本發(fā)明涉及電機技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種永磁電機磁極防護覆層成型工藝及工藝設備。

背景技術(shù)：

永磁電機是以磁場為媒介進行機械能和電能相互轉(zhuǎn)換的電磁裝置，其廣泛應用于各種發(fā)電場所。其中永磁電機的永磁材料磁性是影響永磁電機發(fā)電性能的重要因素之一。

請參考圖1，圖1為永磁電機局部結(jié)構(gòu)示意圖。

永磁電機包括磁軛壁1、壓條2、磁極部件3，磁軛壁1一般為圓柱筒，預加工好的壓條2使用螺栓4等緊固件安裝于磁軛壁1的內(nèi)周壁，壓條2沿軸向延伸，并且沿周向均布有若干壓條2，壓條2的位置固定后，再將磁極部件3沿軸向推至相鄰壓條之間相應位置，壓條2的橫截面一般為梯形，即壓條2的兩側(cè)壁為梯形斜面，沿徑向磁極部件3被限位于相鄰壓條2形成的梯形空間內(nèi)部。磁極部件3為永磁材料，永磁材料的主要成分為釹鐵硼，釹鐵硼中的鐵和釹比較容易氧化，引起磁性能變化，故為了盡量避免外界環(huán)境對于磁極部件3磁性能的影響，一般在磁極部件3的表面澆注一層防護覆層6，具體工藝詳見以下描述。

首先，安裝真空袋于磁軛壁1的內(nèi)壁，真空袋與磁軛壁1形成模腔，壓條2、磁極部件3被包覆于模腔內(nèi)部，一般為了增加防護覆層6的強度，壓條2表面還預先鋪設有一層纖維增強材料。其次，利用真空泵對模腔抽真空以使增強材料被壓實在壓條2和磁極部件3表面，并引出磁極部件3表面和磁軛壁面之間的殘余空氣，再將粘接劑(樹脂類)真空灌注模腔，樹脂自模腔一端進入沿軸向向另一端流動的同時浸漬纖維增強材料、填充磁極部件3與磁軛壁1之間縫隙、磁極部件3與壓條2之間縫隙、覆蓋壓條2以及磁極部件3表面，待粘接劑充滿整個模腔和空隙、縫隙后，再浸潤、浸漬模腔內(nèi)與固體的接觸面以控制固化工藝過程形成樹脂基增強材料防護覆蓋層。

防護覆蓋層雖然在一定程度上對磁極部件3起到很好的保護作用，但是在長期使用過程中，周圍環(huán)境的水分能夠?qū)е吕w維及粘接劑基體發(fā)生化學變化，引起纖維及基體的性能下降，水分通過擴散可進入防護覆層6與壓條2、磁極部件3之間的界面，引起相互粘接的界面剝離，導致材料力學性能的下降。粘接劑在溫度和濕度改變的環(huán)境下會因脹縮而產(chǎn)生失配變形和失配應力，影響結(jié)構(gòu)的變形和材料的損傷。

粘接的界面在模塑形成過程中不可避免存在許多微裂紋等缺陷，在升溫膨脹和降溫收縮時每個微裂紋的張開、閉合的狀態(tài)不同，造成了熱脹系數(shù)的升溫、降溫過程中的不一致性，裂紋或剝離層面會逐漸增大，降低了防護覆層6的機械性能。并且在使用過程中水分子首先容易侵入防護覆層6內(nèi)部的自由空間以及孔洞、氣泡、微裂紋等微觀缺陷處，故初期吸濕較快。

再者，永磁直驅(qū)外轉(zhuǎn)子風力發(fā)電機現(xiàn)有冷卻技術(shù)使用自然風去冷卻定子鐵心支架和轉(zhuǎn)子外壁，同時一定數(shù)量的自然環(huán)境中的風經(jīng)發(fā)電機定子與轉(zhuǎn)子間隙進入電機內(nèi)部腔體，再由腔體內(nèi)的氣隙沿電機軸向流到另一端聚集，沉積后輕的空氣從后端密封擠出排入大氣。流經(jīng)電機內(nèi)部空隙的是氣(汽)、液、固多相流(其中有空氣、水蒸氣、雨、雪、鹽霧、沙塵、絮狀物等)。它們能夠引起絕緣性能惡化，其結(jié)果導致電機絕緣電氣性能、機械性能劣化，剩余耐壓水平和壽命減少，最終導致防護覆層6失效。

