Xử lý plasma kích hoạt bề mặt làm tăng năng lượng bề mặt trên các thành phần cách điện của động cơ, tạo ra một giao diện phân tử sạch cho các loại vecni, nhựa và hợp chất đóng gói liên kết. Điều này làm giảm nguy cơ khởi phát phóng điện cục bộ và tăng cường khả năng chống phóng điện hào quang trên toàn hệ thống cách điện.
Nguyên nhân nào gây ra các vấn đề về cách điện và phóng điện hào quang trong động cơ?
Hệ thống truyền động xe điện hiện đại đang chuyển sang kiến trúc 800V đến 1200V, và áp lực điện đi kèm với sự chuyển đổi đó vượt quá khả năng chịu đựng của các hệ thống cách điện tiêu chuẩn. Ba yếu tố chính gây ra hầu hết các sự cố hỏng hóc cách điện trong động cơ điện cao áp.
Tác động của việc chuyển mạch biến tần lên hệ thống cách điện
Việc chuyển mạch điện áp tần số cao từ các bộ biến tần Silicon Carbide tạo ra các xung điện áp nhanh, liên tục gây ứng suất lên vật liệu điện môi tại các điểm yếu trong cuộn dây.
Khi cường độ điện trường tại các điểm đó vượt quá ngưỡng ion hóa của không khí, hiện tượng phóng điện hào quang bắt đầu.
Để so sánh trực tiếp phương pháp điều trị bằng plasma và corona, hãy đọc... So sánh phương pháp điều trị bằng huyết tương và corona của chúng tôi.
Vị trí tập trung phóng điện hào quang trong động cơ
Hiện tượng phóng điện hào quang không xảy ra đồng đều trên toàn bộ hệ thống cách điện của động cơ điện. Nó tập trung ở những nơi có điện trường cao nhất và sự tiếp xúc vật liệu không hoàn hảo.
- Lối ra của rãnh cuộn dây stato: nơi dây dẫn chuyển từ rãnh sang đầu cuộn dây.
- Đầu thanh cuộn dây: nơi dễ xảy ra khe hở không khí giữa dây dẫn và lớp cách điện nhất.
- Giao diện giữa các lớp thép stato: nơi giấy cách điện tiếp xúc với chồng các lớp thép.
Khi hiện tượng phóng điện corona bắt đầu tại các điểm này, ozone và các sản phẩm phụ của oxit nitơ sẽ ăn mòn hóa học polymer, gây ra hiện tượng giòn và cacbon hóa dần dần dẫn đến đoản mạch giữa các vòng dây.
Vì sao các polyme cách điện khó liên kết
Các polyme hiệu năng cao như polyimide và PEEK được thiết kế để trơ về mặt hóa học. Sơn phủ và nhựa đổ khuôn thường vón cục trên các bề mặt có năng lượng thấp thay vì lan rộng, tạo ra các lỗ rỗng siêu nhỏ tại giao diện. Chính những lỗ rỗng đó là nơi khởi phát hiện tượng phóng điện cục bộ dưới tác động của điện áp tần số cao.
Điều đó có nghĩa là gì? Kích hoạt bề mặt Plasma Do cuộn dây và vật liệu cách điện?
Xử lý bằng plasma lạnh làm thay đổi cấu trúc phân tử của bề mặt vật liệu cách điện mà không ảnh hưởng đến các đặc tính điện môi tổng thể hoặc kích thước vật lý của chúng. Quá trình này diễn ra ở nhiệt độ... áp suất khí quyển và tích hợp vào các cấu hình dây chuyền lắp ráp động cơ mà không cần thêm cơ sở hạ tầng.
Những thay đổi ở bề mặt sau điều trị
Khi tia plasma tiếp xúc với bề mặt cách điện, các chất gây ô nhiễm hữu cơ kích thước dưới micromet sẽ bị phân hủy và loại bỏ dưới dạng khí.
