引进的若干种牵引电机绝缘技术具有以下共同特点:
1) 采用C 级绝缘, 绝缘等级高, 电机绝缘系统抗热过载能力强;
2) 浸渍树脂无溶剂化, 基本实现了“零挥发”, 有利于VPI 工艺的实施, 更易实现无气隙绝缘结构;
3) 主绝缘采用了高性能聚酰亚胺薄膜与云母带复合式结构, 可充分利用绝缘层的有效尺寸, 有利于保证绝缘的电气过载能力;
4) 采用高真空、高压力的VPI 整浸技术和旋转烘焙技术, 可使电机获得**的浸渍效果和优良的绝缘整体性。
1、200 ℃级耐热环氧型绝缘结构
以耐热环氧浸渍树脂为基础的环氧系绝缘是日立和三菱公司用于铁路机车牵引电机典型的200 ℃级绝缘,到目前为止已有30 余年的成功运用经验。其中SS6B 型机车用HS14263- 02R 型直流牵引电动机的绝缘结构特点有:
1) 采用常态黏度较高、填充性好、粘结力强的多官能、多组份耐热环氧树脂( 日本商业型号为YE- 90H) 作为浸渍树脂, 酸酐型固化剂, 其树脂完全实现了无溶剂化。由于是多组份, 使用时需现场调配, 且在使用和输漆前需加热到合适的温度才能满足浸渍工艺要求。
2) 绝缘体系为潜伏性催化固化型, 即在树脂浸渍前将含苯环咪唑类促进剂预先添加在绕组绝缘内, 使固化物具有突出的耐热性能。
3) 主绝缘选用了浸润性好、电气性能优良的聚酰亚胺薄膜与云母复合带, 以热态高强度的网状无纬带和模压槽楔作为电机绕组机械固定材料, 确保了电机绕组的电气和机械安全性。
4) 磁极装配采用了“紧配合”式一体化结构, 套装单边间隙仅为0.5 mm, 结构紧凑, 有效地利用了空间结构尺寸, 电机整体性大为改善。200 km/h 动车组MB- 5120- A 型交流牵引电机则使用了另一类双组份环氧树脂( 日本商业型号为SAI6875- 55) 作为浸渍漆。该漆的物理性能、电气性能、使用工艺性和固化物特性等综合性能与YE- 90H 漆基本接近, 差异在于SAI6875- 55 漆没有采用潜伏性催化固化,而是在固化体系中直接引入了促进成分。
2、有机硅绝缘体系
与日本铁路机车牵引电机多使用200 ℃级环氧绝缘体系相比, 欧美的高速与重载机车牵引电机更倾向于使用有机硅绝缘体系, 少数也使用耐热不饱和聚酯亚胺体系。我公司从阿尔斯通、西门子、庞巴迪等公司引进或与之合作生产的机车牵引电机绝缘系统基本采用了欧洲全新的220 ℃级有机硅绝缘体系, 其主绝缘为聚酰亚胺薄膜( 或耐电晕型聚酰亚胺薄膜) 与云母带的复合式结构,云母带采用未经催化的有机硅树脂作胶黏剂, 浸渍漆为单组份的3551 型( 或双组份的H62 型) 无溶剂有机硅树脂, 这一新型绝缘体系已成功应用在KZ4A 型交流传动机车牵引电机、HXD1 型大功率交流传动机车牵引电机和低地板电动车交流牵引电机上。
3、国外环氧型与有机硅型绝缘结构的比较
由于结构特征上的差异, 环氧型与有机硅型是两种不同类型的绝缘体系。环氧型强调的是刚性绝缘结构, 即电机绝缘系统通过高强度的环氧固化体系来维持电机运行的整体机械性能, 以达到确保电机绝缘电气性能的目的; 而有机硅型绝缘则更主要追求热弹性结构, 即在保证绝缘具有足够机械粘合强度的同时, 强调绝缘在热态下的弹性和韧性, 电机运行时通过合理吸收和释放冷( 收缩) 、热( 膨胀) 应力来满足电机绝缘系统机械和电气稳定性。
