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耐電暈復合絕緣材料
前言
隨著我國電機工業電子技術的飛速發展，出現了愈來愈精密和高性能的電機、電器元件，電機、電器制造等技術和產品。其中采用IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）技術的PWM（Pulse Width Modulation）型變頻器以其良好的輸出波形、優異的性價比在交流變頻電機上得到了廣泛的應用。但采用這種技術的變頻器提供的脈沖波，有著高聳的尖峰（高電壓峰值）波峰和陡峭的上升時間，加上可變化的或*的頻率（達到20KHz），從而對漆包線絕緣體系產生極大的破壞，很容易發生匝間擊穿而縮短漆包線的使用壽命。研究表明，交流變頻電機中絕緣結構的過早失效是導致電機損壞的根本原因［1-3］。變頻電機的電壓輸出是具有極快上升沿和極快下降沿的脈沖，一般在10～100ns，電壓上升率dU/dt 達6600V/μs，遠大于工頻正弦的0.15V/μs，所產生的交變尖峰電壓，在運行中將導致電機絕緣層發生局部放電，逐漸腐蝕絕緣層；另外，變頻電源中含有較大的諧波電壓分量，這些諧波電壓產生的附加損耗轉化為熱能，也大大加速了電機絕緣的老化［4］。在高耐熱性能的絕緣材料中均勻分散一些納米無機物，如TiO2、Al2O3 和ZnO，應用在交流變頻電機中，可以大幅度提高絕緣材料的抗高頻脈沖尖峰電壓和耐電暈等方面性能［5-6］。
本文以納米TiO2 為無機填料，聚酰胺酰亞胺樹脂為基體，采用原位插層聚合法制備了納米TiO2/聚酰胺酰亞胺的復合絕緣漆，并按照聚酯亞胺底漆、納米無機復合絕緣漆和聚酰胺酰亞胺面漆工藝涂制三涂層的復合漆包線。在高頻脈沖電壓條件下，研究了復合漆包線的耐電暈性能和各項常規性能。
2、試驗部分
2.1 試驗原材料
二苯甲烷二異氰酸酯，煙臺萬華化工廠；偏苯*酸酐，江蘇正丹集團；N-甲基吡咯烷酮，濮陽邁奇精細化工有限公司；甲酸，德國巴斯夫公司；納米TiO2，金紅石相，德國德固薩公司，以上產品均為工業級。
2.2 檢測儀器
常規性能：采用GB 6109.11-1990 “200 級聚酯亞胺/聚酰胺酰亞胺復合漆包銅圓線”檢測復合漆包線的常規性能。FTIR 分析：北京第二光學儀器廠產WQJ-410 型傅立葉變換紅外光譜儀；耐電暈性能：上海申發檢測儀器廠產JMG-3 高頻脈沖耐壓試驗儀；微觀粒徑分布：荷蘭菲利浦公司CM-10 透射電子顯微鏡。
2.3 耐電暈漆包線的制備
對定量的納米TiO2 進行多次表面包裹處理后放置于三口瓶中，然后加入N-甲基吡咯烷酮和偏苯*酸酐，保溫攪拌至*溶解在60℃以下加入甲酸，攪拌均勻后加入二苯甲烷二異氰酸酯，然后升溫至中控粘度合格，得到粘度合適的均勻納米TiO2/聚酰胺酰亞胺漆包線漆。采用模具法涂線工藝，在規定的工藝參數條件下，分別涂上聚酯亞胺底漆、納米TiO2/聚酰胺酰亞胺漆包線漆、聚酰胺酰亞胺面漆，制成三涂層結構的耐電暈復合漆包線