因此，如何提高電機磁極部件表面防護覆層的使用壽命，是本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種永磁電機磁極防護覆層成型工藝，該成型工藝包括以下步驟：

組裝壓條、磁極部件于磁軛壁內(nèi)壁相應位置，并安裝真空袋于磁軛壁，真空袋的周壁與磁軛壁形成充注粘接劑所需的模腔，磁極部件、壓條被包覆于模腔內(nèi)部；

對模腔內(nèi)部包括磁軛壁、壓條、增強材料、磁極部件在內(nèi)的待附著固體表面進行解吸附工藝；

對模腔內(nèi)部充注粘接劑、固化粘接劑使其附著于所述待附著固體表面以形成防護覆層。

該成型工藝具有如下有益技術(shù)效果：

真空袋的出口連接真空泵，粘接劑入口(注膠口)連通熱空氣源，通過粘接劑入口持續(xù)吸入經(jīng)過過濾、干燥除濕過的熱空氣，通過“傳熱傳質(zhì)”的方式對模腔內(nèi)部的固體壁面(磁軛壁、磁極部件、增強材料、壓條)進行干燥、實施“解吸附”工序。由于化學吸附和物理吸附都是自發(fā)過程，在過程中吉布斯自由能減少(△G﹤0)。當熱空氣氣體分子在固體表面上吸附后，氣體分子從原來的空間自由運動變成限制在表面層上的二維運動，運動的自由度減少了，因而熵也減少(ΔS<0)。據(jù)熱力學基本關(guān)系式：△G＝△H-T△S，可以推知ΔH﹤0，所以，熱空氣氣體分子吸附固體壁面(磁軛壁、磁極部件、增強材料、壓條)帶走吸附質(zhì)后并對固體壁面連續(xù)放熱。固體壁面的溫度升高，表面張力也相應降低。

尤其，使用過濾干燥加熱后的潔凈熱空氣驅(qū)動待附著表面，改善固體物質(zhì)表面弱相互作用區(qū)表面狀況，提高溫度、干度，降低固體表面吸附量，尤其必要的是去除水蒸氣分子，為腔體注膠后創(chuàng)造良好的浸潤條件，為注膠后的化學吸附提供先決條件。并且利用配制的聚合物膠粘接劑(樹脂)在遇到較高的被粘物表面加熱粘度會降低，獲得流動性好的特點，控制滲流速率驅(qū)趕附著吸附質(zhì)(氣體、雜質(zhì)等)，有利于后續(xù)注膠時，粘接劑牢固粘接于固體表面，避免防護覆層在后續(xù)使用過程中自界面剝離，保護磁極部件等部件，提高電機工作的可靠性。

可選的，所述解吸附具體方法為：

對所述真空袋的內(nèi)部進行抽真空；或者，

連通所述真空袋的入口與高壓的熱空氣源，連通所述真空袋的出口與低壓回路，以便向所述真空袋的內(nèi)部通入干燥潔凈的熱空氣；或者，

對所述模腔內(nèi)部的零部件進行電磁感應渦流加熱，并同時進行抽真空或者通入干燥潔凈的空氣流。

可選的，在向模腔內(nèi)部通入干燥熱空氣過程中，同時進行以下步驟：

檢測所述壓條、所述磁極部件、所述磁軛壁的表面的溫度和濕度，以及所述磁極部件質(zhì)量，并根據(jù)檢測獲取的溫度、濕度、質(zhì)量確定向模腔內(nèi)部通入干燥潔凈熱空氣的所述預定時間段。

可選的，在解吸附過程中，還進行以下步驟：

檢測真空袋內(nèi)側(cè)壁、壓條表面的壓力信號，并根據(jù)獲取的壓力信號判斷真空袋的氣密性。

可選的，熱空氣源中干燥熱空氣的相對濕度要求在10％以下，通入模腔內(nèi)的熱空氣的溫度高于裝配空間5-10℃。

可選的，模腔內(nèi)部進行抽真空的同時還對磁軛壁進行加熱。

可選的，所述解吸附過程中，控制模腔內(nèi)部壓力逐漸增大。

可選的，充注粘接劑工藝具體為：

控制模腔內(nèi)部待附著固體表面的溫度處于適宜粘接劑流動溫度范圍，并連通真空袋的粘接劑入口與粘接劑儲存罐；并且在充注過程中控制磁軛壁周向粘接劑流動速率在預定范圍內(nèi)。

