絕緣材料在電機中使用最主要目的:使電機定子和轉(zhuǎn)子線圈中的電流按規(guī)定的路徑流動,實現(xiàn)電能和機械能的相互轉(zhuǎn)換。
現(xiàn)在電機絕緣技術(shù)追求的目標(biāo):是開發(fā)能在較高溫度和較高電場下運行可靠的電機絕緣系統(tǒng),開發(fā)能夠明顯降低成本、減薄絕緣厚度、保護環(huán)境以及低碳清潔能源的新型電機絕緣系統(tǒng),選用低揮發(fā)或無揮發(fā)、無毒或少毒的環(huán)保絕緣材料,優(yōu)化電機絕緣工藝降低或減少制造過程中的能源消耗。電機絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅直接影響電機的技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟指標(biāo),還影響電機運行的可靠性和壽命。
1、天然材料的選用
在電機行業(yè)最初幾年中,絕緣材料幾乎全部依靠天然材料。那時絕緣系統(tǒng)所能得到的材料只有工業(yè)中作為其他用途的普通材料,如纖維素、絲、麻、棉、毛及石棉等纖維;從樹、植物、昆蟲和油田中得到木瀝青、蟲膠、松香、亞麻籽油和精煉石油、石蠟和瀝青等樹脂;由砂、云母、石棉、石英和其他材料碾碎或磨成粉作為填料。為適應(yīng)這些材料的局限性,當(dāng)初電機絕緣系統(tǒng)設(shè)計只能用嘗試性實驗去尋找滿足**設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng),運行溫度及機械和電氣性能保持在低水平下。那個時期絕緣系統(tǒng)設(shè)計對環(huán)境污染是很小的,或者是無污染的。
2、合成聚合物的應(yīng)用
合成聚合物研制之初多為其他用途的化學(xué)制品,后來被用于電機絕緣。自從1908年L_H.Baekeland博士研發(fā)出苯酚一甲醛(酚醛)樹脂被應(yīng)用于電氣產(chǎn)品以后,1920年代后期至1950年代大量的合成聚合物和樹脂的種類大大增加。這些聚合物廣泛用于電機中,提高了電機耐熱等級、電性能及安全性。這些合成聚合物在應(yīng)用時必須用可揮發(fā)的有機化學(xué)物質(zhì)(溶劑、稀釋劑等)溶解這些涂料和絕緣漆。這些有機化學(xué)物質(zhì)(VOC)都是有毒揮發(fā)物造成空氣污染,直接影響人身體健康。根據(jù)安全/環(huán)保的法律和法規(guī)精神,現(xiàn)在有許多有污染或危及人身安全的絕緣材料已被廢除、禁止使用。