一种电机定子绕组灌封方法

1.本发明涉及电机制造技术领域，具体而言，本技术涉及一种电机定子绕组的灌封方法。


背景技术：

2.随着技术的发展和市场需求的推动，对电机制造技术的要求越来越高，如要求电机体积小、效率高、功率密度大、工作稳定、可靠性高等，定子绕组在工作时承载高电压、大电流，并且工作在高频变化的磁场之中，必然会产生热量，影响电机的效率和工作稳定性，而且在一些应用领域，电机的工作环境比较恶劣，为了提高电机的性能和工作稳定性，目前多采用对电机定子绕组进行绝缘导热胶体灌封的方案。电机定子绕组通过绝缘导热胶体灌封后，不仅可以实现定子绕组的固定、绝缘和导热，还可以提高对外来冲击、震动的抵抗力，提高电机的防水、防潮等级，有利于电机整体性能的提升。
3.目前，电机定子绕组灌封方法一般包括五个步骤：工件预热、灌封材料注入、真空脱泡、加热固化和冷却脱模。在这五个步骤中，对定子绕组的加热都依赖于烘箱，在没有烘箱的条件下就没有办法完成对工件的加热，也就无法完成对电机定子绕组的灌封，并且在使用烘箱的过程中，需提前让烘箱进入工作状态，待烘箱温度达到设定温度后再将定子绕组放入烘箱中进行加热，对于中小功率电机来说，电机定子绕组尺寸适中，电机定子放入烘箱中完成预热和加热固化较为方便，但是对于一些大功率电机来说，尤其是风电等领域的电机，定子绕组尺寸往往较大，放入烘箱中完成工件预热和加热固化步骤困难；而且受电机定子结构和烘箱温度波动的影响，电机定子绕组的受热难以保证均匀，灌封后的电机定子内部以及表面会出现空隙、空洞等缺陷，对电机定子的绝缘性、导热性等产生不良影响，继而影响电机的整体性能和使用寿命。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术方法的不足，提供一种电机定子绕组灌封方法，该方法不依赖烘箱、不受电机定子结构和定子绕组尺寸的限制，可使电机定子绕组快速、均匀地达到设定温度，在灌封材料注入步骤中也可以方便的实现对定子绕组的温度控制，灌封后的电机定子绕组内部以及表面无空隙、无空洞、粘结均匀，结构强度高，提高电机定子加工效率，增强电机定子的绝缘性、导热性和抗震性，进而提升电机工作稳定性，延长电机的使用寿命。
5.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种电机定子绕组的灌封方法，包括电机定子绕组装模、电机定子绕组预热、灌封材料注入、真空脱泡、加热固化和冷却脱模步骤，其特征在于：通过给电机定子绕组通以电流的方式调整定子绕组的温度，包括预热温度、灌封温度和固化温度；该电机定子绕组灌封过程为：给装模完成后的定子绕组通以电流，使其达到预热温度，调节定子绕组电流，将搅拌均匀的灌封材料注入满足灌封温度的定子绕组模具，调节定子绕组电流，使经过真空脱
泡后的灌封定子达到灌封材料的固化温度，固化完成后切断电机定子绕组的电流，冷却后脱模，完成电机定子绕组的灌封。
6.进一步地，所述定子绕组温度通过流过定子绕组的电流大小调节，电流越大温度越高，电流越小温度越低，包括预热温度、灌封温度和固化温度。
7.更进一步地，所述定子绕组通过的电流应该缓慢、平滑变化。
8.更进一步地，所述定子绕组为m相（m为的整数）绝缘绕组，所述通以电流的定子绕组可以是m相绕组中的n相（n为的整数）绕组、也可以是n相绕组的一部分。
9.更进一步地，所述通以电流的定子绕组的选择方法为：测量电机定子绕组各部分的阻值，根据灌封过程中预热温度、灌封温度和固化温度所需消耗的能量和定子结构，选择合适阻值r的定子绕组及其流过定子绕组的电流i，使其产生的能量与温升所需消耗的能量相等，其中电流i不能超过电机定子绕组的额定电流。
10.更进一步地，将所述通以电流的定子绕组的引出线或者绕组的中性点和引出线分别接到电压可调直流电源的正、负极，定子绕组中流过电流的大小通过改变直流电源的电压值调节。
11.更进一步地，所述定子绕组通过的电流不能超过定子绕组的额定电流。
12.更进一步地，所述真空脱泡步骤，真空度需要根据灌封材料的种类设定。
13.更进一步地，所述灌封材料为导热、绝缘、防水、抗震的有机填充物。
14.与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果为：本发明通过调节流过电机定子绕组的电流来实现对定子绕组温度的控制，可以使电机定子绕组快速、均匀地升温至定子绕组灌封所需温度，操作简单、方便、不受烘箱限制，该方法适用于各种功率等级、各种类型、各种结构形式和各种尺寸的电机定子绕组，具有极强的通用性，灌封后的电机定子绕组内部以及表面无空隙、无空洞、粘结均匀，结构强度高，提高电机定子加工效率，增强电机定子的绝缘性、导热性和抗震性，进而提升电机工作稳定性，延长电机的使用寿命。
