概要

馬達作為可將電能轉換為機械能源的裝置，廣泛運用於EV、電動車等運輸裝置、空調儀器(HVAC機器)等產業中。馬達的電氣絕緣性能與其安全性、性能、耐久度有著非常大的關聯，在製造與維護修理等場面都會進行嚴格檢查。馬達的主要構成零件——定子，是通過在鐵心核心上纏繞絕緣線製成的。隨後，進行浸漬漆處理*，以增強線圈內部及絕緣紙的絕緣功能。此外，透過漆料填補線圈內部可能產生的空隙，可防止導致絕緣劣化的濕氣和灰塵侵入。

* 漆包線浸漬處理有兩種方法，一種是將馬達浸泡在裝有浸漬漆的槽中，稱為「滴下浸漬」，另一種是將馬達置於真空狀態，然後填充漆，稱為「真空浸漬」。

為了能夠更加準確的掌握浸漬狀態

在檢查馬達的漆料浸漬狀態時，通常會使用誘電正接計（tanδ計）。而誘電正接 tanδ 是用於以數值表示電氣絕緣材料狀態的指標。當在絕緣體（例如線圈與接地之間）施加交流電壓時，會產生誘電損耗（或稱誘電損失）。tanδ 即為該誘電損耗的程度。  
馬達的誘電正接測量通常在50 Hz或60 Hz的較高電壓下進行。由於誘電正接可用公式 tanδ = 1/2πfCRp 表示，因此當頻率 f 降低時，tanδ 會變大。換句話說，若能在低於50 Hz或60 Hz的頻率下進行測量，浸漬狀態的差異將更明顯，就能更準確地掌握浸漬狀態。

使用 LCR METER進行實測

首先分別準備真空浸漬的合格品與浸漬度不足的不良品的定子樣本，並使用LCR METER 測量了線圈與鐵心之間的 tanδ。其測量狀態與實測數據如下方所示。
由於高阻抗測量容易受到外部雜訊的影響，因此使用屏蔽箱將馬達圍住，並將屏蔽箱與LCR METER的接地端子連接。並且在測量時需要將屏蔽箱的六面密閉，才能進一步隔絕外界雜訊。

 

實測數據

LCR METER設定：　測量頻率＝10Hz， 測量訊號 CV＝5.0V， 平均化次數＝50次

誘電正接(tanδ)與電阻值（絕緣電阻Rp）以及Ir之間就有顯著的差異。良品(Sufficient)的部分Ir與tanδ值都比較大。這是因為漆料的含量較多，導致低介電常數的空氣減少，從而降低了電極之間（線圈與鐵心、相與相之間）的電阻值，同時使 Ir 增加。由於 Ir 的增加，進一步導致 tanδ 的值變大。

 

考察

．在沒有漆料的狀態下的機型圖與等效迴路 (Fig.10) 中鐵芯與線圈被視為電極，由空氣與絕緣紙進行絕緣。
．空氣與絕緣紙組成的合成靜電容量被稱為Ca。
．而在有漆料的狀態 (Fig.11) 中漆料也被視為絕緣物以及空氣的含量也減少了，因此靜電容量變小，成為 Ca 與塗層靜電容量 Cv 的合成靜電容量。
．靜電容量為 C = ε*S/d (F) ，其中若電極面積S與電極距離d不變，靜電容量由介電常數ε來決定。
．空氣的介電常數為1。漆料的介電常數最低也有2.8。因此，由於絕緣材料的介電常數增加，靜電容量上升，進而推測 tanδ 也隨之上升。
．電極面積S較大的UVW-G測量中，tanδ和Ir的差異較小，但Rp卻會有顯著的差異。

 

-2025.01

使用LCR METER進行馬達漆包線浸漬狀態檢測.pdf (2.19M) file_download