用磁性槽泥修復(fù)電動(dòng)機(jī)

摘要：對(duì)電動(dòng)機(jī)磁路的進(jìn)行分析，可以得出要使電動(dòng)機(jī)達(dá)到節(jié)能降耗的目的只能降低電動(dòng)機(jī)磁阻的結(jié)論，而要降低磁阻，則必需使用減少電動(dòng)機(jī)磁路的空氣間隙的方法才能達(dá)到目的，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯中留有布線槽口，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)則會(huì)有旋轉(zhuǎn)損耗產(chǎn)生，而想要減少這種旋轉(zhuǎn)損耗，使用磁性槽泥填充間隙則可以達(dá)到減少損耗的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)；降低磁阻；磁性槽泥

中圖分類(lèi)號(hào)：TM343 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）06-0100-02

我國(guó)的大部生產(chǎn)領(lǐng)域都能夠使用到電動(dòng)機(jī)，這是一個(gè)常用的生產(chǎn)設(shè)備，而大部分的動(dòng)力場(chǎng)所都是由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)運(yùn)行的。然而，我國(guó)現(xiàn)在運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)多數(shù)還是JR、JO系列電動(dòng)機(jī)，這些老型的電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)是“三高”，不但能耗高，而且噪聲高、溫升還高，如果從節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的角度出發(fā)，那么改善電動(dòng)機(jī)的性能則具有特別重要的現(xiàn)實(shí)意義。

由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)比較落后，設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)渦流損耗和磁滯損耗一般都較大，這使得電動(dòng)機(jī)定子電流也相應(yīng)增大，而電流增大產(chǎn)生的熱效應(yīng)則造成了電動(dòng)機(jī)的定子線圈過(guò)熱，由于線圈過(guò)熱、長(zhǎng)時(shí)間的高溫，從而加速了電動(dòng)機(jī)線圈的老化，使電動(dòng)機(jī)的絕緣電阻早早地降低，由此，造成了電動(dòng)機(jī)的使用壽命減小。另一方面，在電動(dòng)機(jī)電流增大的同時(shí)，線路的電壓降則又同時(shí)增加，過(guò)大的壓降導(dǎo)致了負(fù)荷端電壓也發(fā)生下降，這就又降低了電動(dòng)機(jī)的輸出功率，當(dāng)然，這些因素使電動(dòng)機(jī)的使用效率又大打折扣，有時(shí)會(huì)達(dá)不到使用效率。

綜上所述，說(shuō)明電動(dòng)機(jī)的效率低下、能耗偏大，是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的鐵損和銅損大，電動(dòng)機(jī)的銅損和鐵損統(tǒng)稱為電動(dòng)機(jī)的損耗，而這些損耗則全部都轉(zhuǎn)化為熱能，大量的熱能導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的定子線圈過(guò)熱，溫度上升。而電動(dòng)機(jī)的鐵損就是因?yàn)榫€圈的渦流損耗和磁滯損耗所導(dǎo)致的，而這些損耗則降低了電動(dòng)機(jī)的使用效率。如果想要降低渦流損耗和磁滯損耗，那就必須降低電動(dòng)機(jī)定子磁路（即硅鋼片）的磁阻。

JR、JO系列電動(dòng)機(jī)的能耗過(guò)大，主要原因是由于電動(dòng)機(jī)定子磁路的間隙過(guò)大，而空氣的磁阻則大大高于電動(dòng)機(jī)鐵芯的磁阻。由此，我們也就可以找到降低這些損耗的方法，其實(shí)就是降低電動(dòng)機(jī)磁路的磁阻，減少線圈的渦流損耗和磁滯損耗，增加硅鋼片的導(dǎo)磁率，這樣才提高電動(dòng)機(jī)的輸出功率，提高使用效率，這種方法不但能夠達(dá)到節(jié)能降耗的目的，同時(shí)也提高了電動(dòng)機(jī)的使用壽命。

下面請(qǐng)看一下電動(dòng)機(jī)的磁阻與磁通的關(guān)系式：

電動(dòng)機(jī)磁路的磁阻：（公式一）

Rm=L/μ·S

式中：

Rm——磁阻，單位：Ω

L——磁路長(zhǎng)度，單位：cm

μ——磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率

S——磁路的橫截面積，單位：cm2

電動(dòng)機(jī)磁路的磁通：（公式二）

Ф=N1/Rm

式中：

Ф——磁通，單位：Wb

N1——磁勢(shì)，單位：安匝

從上述公式中可以分析出，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的磁阻Rm下降時(shí)，穿過(guò)磁路的磁通量相應(yīng)增加，渦流損耗和磁滯損耗也同時(shí)減少。如果減小磁路長(zhǎng)度L，或增加磁導(dǎo)率μ，或增加磁路的橫截面積，而電動(dòng)機(jī)磁路的橫截面積S和磁導(dǎo)率μ都是固定的，想要降低磁阻，增加電動(dòng)機(jī)的使用壽命，降低能耗，最好的辦法就是減小電動(dòng)機(jī)磁路的空氣間隙。

要減小電動(dòng)機(jī)磁路的空氣間隙，那么就要在改造或修復(fù)舊型號(hào)電動(dòng)機(jī)的時(shí)候，在電動(dòng)機(jī)的定子磁路上抹入能夠提高磁路導(dǎo)磁率的磁性物質(zhì)并壓實(shí)，以減小電動(dòng)機(jī)磁路的空氣間隙，從而達(dá)到降低磁阻，并減小損耗的目的。

