← Terug naar categorie Kleefstoffen, afdichtingsmiddelen en harsen

Thermohardende harsen voor stator inkapseling in elektro-mobiliteit en industriële motoren

End-turn inkapseling op vloeistofgekoelde generator

Elektromotoren en elektrische generatoren zijn van toenemend belang voor industriële en automotive toepassingen, maar ze presenteren een aantal uitdagingen die ontwerpers moeten overwinnen. In dit artikel, dr. Werner Hollstein van Huntsman Advanced Materials aan deze problemen en bekijkt hoe de nieuwste epoxy en polyurethaan inkapseling systemen kunnen ondersteunen, of zelfs mogelijk, nieuwe en robuuste motor zijn met de verzekering van de hoge kosten-efficiëntie en kwaliteit.

Motoren en generatoren

Nieuwe uitdagingen voor de ontwikkeling van motoren en generatoren voor industriële en automotive toepassingen zijn onder meer verkleinen, hogere integratie dichtheid, meer vermogen, een grotere betrouwbaarheid en duurzaamheid, bestand tegen extreme omstandigheden en ruisonderdrukking. Eenvoudige vernissen voor de elektrische isolatie en mechanische bevestiging van de rotor en de stator wikkelingen wordt meestal gebruikt, maar dit heeft de neiging te resulteren in de volgende punten:

  • Verschillende verliezen in werking die hoge temperaturen en oververhitting
  • Trillingen veroorzaakt slijtage en het kortsluiten van wikkelingen
  • Agressieve oliën, chemicaliën, dampen en vocht aanvallen beschadigen wikkelingen

Aangezien de belasting op de motor toeneemt, nemen ook de bovengenoemde operationele verliezen. Thermohardende hars systemen voor inkapseling en impregneren geven een antwoord op deze problemen.

Een optie is een volledig ingekapselde stator waar de koperen wikkelingen, lacunes en draaduitlopen volledig geïmpregneerd en gevuld met polymeer. InFiguur 1, De regeling van een stator voorbereid op volledige inkapseling wordt getoond.

Een afdichting kern in het midden van de stator vacuüm dichtheid te verzekeren en te voorkomen dat de hars verontreinigende metalen lamellen. De vloeibare hars systeem wordt ontgast en gepot, bij voorkeur onder vacuüm, in de stator. Het is essentieel dat het harssysteem een ​​lage viscositeit en voldoende latency snel vullen en impregnering mogelijk. Vervolgens heeft de ovendroging moet worden geoptimaliseerd en gecontroleerd volume krimp en mechanische belasting te minimaliseren.

Een andere optie is de inkapseling van het eind-bochten. In het algemeen wordt meer dan 60% van de verloren warmte in het eind-windingen van een stator. Daarom is het het meest effectief om alleen de pot tussen eind-bochten en huisvesting. InFiguur 2, De regeling van een stator met ingekapselde end-bochten wordt getoond.

Bij het selecteren van een geschikte inkapselingsmiddel is het belangrijk een die hoge thermische geleidbaarheid heeft, nauwkeurig omschreven stromingseigenschappen en korte uithardingstijden kiezen.

Hot uithardende epoxyhars systemen voor de volledige stator inkapseling

Geformuleerd epoxyhars systemen zijn onvervangbaar in vele elektrische toepassingen. Ze bieden uitstekende elektrische isolatie, goede mechanische eigenschappen, chemische weerstand en thermische uithoudingsvermogen. Verwerking bij temperaturen tussen 60 tot 80 ° C vermindert de viscositeit van deze systemen, waardoor hogere ladingen vulstof en snel vullen eigenschappen. Uitharding vereist temperaturen boven 100 ° C.

Araldite ® CW 229-3 / Aradur HW 229-1 is een goed voorbeeld van een voorgevulde hars systeem dat een hoge scheur-en thermische schokbestendigheid biedt. InFiguur 3 temperatuur cyclus testresultaten worden getoond met een embedded metalen baard (randradius 1mm).

20 testcycli werden met succes neer uitgevoerd om temperaturen zo laag als-80 ° C. Het impregneren mogelijkheid werd bewezen goed te zijn, met een warmtegeleiding van 0.7 W / m K.

Thermische uithoudingsvermogen in langlopende verouderingstests (IEC 60216) resulteerde in een thermische index van meer dan 180 ° C (klasse H). Zelfs 200 ° C werd bepaald als een relatieve temperatuur index (RTI) na UK746B. Daarom is een goede warmteafvoer, betrouwbare elektrische isolatie en thermische uithoudingsvermogen voor zwaar belaste motoren en generatoren zijn gewaarborgd.

Om te reageren op de vraag naar korte cyclustijden, Araldite ® CW 229-3 / Aradur HW 229-1 is ook beschikbaar met een hogere reactiviteit, waardoor de verplichte noodzaak voor de naharding van normale systemen verouderd. Deze niet-post-cure (NPC)-systeem is geschikt voor de geautomatiseerde druk gelering (APG) proces, het aanbieden van extra voordelen van kortere gieten en lagere schimmels temperaturen.

Warmteafvoer is de belangrijkste vereiste voor stator inkapseling Araldite ® XB 2710 / Aradur XB 2711 biedt een goede oplossing, vergemakkelijkt warmtegeleiding in 1.5 W / m K en de verzekering van hoge thermische geleidbaarheid. Bij het aanbieden van vergelijkbare eigenschappen met Araldite ® CW 229-3 / Aradur HW 229-1, dit systeem biedt ook uitstekende weerstand tegen barsten en een lage thermische uitzettingscoëfficiënt.

