自溶性漆包线为什么没有被电机制造商广泛应用？

汽车 2024-12-25 16:47 上海

清漆（凡立水）为漆包线圈固定最常使用的黏着剂，其使用极为费事和麻烦，需先涂抹或浸泡后，再经长时间之烘烤或爆晒方可固定成型，且十分容易造成室内环境不佳，导致气味难闻及空气污染等。

密闭空间内任其挥发，达到一定浓度后，自燃危险系数非常高。传统所采用之溶剂成分不符合国际环保法规，被国际电机行业所禁止使用。目前符合法规之环保型清漆，使用上的不便性依然存在，且成本较高。为改善清漆使用上的种种困扰，可选择自溶性漆包線，作为漆包线圈固定用之材料。

自溶性漆包线结构

自溶性漆包线具有三层结构，分別为铜导体层、绝缘层与自溶胶层，比传统漆包线增加一层披附物。在相同的漆包线外径和电机槽满率不受影响的情况，可考虑用自溶性漆包线，但是需考虑漆包线间的层间绝缘效果，绝缘层可能有所降低，需在自溶胶层与绝缘层厚度之间权衡。若线圈层数过多时，则自溶胶层就会变薄，需要考虑有足够的胶层固定漆包线，保证层间绝缘层的效果。

上图自溶性漆包线有绝缘厚度，再加上一层自溶胶，层间绝缘强度仍可保持持相同水平。当外径会增加，导致槽满率上升，会产生耐压和制造困难的问题，现有处理是在外径不变的条件下，考虑降低自溶胶层厚度。

黏着方式选择

自溶性漆包线具有三种黏着方式可供选择，分別为溶剂、通电及热风，其中溶剂可视为化学作用，而通电及热风视为加热固定法。

溶剂式：溶剂为甲醇或酒精，与自溶层接触后，产生化学反应而具黏著性，待风干后固定。若将漆包线圈浸泡于溶剂中，則需注意时间掌控，若超时则黏着层会溶解于溶剂中；若浸泡時间太短，则仅表面具黏着效果。现行制作方式制作线圈时，将自溶性漆包线先沾上溶剂，再卷绕成型固定，这一制程可減少溶剂挥发量，避免自溶胶水溶解与溶剂中。

热风式：由外部提供热源使自溶性漆包线之自溶胶水达到熔点，产生黏着效果。该方法十分简单，大多使用热风枪或烤箱制作，将温度设定熔点温度进行烘烤即可。

与电通电式：由高温使自溶胶水产生黏性，与热风式较不同为热源是由铜导体直接产生；通过输入电流产生的导通损耗转化为热能，对线圈直接加热，可用较少的能量达到相同温升之效果。

通电式黏着方式使用技巧

通电式由输入电压，使线圈自行产生温升效果，要输入多大的电压？何时会达到自溶较之熔点温度？要经由反复的试验以获得结果。对线圈温度判断方式，可观察电源的电流变化，即可确定漆包线是否已达到自溶胶水熔点温度。

电阻值变化分析：铜的绝对温度为零下234.5℃，此时，铜导体的电阻值为零，随着温度增加使电阻值按比例增加，铜导体电阻值与温度存在线性关系，公式如下：

由上公式可轻易判断温升后之电阻值，例如目前室温为20℃，线圈电阻值为100Ω，要将自融性漆包线升至180℃以上，使自溶胶水达到熔点，則温升后电阻值为162.87Ω。输入电压之选择，输入电压越高，温升所需時间越短，固化速度就越快，输入电压越低，则反之。

槽满率测试

线材规格如下所示，以电机常用之2种漆包线进行比较，自溶线A为外加自溶胶层线材，自溶线B为绝缘层较薄之线材，自溶线C为外径为标准的线材。由此四种规格差异进行比较可知，槽满率受到漆包线完成外径增加而上升，绝缘耐压值会有一定程度下降。

层间绝缘测试

下表中面积比及面积差部分可知，自溶线C用较薄之绝缘层和自溶层，导致其线圈圈特性与标准漆包线有明显差异，表示此线材所卷绕之线圈电感值有差异性，不代表无法使用。就电暈部分，其层间耐压强度仍属安全，无线圈间跳电之情況，无需担心心短路。

固定效果

下图为自溶性漆包线固定后的图片，可观察到在线圈最外侧會有部分未黏着线段，采用较厚之自溶胶层及延长加热时间可改善这一现象，但仍无法达到完全黏着效果。主因为最外侧线圈紧密度不足，且直接与空气接触，导致温度较低而影响黏着效果。

结论

电机线圈固定需要有提高产品合格率、增加使用产品寿命、提升散热效果及改善噪音等效果，传统的清漆制程已逐渐淘汰及改良，无论采用塑料端盖、塑胶包射及自融性漆包线都可作为取代方案，新方案往往需要提供更快更省成本之效益。自溶性漆包线在增加成本的情况下，线圈的固定效果仍需要改进，因此，目前自溶性漆包线没有被电机制造业广泛应用。其使用经验及技术的发展，仍有待电机制造业共同努力研究。

来源：今日电机

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