具体实施方式
15.下面结合本发明实施例中的，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
16.本发明所述电机定子绕组的灌封方法包括电机定子绕组装模、电机定子绕组预热、灌封材料注入、真空脱泡、加热固化和冷却脱模六个步骤，该方法适用于各种功率等级、各种类型、各种结构形式和各种定子绕组接法以及各种尺寸的电机定子绕组，包括采用星形接法的电机定子绕组、角形接法的电机定子绕组和全尺寸系列的电机定子绕组，具有广阔的适应性和通用性。
17.本发明首先将满足电机设计要求的m相（m为大于等于1的整数）定子绕组装模，即将满足设计方案的m相定子绝缘绕组放到灌封模具中，并在灌封模具与定子绕组接触面涂敷硅脂。
18.然后选择合适的定子绕组，将该绕组的引出线或者绕组的中性点和引出线分别接到电压可调直流电源的正、负极。定子绕组的选择方法为：测量定子绕组各部分的阻值，根据灌封过程中预热温度、灌封温度和固化温度所需消耗的能量和定子结构，选择合适阻值r的定子绕组及其通过定子绕组的电流i，使其产生的能量与温升所需消耗的能量相等，其中电流i不能超过电机定子绕组的额定电流。由于该方法以合适的电阻值为出发点选择通电的定子绕组，所以选择的定子绕组可能是m相绕组中的n相（n为的整数）绕组、也可能是n相绕组的一部分。
19.根据电机定子结构和灌封材料设定电机定子绕组的预热温度，缓慢调节直流电源的输入电压，使得电机定子绕组温度能够稳定在所需的预热温度，并维持一定时间，充分去除定子绕组的湿气。直流电源的输入电压越高，流过定子绕组的电流越大，产生的热量越多，温度越高，反之亦然。由于电机定子绕组流过电流后会即刻产生热量，定子绕组温度很快即升至设定的预热温度，热量平衡后，定子绕组温度稳定且均匀，避免了以往使用烘箱时，需要长时间等待烘箱达到设定温度的情况，也避免了由于烘箱温度波动和定子结构影响产生的定子绕组受热温度不均匀现象，提高了电机定子绕组灌封的效率和电机定子绕组灌封的质量。
20.电机定子绕组预热完成后，可以保持定子绕组的通电状态，并调节直流电源的电压使其流过一定大小的电流，使定子绕组保持在一个合适的灌封温度，然后将搅拌均匀的灌封材料注入定子。定子绕组保持在一个恒定的灌封温度有利于灌封材料的流动，有助于定子绕组及灌封材料中空气的逸出；当然，电机定子绕组预热完成后，也可以关闭直流电源，此时定子绕组中无电流通过，定子绕组降至室温，然后将搅拌均匀的灌封材料注入定子。
21.灌封材料注入定子后，需根据灌封材料的种类设定真空度，对注入灌封材料的定子进行真空脱泡处理，有效去除定子内的空气。
22.根据灌封材料所需的固化温度，缓慢调节直流电源的输入电压，使电机定子绕组温度缓慢、平滑的达到并稳定在固化温度。如果灌封材料需要阶梯温度固化，只需缓慢调节直流电源电压即可达到阶梯固化温度。
23.待灌封材料完全固化后，关闭直流电源，并切断电机定子绕组与直流电源的连接，等待电机定子冷却，然后脱模取出灌封好的电机定子绕组。
24.在上述电机定子绕组灌封的过程中，电机定子绕组中流过的电流不能超过电机定子绕组的额定电流。
25.本发明所述灌封材料为导热、绝缘、防水、抗震的有机填充物，如环氧树脂灌封胶、有机硅灌封胶和聚氨酯灌封胶等。
26.由于本发明通过缓慢调节流过电机定子绕组的电流来实现对定子绕组温度的控制，由于电机定子绕组流过电流后会即刻产生热量，定子绕组很快即可升到设定温度，热量平衡后，定子绕组温度稳定且均匀，消除了以往电机定子灌封对烘箱的依赖，避免了以往使用烘箱时，需要长时间等待烘箱达到设定温度的情况，也避免了由于烘箱温度波动和定子结构影响产生的定子绕组温度不均匀现象，使灌封后的电机定子绕组内部以及表面无空隙、无空洞、粘结均匀，结构强度高，提高电机定子加工效率，增强电机定子的绝缘性、导热
性和抗震性，进而提升电机工作稳定性，延长电机的使用寿命，而且该方法操作简单、方便，适用于各种功率等级、各种类型、各种结构形式和各种定子绕组接法以及各种尺寸的电机定子绕组，具有极强的通用性和适应性。
27.上述实施例仅说明本发明创造的原理及功效，而非用于限制本发明，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创作构思的前提下，还可以做出若干变形和改造，这些都属于本发明的保护范围。