Các nhóm chức phân cực, bao gồm hydroxyl và carboxyl, được đồng thời đưa vào bề mặt, thay thế các liên kết phân tử trơ. Năng lượng bề mặt tăng từ khoảng 30 mN/m trên polyimide chưa xử lý lên hơn 72 mN/m sau khi xử lý, ngưỡng mà tại đó vecni và nhựa thấm vào các kẽ hở siêu nhỏ thay vì chỉ phủ lên trên chúng.
Thiết bị dành cho các hình dạng cuộn dây phức tạp
Các đầu cuộn dây hình kẹp tóc, lối ra của rãnh và bề mặt thanh cuộn dây có hình dạng mà các hệ thống xử lý diện rộng không thể tiếp cận một cách nhất quán.
KeyLink's PL-5010P Đây là hệ thống một vòi phun với công suất đầu ra có thể điều chỉnh liên tục từ 800VA đến 1500VA. Kích thước nhỏ gọn và giá đỡ súng đa năng hỗ trợ lắp đặt trên cánh tay robot để xử lý cục bộ các khu vực cuộn dây hẹp và phức tạp trước khi sơn hoặc đổ khuôn.
Đối với việc xử lý cụm stato trước khi tẩm nhựa, PL-5050-2 Máy cắt plasma sử dụng hai đầu súng quay với công suất 1000W mỗi kênh. Hoạt động ở tốc độ 2000 đến 3000 vòng/phút, máy cung cấp phân bố plasma đồng đều 360 độ trên các bề mặt có diện tích trung bình đến lớn, đáp ứng được nhiều hình dạng chi tiết khác nhau trên cùng một dây chuyền.
Tất cả các hệ thống plasma KeyLink đều trải qua quá trình kiểm tra độ bền 24 giờ trước khi xuất xưởng, bao gồm độ bền, tốc độ và độ ổn định hoạt động. Các hệ thống được chứng nhận theo tiêu chuẩn ISO 9001:2015, CE, LVD và ETL.
Xử lý bằng plasma cải thiện độ ổn định của lớp phủ, lớp bọc và liên kết như thế nào?
Việc cải thiện sức căng bề mặt bằng xử lý plasma quyết định xem giai đoạn đổ khuôn hoặc phủ vecni có đạt yêu cầu kỹ thuật hay không. Khi năng lượng bề mặt không đủ, nhựa được sử dụng trong phương pháp tẩm áp suất chân không không thấm hoàn toàn vào các khe hở của cuộn dây, và các khoảng trống còn lại trở thành điểm khởi phát cho hiện tượng phóng điện cục bộ.
Công nghệ plasma loại bỏ nhu cầu sử dụng chất sơn lót hóa học trước khi phủ, giúp loại bỏ một bước trong quy trình và việc xử lý dung môi đi kèm. Đối với các linh kiện cách điện động cơ hoạt động ở cấp H trở lên, giao diện được chuẩn bị bằng plasma cung cấp độ bám dính ổn định mà các quy trình dựa trên chất sơn lót không thể đạt được ở quy mô sản xuất.
Những lợi ích nào mang lại khả năng chống nhiễm phóng xạ Corona và độ tin cậy lâu dài?
Những cải tiến về hiệu suất nhờ xử lý bằng plasma có thể đo lường được ở mọi giai đoạn của hệ thống cách điện, từ giao diện liên kết cho đến hiệu suất điện khi kết thúc vòng đời sử dụng.
| Lợi ích | Cơ chế | Chỉ số sản xuất |
| Khả năng chống phóng điện corona cao hơn | Liên kết không có lỗ hổng làm tăng điện áp khởi phát corona | Kiểm tra phóng điện cục bộ, kiểm tra bằng camera UV |
| Khả năng cách điện được cải thiện | Giao diện sạch hơn giúp giảm thiểu các đường rò rỉ. | Kiểm tra điện trở cách điện của động cơ (Megger) |
| Tuổi thọ sử dụng kéo dài | Lớp phủ đồng nhất có khả năng chống lại sự suy giảm nhiệt và điện. | Kiểm tra độ bền điện áp dưới điều kiện ứng suất gia tốc |
| Khả năng chống tách lớp | Liên kết hóa học giữa các lớp cách nhiệt chống lại lực cắt | Kiểm tra độ bền kéo và chu kỳ nhiệt |
Bề mặt cách điện được xử lý bằng plasma có thể nâng cao điện áp khởi phát phóng điện hào quang từ 10,0 kV lên 13,8 kV trong các hệ thống polymer cụ thể. Đối với các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) hướng đến độ bền 15 năm hoặc 250.000 dặm, sự khác biệt này rất quan trọng đối với việc động cơ có đáp ứng các yêu cầu cách điện khi hết tuổi thọ hay không.
