用磁性槽泥修复电动机
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摘要：对电动机磁路的进行分析，可以得出要使电动机达到节能降耗的目的只能降低电动机磁阻的结论，而要降低磁阻，则必需使用减少电动机磁路的空气间隙的方法才能达到目的，电动机转子铁芯中留有布线槽口，电动机运行时则会有旋转损耗产生，而想要减少这种旋转损耗，使用磁性槽泥填充间隙则可以达到减少损耗的目标。
关键词：电动机；降低磁阻；磁性槽泥
中图分类号：TM343 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）06-0100-02
我国的大部生产领域都能够使用到电动机，这是一个常用的生产设备，而大部分的动力场所都是由电动机带动运行的。然而，我国现在运行的电动机多数还是JR、JO系列电动机，这些老型的电动机特点是“三高”，不但能耗高，而且噪声高、温升还高，如果从节约能源和保护环境的角度出发，那么改善电动机的性能则具有特别重要的现实意义。
由于当时的技术比较落后，设计的电动机涡流损耗和磁滞损耗一般都较大，这使得电动机定子电流也相应增大，而电流增大产生的热效应则造成了电动机的定子线圈过热，由于线圈过热、长时间的高温，从而加速了电动机线圈的老化，使电动机的绝缘电阻早早地降低，由此，造成了电动机的使用寿命减小。另一方面，在电动机电流增大的同时，线路的电压降则又同时增加，过大的压降导致了负荷端电压也发生下降，这就又降低了电动机的输出功率，当然，这些因素使电动机的使用效率又大打折扣，有时会达不到使用效率。
综上所述，说明电动机的效率低下、能耗偏大，是因为电动机的铁损和铜损大，电动机的铜损和铁损统称为电动机的损耗，而这些损耗则全部都转化为热能，大量的热能导致电动机的定子线圈过热，温度上升。而电动机的铁损就是因为线圈的涡流损耗和磁滞损耗所导致的，而这些损耗则降低了电动机的使用效率。如果想要降低涡流损耗和磁滞损耗，那就必须降低电动机定子磁路（即硅钢片）的磁阻。
JR、JO系列电动机的能耗过大，主要原因是由于电动机定子磁路的间隙过大，而空气的磁阻则大大高于电动机铁芯的磁阻。由此，我们也就可以找到降低这些损耗的方法，其实就是降低电动机磁路的磁阻，减少线圈的涡流损耗和磁滞损耗，增加硅钢片的导磁率，这样才提高电动机的输出功率，提高使用效率，这种方法不但能够达到节能降耗的目的，同时也提高了电动机的使用寿命。
下面请看一下电动机的磁阻与磁通的关系式：
电动机磁路的磁阻：（公式一）
Rm=L/μ·S
式中：
Rm——磁阻，单位：Ω
L——磁路长度，单位：cm
μ——磁介质的磁导率
S——磁路的横截面积，单位：cm2
电动机磁路的磁通：（公式二）
Ф=N1/Rm
式中：
Ф——磁通，单位：Wb
N1——磁势，单位：安匝
从上述公式中可以分析出，当电动机的磁阻Rm下降时，穿过磁路的磁通量相应增加，涡流损耗和磁滞损耗也同时减少。如果减小磁路长度L，或增加磁导率μ，或增加磁路的横截面积，而电动机磁路的横截面积S和磁导率μ都是固定的，想要降低磁阻，增加电动机的使用寿命，降低能耗，最好的办法就是减小电动机磁路的空气间隙。
要减小电动机磁路的空气间隙，那么就要在改造或修复旧型号电动机的时候，在电动机的定子磁路上抹入能够提高磁路导磁率的磁性物质并压实，以减小电动机磁路的空气间隙，从而达到降低磁阻，并减小损耗的目的。
磁性泥状物又名磁性槽泥或叫磁性腻子，简称CC材料，是由银灰色含磁性的粉末做成的，这种物质主要成分是高粘度树脂和磁粉。这种物质未使用时分为甲、乙两类分别保存，甲类中含有树脂、磁粉，呈粉末状；乙类是液体。使用的时候，应将甲乙两类物质充分混合，搅匀均匀。
CC材料是可塑的磁性泥，可广泛应用于各型号电动机，它具有常温下固化时间短，固化剂无毒等特点。另外，它还具有优越的机械性能、热性能和化学性能，是一种性能优良的节能材料。将它均匀抹压在电动机定子槽口处，待其固化后，即成为与槽壁结合极其牢固的电动机磁性槽楔。由于它封闭了电动机定子槽口，可以降低铁芯齿表面的磁通密度和由于磁通在齿间摆动而引起的附加铁损，从而使电动机的铁芯损耗下降。在电动机定子槽口使用磁性槽楔后，可降低电动机的空载损耗20%～40%，降低电动机的空载电流5%～10%，降低温升10%～35%，降低噪音3分贝左右，提高电动机效率平均为1%～2%，并且使用磁性槽楔投资低廉，同时对电动机的振动也有所改善，是修复老型号电动机并使其延缓淘汰的有效节能措施之一。
在对电动机的修复改造过程中，应首先对电动机作一次绝缘测量，如果测得的电动机绝缘不够，就应该在加强电动机的绝缘后，再用CC材料抹压电动机，抹压应结实严密。如果抹压后电动机线圈绝缘电阻下降过大，应及时查找绝缘电阻下降的原因，将绝缘处理到正常数值后再抹压CC材料。操作过程中不可以将槽泥洒落到电动机的绕组之间，因为CC材料的颗粒残留在电动机里，它会在电磁场的作用下产生运动，就会使电动机绕组的绝缘降低，严重的可能会造成短路，烧毁电动机。此外，甲、乙两类材料在调剂好后要立即投入使用，放置时间过长，CC材料会硬化，不能使用。用CC材料抹压后的电动机，其定子槽口漏磁通就会加大，而电动机的起动转矩则相应会降低，所以，对启动转矩要求高的负荷，或者在使用过程中常常有大的机械负荷或冲击负载的电动机，在改造过程中更应该慎重使用。但在CC材料中加入一定量的绝缘物质，控制漏磁通，也可以使用，但使用量应根据实际情况，经实验确定绝缘物质的掺入量。
以我公司为例，现有的电动机大多数为JR和JO系列，要想将所有的旧式JR和JO系列电动机淘汰，则需要投入大量的资金，这显然是不划算的。CC材料价格较低，市场价格大约在35元/kg左右，每千克CC材料可改造一台30kW容量的电动机，每台电动机改造工时为1天/人，合计工时成本和CC材料的成本，以及厂房、设备等，改造一台电动机的成本大约为100元。而改造后的电动机每千瓦容量每年可节约电能约67kwh，如果改造一台30kW电动机，每年节约电量为2010kwh。以电价0.6元/kwh计算，则每年可节约1206元。所以，改造一台电动机的费用实际上一个月就可收回。
我公司现每年修复的JR和JO系列的电动机约为1500台，如果用CC材料修复，按每台电动机30kw计算，年节约电费就为：1500台×67kwh×30kw×0.6元/kwh=180.9万元。经过反复调研，这是一项切实可行的技术革新，而且在产生经济效益的同时还延长电动机使用寿命。因此，建议在修复JO与JR系列电动机时采用CC材料，以达到节能降耗的目的。
作者简介：陈复兴（1971—），男，鹤岗诚基水电热力有限责任公司供电车间运行主任。