特殊電機用漆包線的發展

2021-03-04 09:56:56 字數 4915 閱讀 6452

一、引言

80-90年代是我國繞組線製造業發展的關鍵階段。這個階段的主要特點,大體可歸納為以下幾點:

60-70年代,我國自力更生研製生產了為國內各工業部門配套所需要的各種繞組線,現在我國已經有了世界上所有繞組經基本品種,並已有了開發研製新品種的基礎設定和專門人才。

(1)從先進工業國家引進了生產繞組線的整套技術,從原材料(如導電線芯,絕緣材料的生產),生產裝置(包括拉絲機、漆包機和繞包機等),到成品的檢測裝置,進入了世界的先進行列。

(2)在國家經濟從計畫型向市場型轉變過程中,我國繞組線生產廠也經歷了重大的整改和重組,出現了技術進步、管理先進的企業。

(3)繞組線的產量從80年代中期的十幾萬噸,發展到90年代後期的接近30萬噸,基本滿足了國內需要,還有部分出口。我國已成為世界繞組線生產大國。

可以說80~90年代是我國繞組線工業大發展的時期。然而從產品結構和產品質量來看,我國與先進工業國家比還有很大的差距。如:

1)繞組線中,漆包線與繞包線的比例,近幾年我國估計為85:15左右,而2023年的統計美國為95:5左右,2023年日本的比例為90:10左右。

2)包線中,主要產品的熱級及其所佔的比例,我國近年的估計為130級聚酯約佔80%。而2023年統計美國200級漆包線佔41.2%,f級及以上耐高溫漆包經計算為70.

4%。2023年統計日本[2]180級及以上耐熱漆包線為33%。

3)我國引進的某些電氣產品生產線中所使用的漆包線大部分仍需要進口,因為國產漆包線常由於各種原因無法使用。

二、特殊電機用漆包線的發展和需求

2.1 牽引、冶金等特殊電機用線棗f、h級及以上耐熱漆包線

2.2 微型電機及家用電器用漆包線棗微細及超微漆包線

2.3 汽車電機用線棗可焊性漆包線

2.4 中頻發電機用線棗多股絞合漆包線

2.5 控制電機用線棗自粘性漆包線

2.6 密封電機用線棗潤滑性復合漆包線

2.7 變頻電機用線棗防電暈漆包線

三、結論與建議

由以上簡要的敘述,可以預見我國今後繞組線品種將會有很大的發展,市場前景也將很好。從外部觀察,中國不但是乙個繞組線的大市場,而且有著巨大的生產發展潛力。據近年的統計,全世界繞組線銷售量約41%在亞洲,而亞洲又以中國為最大,約佔亞洲市場的28.

5%。但是,我國繞組線的品種上在質量上還存在著很多與作為生產大國不適應的地方,尤其在質量上表同為:(1)線的尺寸(包括裸線幾何形狀,尺寸及絕緣後的外部尺寸)不一致;(2)效能(特別是電效能和表面)不穩定、不均勻;(3)剛性大、柔韌性差。

因而不適應高速度自動化繞制,影響電氣產品的可靠性。再加上品種構成落後,使得我國繞組線總體經濟值低下。這些問題不解決,就談不上趕上先進水平,更妄論超過。

而這些問題的解決,必須從基礎工作著手。為此,概要地提出以下幾點行業發展基礎工作的建議。

(1)關於產品結構雖然從先進工業國家80-90年代發展情況看,f、h級及以上耐熱漆包線的比例快速上公升,我國這段時間的發展也已有增高趨勢,便我國以b經聚酯漆包線為主的局面,估計並不是很快就能改變的,同樣在我國大量小企業存在的情況也並不是很快就會改變的。基本上可以肯定的說,在我國大量小企業共同生產b級聚酯漆包線的局面將會維持一段相當長的時間。這一方面不能放鬆聚酯漆包線質量,另一方面有遠見的企業家必須努力發展f、h級及以上耐熱漆包線,還要努力發展其它特殊品種(如可焊性、自粘性、潤滑性、防電暈性等等)。

以現在情況看,我國已有以f、h級及以上耐熱漆包線為主的企業,但年產量畢竟太少,與國外先進企業競爭力仍顯得單薄。而年產萬噸的企業雖已出現,但其主要產品仍為b級單一品種,更無法競爭。設想經過苦幹年,出現