Các kỹ sư kiểm tra và áp dụng điều này như thế nào trong môi trường sản xuất?
Kiểm tra chất lượng xử lý và xác định vị trí có tác động lớn nhất là những câu hỏi thực tiễn mà các kỹ sư đặt ra khi đánh giá quá trình xử lý plasma cho vật liệu cách điện động cơ. Các phương pháp thử nghiệm, trường hợp ứng dụng và các điểm xử lý có tác động cao nhất sẽ được đề cập bên dưới.
Kiểm tra chất lượng điều trị
Năng lượng bề mặt được xác nhận bằng bút đo độ cứng bề mặt (dyne pen) hoặc máy đo góc tiếp xúc ngay sau khi xử lý. Giá trị sức căng bề mặt sau xử lý plasma trên 72 mN/m xác nhận rằng chất nền đã sẵn sàng để phủ vecni hoặc đổ khuôn.
Kiểm tra điện trở cách điện của động cơ bằng máy đo điện trở Megger trước và sau khi xử lý cho thấy điện trở nối đất cao hơn sau khi xử lý, chỉ ra giao diện kín hơn với ít đường dẫn rò rỉ hơn.
Các trường hợp ứng dụng đáng chú ý
- Xử lý sơ bộ trước khi quấn tóc kiểu kẹp tóc: Công nghệ plasma khí quyển robot được áp dụng vào các đầu stato trước khi phủ bột hoặc nhỏ giọt nhựa, nhắm mục tiêu vào khu vực cuộn dây nơi hiện tượng phóng điện cục bộ thường bắt đầu.
- Xử lý sơ bộ dây tráng men trước khi điều trị VPI: Xử lý plasma lạnh được áp dụng cho bề mặt dây tráng men trước khi tẩm áp suất chân không, đảm bảo lớp vecni phủ kín hoàn toàn dây dẫn và loại bỏ các lỗ rỗng siêu nhỏ trong lớp cách điện thứ cấp.
Nơi mà công tác chuẩn bị bề mặt có tác động lớn nhất
Xử lý lớp lót rãnh stato là một khâu thường bị bỏ qua trong quá trình lắp ráp động cơ. Xử lý lớp lót rãnh trước khi lắp cuộn dây giúp cải thiện độ bám dính giữa lớp lót và chồng lá thép, giảm khe hở không khí tại vị trí tiếp xúc đó. Đối với động cơ cao áp, khe hở đó là vị trí khởi phát phóng điện corona chính.
Khám phá toàn bộ dòng sản phẩm hệ thống plasma của KeyLink.
Hệ thống plasma khí quyển KeyLink được thiết kế cho sản xuất động cơ trực tuyến, với các cấu hình có thể gắn trên cánh tay robot, tích hợp với đồng bộ hóa bộ mã hóa và có thể mở rộng từ công việc chính xác với một vòi phun đến xử lý năng suất cao với hai đầu phun. Để tìm hiểu các hệ thống phù hợp với ứng dụng cách điện động cơ, hãy truy cập trang web của chúng tôi. Danh mục các hệ thống xử lý bề mặt bằng plasma. Công ty chúng tôi sở hữu 21 bằng sáng chế về thiết kế hệ thống plasma và phần mềm điều khiển, và đã hỗ trợ hơn 5.000 trường hợp ứng dụng trong các ngành công nghiệp ô tô, điện tử và sản xuất công nghiệp.. Để được hỗ trợ cụ thể cho từng ứng dụng, Hãy liên hệ trực tiếp với đội ngũ hỗ trợ của chúng tôi..