Koud uithardende epoxyhars systemen voor de volledige stator inkapseling

Aminen zijn de meest gebruikte uitharden van epoxy genezen. De reactiviteit van deze systemen kunnen ze ook bij kamertemperatuur harden. Geen ovens nodig zijn en daarom procesapparatuur is veel eenvoudiger en lager in kosten. Araldite ® XB 2252 / Aradur XB 2253 is een koud uithardende epoxyhars systeem met een uitstekende vloeibaarheid en impregneren functies. Thermische uithoudingsvermogen is uitzonderlijk hoog met een thermische index van 180 C fulfilling klasse F.

Araldite ® CW1312 / Aradur HY 1300 is een ander voorbeeld van een veerkrachtig koude uitharding systeem dat een goede weerstand tegen thermische veroudering en een goede thermische schokbestendigheid vertoont, met bewezen prestaties in de klas B toepassingen.

Polyurethaan systemen voor de volledige stator inkapseling

Polyurethanen (PUR) gebruikt voor elektrische isolatie sinds het begin van de 1950s wanneer kostenefficiënte grondstoffen werd op industriële schaal.

De chemische reactie van een polyol en een isocyanaat resulteert in een polymeer met urethaanbindingen. Indien verknoping optreedt in drie afmetingen, het verkregen polymeer behoort tot de klasse van elastomeren en thermoharders. De uithardingsreactie is snel en exotherm bij kamertemperatuur en geen ovens nodig. Vanwege de grote verscheidenheid aan polyolen, isocyanaten, modificatoren en vulstoffen kunnen purs worden aangepast voor een groot aantal toepassingen, waaronder een stator inkapseling.

Arathane ® CW 5631 / HY 5610 is eenvoudig te verwerken en heeft een goede impregnatie vermogens; dit zijn uitzonderlijke eigenschappen voor een PU systeem. De vlamvertraging UL94 V-0 wordt voldaan het uitgeharde materiaal warmtegeleidbaarheid in het traject van 0.6 W / m K en uitstekende warmte verouderen weerstand wordt geleverd.

Een ander voordeel van het gebruik Arathane ® CW 5631 / HY 5610 is zijn aanpassingsvermogen, die de volledige inkapseling van verschillende maten en uitvoeringen van stators laat simpelweg door het veranderen van de mengverhouding. Met de reductie tot aan 100: 19 dpg de kust hardheid wordt aanzienlijk verlaagd van D80 tot D55 en belangrijker nog, uitstekende weerstand tegen barsten eigenschappen van het systeem blijven onaangetast.

One-componenten epoxy systeem voor end-turn inkapseling

De meeste epoxysystemen worden als twee afzonderlijke onderdelen. Voor massaproductie een uitgebreid gamma van apparatuur nodig is om deze systemen te verwerken. Eencomponent producten zijn veel eenvoudiger te verwerken en aanzienlijk machines helpen beperken. Bestaande een-component epoxy zijn commercieel toegepast als kleefmiddelen, afdichtingsmiddelen, vormmassa en impregnering en gietharsen.

Aratherm ® CW 2731 ontwikkeld voor het inkapselen van motor en generator eind bochten. Enkelvoudige componenten epoxy deze 'pasteus' wordt ingevuld met een speciaal soort vulmiddel om een ​​hoge warmtegeleiding van 3.0 W / bereiken m K. Het vereist geen voorverwarming, homogenisatie of ontgassen en vloeibaarheid kan eenvoudig worden aangepast aan de openingen tussen de te vullen draden en huisvesting. Ovendroging is niet nodig als de warmtecapaciteit van de voorverwarmde stators hoog genoeg is om de temperatuur boven 150 ° C gedurende een uur houden. Een toepassing voorbeeld van een vloeistof gekoelde generator wordt getoond inAfbeelding 1.

Een ander belangrijk materiaal eigenschap is de hoge Tg van 160 ° C die consistentie over het hele scala van operationele temperaturen en uitstekende thermische duurzaamheid garandeert. De lage thermische uitzettingscoëfficiënt van 20 * 10-6 1 / K minimaliseert thermische mis-match van materialen en voorkomt kraken en delaminatie.

Samengevat

In de aan de gang zijnde uitdaging om motoren en generatoren die meer vermogen, een hogere integratie dichtheid, hogere betrouwbaarheid, weerstand tegen zware omstandigheden en geluidsreductie, thermohardende hars systemen voor volledige stator of end-turn inkapseling bieden bieden de ideale oplossing te produceren.

Epoxy en PUR De huidige systemen bieden de nodige materiële kenmerken die de noodzaak voor hoge warmteafvoer, elektrische isolatie, mechanische bevestiging, demping en bescherming tegen agressieve chemicaliën, dampen en vocht te dekken.

Huntsman Advanced Material's producten zijn speciaal ontworpen voor verschillende verwerking en toepassing van technologieën zoals vacuüm gieten en geautomatiseerde druk gelering die korte cyclustijden en hoge doorvoer toe te staan. De gepresenteerde technologieën, met behulp van de nieuwste hars systemen kan enorm bijdragen aan nieuwe motor ontwerpen voor e-mobiliteit en industriële toepassingen waar betrouwbaarheid, hoge kosten-efficiëntie en kwaliteit centraal staan.

Patricia Albisser
Huntsman Advanced Materials (Zwitserland) GmbH
K-401.5.77
Klybeckstrasse 200
CH-4057 Basel
Zwitserland
Telefoon: + 41-61-299 2664
Fax: + 41-61-966 8130
E-mail: [Email protected]

Huntsman Advanced Materials

Vraag meer info over dit nieuws / product artikel

Gerelateerd nieuws

Laat een reactie achter

Uw e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd *

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Ontdek hoe uw reactiegegevens worden verwerkt.