一、二個超過萬噸的以f、h級及以上耐**為主的企業或企業集團,這樣我國繞組線與國外競爭的力量就能大大加強。

(2)專用導體標準的制訂在電線電纜產品中繞組線對導體的要求最為嚴格,其中,以細線和扁線更為嚴格。但這種嚴格的要求應如何表達和檢測,這是目前連最發達的國家也無法恰當地回答,不同的只是他們在這方面的已進行了試驗研究工作,而我國還沒有正式開展。不解決這個問題,我國繞組線的質量水平,將一直落後於先進水平。

因此,必須在本行業內開展導體材質及其加工方式的研究,提出繞組線用導體的專用技術要求,並與冶金部門協作,逐步制訂專用標準。

(3)提高絕緣漆製造技術我國繞組線質量低下的原因之一,當然是絕絲漆質量低下或效能分散性大。這與使用的原材料,溶劑,還與有些廠追求利潤不重視技術有關,也與製造技術和裝置有關。與國外先進的企業相比,從原輔材料的選用,加料的正確性,反應釜的結構、溫度精度控制、均勻保持,反應過程中溫度及攪攔的程式監控,終點的判斷,過濾的精細,直到包裝儲存等等,都是國內所欠缺的。

此外,國外90年代漆包線用漆品種的擴大和質量的提高,與新增劑的研究應用有關。近幾年我國已開始注意,但未見顯著效果。這些方面要本行業的努力,還要必要爭取化學化工部門的協助與配合。

(4)提高漆包機的精度我國自製的漆包機,在80-90年代的漆包線生產中,發揮了很好的作用,雖然高檔漆包線(包括復合經和微細線等)主要由進口漆包機生產,但國產漆包線畢竟擔當了我國產量的絕大部分,而且機型和製造技術近年來也有一定的提高。然而從製造高水平漆包線的要求來說,看來與先進國家相比尚有較大的差距。80-90年代我國進口了大量先進的製造裝置,發揮了重要的作用。

但從整體的消化吸收來看,還沒有達到積極的效果。我國漆包機**上大大低於進口機,但控制(溫度及溫度分布,速度及穩定性等)及傳動(特別是各種導輪)等對工藝條件的保證作用,距離形成理想漆膜的要求還相差很遠。要知道,塗線過程是乙個複雜的物理化學過程。

前幾年我們曾經設想進行漆包過程的熱力學研究(或稱漆包過程成膜機理的研究),這是提高漆膜效能,節約能源的有效課題。這方面的工作,國外先進的企業已在著手進行。關於國產漆包機的發展,提高生產率(即提高vd值)當然是乙個重要的目標,但近些年恐怕重點應放在提高控制精度上,提高催化效率上。

這需要本行業的努力,還必須有機械製造部門等的幫助與配合。

(5)開展效能和測試裝置的研究 80-90年代,先進工業國家除對繞組線現有標準中規定的效能檢測外,二個方面很突出,一是生產過程中,**檢測;二是成品線的繞制加工性和嵌入性的研究。前者主要是保證質量、提高成品率,後者主要是適應電氣產品製造的高速自動化繞制和機械化嵌線。我國近些年中,僅僅停留在產品標準規定的測試專案上,甚至連iec新標準的測試專案,也不作驗證試驗,更談不上如何與使用部門的配合,這樣就限制了新產品的開發能力,肯定不利於產品的發展和市場的開拓。

要進行這方面的工作,除了本行業的努力,還必須爭取電機、電器等使用部門的配合和幫助。

總之,今後我們要做的工作很多,在新形勢下,如果能在電纜研究所原有基礎上更新充實裝置,組建全國繞組線研究開發基地,進行全國的協作,加強國際的交流,我們必將能夠加快發展的步伐,使我國成為經濟意主我上的世界繞組線生產大國。讓我們充滿信心地迎接這個發展新時期的到來!

中小規格漆包線技術發展趨勢

細徑化  由於電器產品的小型化,如攝錄一體機、隨身聽、電子鐘錶、微型繼電器、汽車、電單車配件、電子儀表、洗衣機、電視機元件等所用的漆包線都朝著細徑化方向發展。例如,彩電用高壓包即一體化行輸出回掃變壓器用漆包線原採用分段槽繞法絕緣時,使用規格範圍為?φ 0.