磁性泥狀物又名磁性槽泥或叫磁性膩?zhàn)?，?jiǎn)稱CC材料，是由銀灰色含磁性的粉末做成的，這種物質(zhì)主要成分是高粘度樹(shù)脂和磁粉。這種物質(zhì)未使用時(shí)分為甲、乙兩類(lèi)分別保存，甲類(lèi)中含有樹(shù)脂、磁粉，呈粉末狀；乙類(lèi)是液體。使用的時(shí)候，應(yīng)將甲乙兩類(lèi)物質(zhì)充分混合，攪勻均勻。

CC材料是可塑的磁性泥，可廣泛應(yīng)用于各型號(hào)電動(dòng)機(jī)，它具有常溫下固化時(shí)間短，固化劑無(wú)毒等特點(diǎn)。另外，它還具有優(yōu)越的機(jī)械性能、熱性能和化學(xué)性能，是一種性能優(yōu)良的節(jié)能材料。將它均勻抹壓在電動(dòng)機(jī)定子槽口處，待其固化后，即成為與槽壁結(jié)合極其牢固的電動(dòng)機(jī)磁性槽楔。由于它封閉了電動(dòng)機(jī)定子槽口，可以降低鐵芯齒表面的磁通密度和由于磁通在齒間擺動(dòng)而引起的附加鐵損，從而使電動(dòng)機(jī)的鐵芯損耗下降。在電動(dòng)機(jī)定子槽口使用磁性槽楔后，可降低電動(dòng)機(jī)的空載損耗20%～40%，降低電動(dòng)機(jī)的空載電流5%～10%，降低溫升10%～35%，降低噪音3分貝左右，提高電動(dòng)機(jī)效率平均為1%～2%，并且使用磁性槽楔投資低廉，同時(shí)對(duì)電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)也有所改善，是修復(fù)老型號(hào)電動(dòng)機(jī)并使其延緩淘汰的有效節(jié)能措施之一。

在對(duì)電動(dòng)機(jī)的修復(fù)改造過(guò)程中，應(yīng)首先對(duì)電動(dòng)機(jī)作一次絕緣測(cè)量，如果測(cè)得的電動(dòng)機(jī)絕緣不夠，就應(yīng)該在加強(qiáng)電動(dòng)機(jī)的絕緣后，再用CC材料抹壓電動(dòng)機(jī)，抹壓應(yīng)結(jié)實(shí)嚴(yán)密。如果抹壓后電動(dòng)機(jī)線圈絕緣電阻下降過(guò)大，應(yīng)及時(shí)查找絕緣電阻下降的原因，將絕緣處理到正常數(shù)值后再抹壓CC材料。操作過(guò)程中不可以將槽泥灑落到電動(dòng)機(jī)的繞組之間，因?yàn)镃C材料的顆粒殘留在電動(dòng)機(jī)里，它會(huì)在電磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，就會(huì)使電動(dòng)機(jī)繞組的絕緣降低，嚴(yán)重的可能會(huì)造成短路，燒毀電動(dòng)機(jī)。此外，甲、乙兩類(lèi)材料在調(diào)劑好后要立即投入使用，放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，CC材料會(huì)硬化，不能使用。用CC材料抹壓后的電動(dòng)機(jī)，其定子槽口漏磁通就會(huì)加大，而電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩則相應(yīng)會(huì)降低，所以，對(duì)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求高的負(fù)荷，或者在使用過(guò)程中常常有大的機(jī)械負(fù)荷或沖擊負(fù)載的電動(dòng)機(jī)，在改造過(guò)程中更應(yīng)該慎重使用。但在CC材料中加入一定量的絕緣物質(zhì)，控制漏磁通，也可以使用，但使用量應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定絕緣物質(zhì)的摻入量。

以我公司為例，現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)大多數(shù)為JR和JO系列，要想將所有的舊式JR和JO系列電動(dòng)機(jī)淘汰，則需要投入大量的資金，這顯然是不劃算的。CC材料價(jià)格較低，市場(chǎng)價(jià)格大約在35元/kg左右，每千克CC材料可改造一臺(tái)30kW容量的電動(dòng)機(jī)，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)改造工時(shí)為1天/人，合計(jì)工時(shí)成本和CC材料的成本，以及廠房、設(shè)備等，改造一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的成本大約為100元。而改造后的電動(dòng)機(jī)每千瓦容量每年可節(jié)約電能約67kwh，如果改造一臺(tái)30kW電動(dòng)機(jī)，每年節(jié)約電量為2010kwh。以電價(jià)0.6元/kwh計(jì)算，則每年可節(jié)約1206元。所以，改造一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的費(fèi)用實(shí)際上一個(gè)月就可收回。

我公司現(xiàn)每年修復(fù)的JR和JO系列的電動(dòng)機(jī)約為1500臺(tái)，如果用CC材料修復(fù)，按每臺(tái)電動(dòng)機(jī)30kw計(jì)算，年節(jié)約電費(fèi)就為：1500臺(tái)×67kwh×30kw×0.6元/kwh=180.9萬(wàn)元。經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)研，這是一項(xiàng)切實(shí)可行的技術(shù)革新，而且在產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)還延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)使用壽命。因此，建議在修復(fù)JO與JR系列電動(dòng)機(jī)時(shí)采用CC材料，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

作者簡(jiǎn)介：陳復(fù)興（1971—），男，鶴崗誠(chéng)基水電熱力有限責(zé)任公司供電車(chē)間運(yùn)行主任。endprint