微特电机的环氧浇铸绝缘技术

何新田  (西安微电机研究所)

1环氧浇铸在微特电机中的应用

    微特电机系一类结构紧凑、加工精细、性能露求特殊的精密器件，应用在军品配套、自动控制系统等高可靠性场合下的微特电机的环氧浇铸整体密封绝缘结构具有优异的抗环境破坏性能的特点，所以得到了推荐和应用。目前较常见的有通孔定子的灌封结构、电枢铁心连同绕组及兼作槽楔的换向片整体浇铸结构、线绕盘式及杯形电枢的树脂铸型等浇铸结构。

    同电子技术和电工领域常用的浇铸工艺一样，大多采用真空浇铸技术，以保证浇铸质量，其专用工艺装备大多为引进设备。在微电机行业，由于批量和规模生产尚未建立起来，所以实际仍停留在手工操作的水平上。

2微特电机对浇铸料性能的特殊要求

    a．施工粘度要小，以保证微细绕组内部及空腔的良好浸渍、渗透填充，这和电视机行输出变压器的浇铸是连同绕组、线圈的浸漆一次成型的一样。

    b．胶化时间应和浇铸施工温度、成型工艺方法相适应，真空浇铸工艺要求45mm以上，真空压力凝胶的浇铸方法只要求数分钟，以保证模具的周转率。

    c．固化的温度和时间要考虑节能和效率。

    d．成型收缩率在O．5％以下，实现界面密封性好和减少浇铸应力对电机性能的影响。

    e．因电机发热，工作温度差异较大，相应对浇铸料的热变形温度及长期热稳定性提出不同的要求。目前的****要求已达H级以上，其热变形温度应为200℃左右。

    f．尽可能小的线胀系数，关键部分的浇铸料的线胀系数和其它结构材料(如铁心材质、铜质、铝质)相匹配，以减少由于温度变化产生的热应力和热变形。

    g．尽可能好的耐冷热冲击}生能。目前产品要求经一55～180~C热冲击试验5周期后，胶层完整，不出现裂纹及电气性能劣化的现象。

    h．应和绕组漆包线有良好相容性及优良的电气绝缘性能，以保证浇铸绝缘的耐环境应力水平和可靠性指标。

i．应具有可机加工性及良好的操作工艺性。

3微特电机环氧浇铸绝缘的难点

    目前，在微特电机领域各单位采用自行配制的环氧浇铸料，因配方各异、性能不一，尽管尚能用在环境等级及产品技术要求较低的产品上，但对更高环境条件和高温升的某些特殊电机存在着以下难点。

  a．热变形温度要提高到与电机工作温度相适应，使某些高温电机，如交流伺服电动机的通孔铁心内圆槽口部位的胶层不至于因受热膨胀而使转子卡死。因为控制微电机的气隙较小，单边间隙仅O．04mm，国外类似产品的浇铸结构是将铁心槽口及端部的胶层低于定子铁心内圆表面，从根本上消除胶层热胀使转子卡死的现象。国内有些单位采用均苯四甲酸酐的环氧固化物及其它杂环聚合物，主要是提高热变形温度来减少“热胀”造成的质量缺陷。

    b．因成形收缩率大而产生的应力，使铸型薄片状电枢翘政变形。有资料报道，在浇铸

料中添加某些聚合时体积发生膨胀的单体化合物(螺旋原酸酯在固化期间共价鹚将进行一次独特的重排，这导至体积的净增)，可使高聚物的线型收缩率减少到零。当然大量添加低胀系数的填料，如熔融二氧化硅粉末，也可以大幅度的减少线胀系数，从而使成型收缩率变小。当然合理的配方设计和精心选择其固化工艺也能够较好的减少成型收缩宰；

c．高的热变形温度、高的耐热老化性能及优异的耐高低温冲击}生能兼顾是制造高质量微特电机浇铸绝缘结构的关键。在环氧树脂应用技术中，采用聚合物共混技术及采用具有活性官能团的橡胶，聚醚、热塑性弹性体等添加物增韧产生“两相结构”的方法是行之有效的，但类似日本80年代开发成功的“Ml”树脂浇铸料国内尚未见报道。

    d．高效用于电机浇铸施工的专用装备，国产化步履艰难。

    针对以上难点，在诸如线绕盘式电枢的加工中及某些塑封定子的成型工艺中，低压传递模塑成型工艺已取代了树脂浇铸工艺，但在大多数场合下，仍期待着通过浇铸形成绝缘结构。