06~0.08 mm且均為加厚絕緣,現設計改為平繞法層間絕緣繞制結構後,線徑改為?φ 0.

03~0.04 mm,且薄漆層即可。我國每年彩電生產近3 000萬台,僅此一項估算需耗用?

φ 0.03~0.04 mm漆包線近350 t/a,再加上其他產品需求,用量相當可觀,但目前絕大部分仍需依靠進口。

輕量化根據電器產品的設計要求,在一些要求不高的使用場合所採用的輕量化方法是選材輕量化而非細徑輕量化,如一些要求不高的微型電機、揚聲器音圈、人工心臟起搏器、微波爐變壓器等,產品採用漆包鋁線、漆包銅包鋁線來加工,這些選材與我們普通的漆包銅線相比有重量輕,**低的優點,也存在著加工困難、焊接性差、抗拉強度小等缺點。僅微波爐變壓器一項,按我國每年生產1 000萬台計算,已相當可觀。目前國內市場上此類產品除採用銅漆包線以外均以南韓生產的鋁漆包線為主,國內尚無廠家生產,南韓lg公司的市場占有份額較大。

自粘性自粘性漆包線的特殊效能表現在可繞制無骨架線圈或免浸漬。主要用於彩電偏轉,揚聲器音圈、蜂鳴器、微電機、電子變壓器等場合。根據底面漆的不同組合,選材不同也有不同的耐熱等級,可分別滿足不同使用場合。

該品種在電聲及彩電偏轉方面用量相當可觀。(揚聲器年用量約350 t;彩偏年用量約2 500 t),揚聲器配套以常州耀衛、常州鍾山、福州大通、山東蓬萊為主,彩電偏轉配套的自粘性漆包線,以日本進口為主。

高張力特性

由於漆包線的細徑化,微細線的市場需求量不斷增加,考慮到微細線在繞制過程安全張力小,繞制易斷的特點,為了提高安全張力又兼顧其他特性,在加工選材上考慮採用摻有其他成分的合金銅使安全張力大幅度提高。同時導電率下降幅度也不過大,如東特公司htm線安全張力為普通銅線的125%,導電率為93%,線規格為 φ 0.015~0.

10 mm。

捲繞引數的一致性

對於被繞制線圈的電阻、電感、分布電容等引數有批量一致性要求的場合,漆包線線徑導體公差和外徑公差不能僅僅滿足於符合標準而必須加以嚴格控制縮小公差帶,這對漆包線生產工藝,生產裝置提出了更高的要求,一般的生產工藝和國產漆包線裝置尚無法滿足這一生產要求。

耐高頻高壓特性及高q值特性

電器產品除向小型化方向發展外,滿足多種需要,適應多種環境更應引起重視。譬如對漆包線,提高使用頻率,繞組線圈線與線之間所承受高的峰峰值電壓,對於繞制線圈的考核是測試高頻匝間耐壓等等。為了滿足此項效能,目前一些國外企業採用了不同的方法。

如古河的三層絕緣線,電壓可達到7 000~23 000 v。另有一種做法是在稀釋絕緣漆過程中懸浮混合cr2o3以提高漆包線的耐電暈效能,此方面國內尚未研究。鑑於:

實效阻抗為直流阻抗與頻率阻抗之和,直流阻抗是相對不變的,而頻率阻抗與頻率及所選用線徑有關實效阻抗越小則線圈的品質因素q值越高,因此提高q值是線圈設計的關鍵。常用提高q值的方法是在高頻條件下選擇適當的線徑?φ 0.

08~0.20 mm(多層線圈)、?φ 0.

20~0.60 mm(單層線圈)並且在千赫至兆赫採用多股束絲線即litz線進行繞制,超過兆赫採用磁性漆包線,漆包銀線,鍍金、銀漆包線或採用絲包、紗包線進行繞制。目前國內開關電源變壓器用litz線的年需求量800 t,並呈上公升趨勢,多數為聚氨酯多股線。

此外從降低成本方面考慮,如果加工手段具備,使用頻率高則採用銅包鋁為導體材料將使成本大大降低。

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