可選的，真空袋上開設有若干粘接劑入口，各所述粘接劑入口沿周向均布，檢測磁軛壁同一橫截面周向至少兩位置處的流動速率，根據(jù)各流動速率調(diào)節(jié)相應所述粘接劑入口與相應出口之間的壓力差以使粘接劑沿所述磁軛壁軸向等速充注，并且控制各流動速率與粘接劑流動前鋒大致相同。

可選的，所述磁軛壁周向各流動速率通過以下方式獲?。核龃跑棻趦?nèi)壁布置有至少一組電極組件，所述電極組件包括四根沿軸向均布的金屬電阻絲，所述金屬電阻絲包括間隔分布的絕熱段和感溫段，所述感溫段對應兩相鄰所述磁極部件之間縫隙設置，并且四根所述金屬電阻絲采用電橋方式連接。

可選的，在進行充注粘接劑過程中，還同時對真空袋周壁施加徑向均等的柔性壓力，所述柔性壓力的方向由真空袋指向所述磁軛壁。

可選的，控制所述柔性壓力隨充注時間逐漸增大。

可選的，在充注粘接劑過程中，同時進行以下步驟：

通過預設脫氣裝置對粘接劑儲存罐內(nèi)部的粘接劑進行脫氣處理；并且根據(jù)粘接劑輸送泵的流量實時計算粘接劑儲存罐內(nèi)部粘接劑的液位下降速率，控制粘接劑產(chǎn)生漩渦的情況下最低液位不低于所述粘接劑儲存罐內(nèi)部的泵送管入口。

可選的，固化工藝具體為：對真空袋內(nèi)部充注的粘接劑進行加熱升溫，并且控制形成于所述磁軛壁與所述真空袋內(nèi)側(cè)壁之間的粘接劑層的溫度沿徑向中心周面對稱布置。

可選的，所述粘接劑層溫度對稱布置的控制策略具體為：在所述磁軛壁外周壁預設第一加熱器，在所述真空袋外側(cè)壁圍成空間預設有第二加熱器，調(diào)節(jié)所述第一加熱器和所述第二加熱器的加熱功率以使所述磁軛壁的內(nèi)側(cè)壁溫度與所述真空袋內(nèi)側(cè)壁溫度大致相等。

可選的，檢測固化過程中粘接劑內(nèi)部應力信號，根據(jù)應力信號判斷粘接劑固化應力，當判斷粘接劑固化應力松弛時，降低第一加熱器和第二加熱器的加熱功率。

可選的，根據(jù)磁極部件表面、壓條表面壓力信號獲取適合粘接劑結(jié)合增強材料固化的升溫速率，進而控制第一加熱器和第二加熱器的功率。

可選的，所述第二加熱器為輻射熱源，在加熱過程中根據(jù)真空袋穿透率與波長關(guān)系圖、導流網(wǎng)穿透率與波長關(guān)系圖以及粘接劑的吸收率與波長關(guān)系圖選取輻射熱源的紅外射線的波長范圍。

可選的，在進行固化的同時還進行以下步驟：對所述真空袋外側(cè)壁施加沿徑向的柔性壓力，并且控制所述柔性壓力隨固化時間逐漸增大。

可選的，所述柔性壓力通過以下方式獲?。?/p>

預設剛性圓筒于所述真空袋外側(cè)壁圍成的空間內(nèi)部，所述剛性圓筒的外周壁設置有可徑向膨脹或收縮的氣囊或液體介質(zhì)囊。

可選的，在對粘接劑進行加熱固化前，將所述磁軛壁兩端開口封閉。

可選的，在固化過程中同時檢測粘接劑凝膠開始和凝膠結(jié)束的溫度，并通過凝膠開始和凝膠結(jié)束的溫度差判斷該固化過程是否合格。

可選的，固化工藝之后，還進一步包括脫模過程，脫模過程具體為：

當檢測磁極部件溫度不高于室溫時進行脫模。

可選的，所述第一加熱器和所述第二加熱器的加熱功率降低速率為8℃/h至15℃/h。

可選的，在固化過程中，控制粘接劑的初期逐漸升溫速率為3-5℃/h；后期逐漸將溫速率為3-5℃/h，并且控制粘接劑溫度等于或者高于操作溫度8-15攝氏度。

本文還提出了一種用于永磁電機磁極防護覆層成型工藝設備，包括以下部件：

真空袋，與磁軛壁內(nèi)壁圍成密閉模腔，所述真空袋上設置有至少一個粘接劑進口和出口；

熱空氣源，提供解吸附所需干燥、潔凈的熱空氣；

粘接劑儲存罐，用于存儲粘接劑；

真空泵，用于解吸附工藝抽取熱空氣以及充注粘接劑工藝對模腔內(nèi)部抽真空；

流量控制閥，用于控制流入模腔內(nèi)部的熱空氣及粘接劑的流量。

可選的，還包括以下部件：

溫度傳感器，用于檢測真空袋內(nèi)側(cè)壁以及包括壓條、磁極部件、磁軛壁、增強材料在內(nèi)的附著固體表面的溫度；

濕度傳感器，用于檢測真空袋內(nèi)側(cè)壁以及包括壓條、磁極部件、磁軛壁、增強材料在內(nèi)的待附著固體的表面濕度。

可選的，還包括以下部件：

至少一組入口壓力傳感器和出口壓力傳感器，分別用于檢測粘接劑入口壓力和出口壓力，二者分別安裝于真空袋的粘接劑入口位置和出口位置。

可選的，還包括以下部件：

至少一個電極組件，包括四根沿軸向均布的金屬電阻絲，所述金屬電阻絲包括間隔分布的絕熱段和感溫段，所述感溫段對應兩相鄰所述磁極部件之間縫隙設置，并且四根所述金屬電阻絲全橋連接。

可選的，還包括以下部件：

第一加熱器，用于對磁軛壁外周壁加熱；

第二加熱器，用于對真空袋外側(cè)壁進行加熱；其中，所述第二加熱器為輻射熱源，所述輻射熱源的工作功率通過磁極部件表面、壓條表面的熱應力進行調(diào)整。

可選的，還包括以下部件：

柔性力加載裝置，包括剛性圓筒，所述剛性圓筒的外周壁設置有可徑向膨脹或收縮的氣囊或液體介質(zhì)囊。

可選的，波振動裝置，用于產(chǎn)生次聲波或超聲波，以在注膠階段對注入模腔內(nèi)部的粘接劑進行振動。

所述的工藝設備用于上述永磁電機磁極防護覆層成型工藝，故也具有永磁電機磁極防護覆層成型工藝的上述技術(shù)效果。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的永磁電機局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的實施例所提供的一種永磁電機磁極防護覆層成型工藝的示意圖；

圖3為本發(fā)明的實施例用于永磁電機磁極防護覆層成型工藝設備的示意圖；

圖4為本發(fā)明的實施例一種具體實施例中真空袋周向展開與相關(guān)部件的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的實施例中真空袋、磁軛壁、磁極部件等部件組裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖5局部示意圖；

圖7為熱流徑向溫度傳感器的平面展開示意圖；

圖8為本發(fā)明的實施例一種具體實施例中電極組件的連接原理示意圖；

圖9為本發(fā)明的實施例一種具體實施例中安裝有電極組件的磁軛壁周向展開的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明的實施例中另一種具體實施例中安裝有電極組件的磁軛壁周向展開的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本發(fā)明的實施例中磁軛壁、磁極部件、電極組件局部結(jié)構(gòu)剖視示意圖；

圖12為本發(fā)明的實施例中兩種不同固化工藝中粘接劑的時間與溫度變化曲線示意圖；

圖13為第一種具體實施例中真空袋穿透率與波長關(guān)系曲線、導流網(wǎng)穿透率與波長關(guān)系曲線、粘接劑吸收率與波長關(guān)系曲線；

圖14為第二種具體實施例中真空袋穿透率與波長關(guān)系曲線、導流網(wǎng)穿透率與波長關(guān)系曲線、粘接劑吸收率與波長關(guān)系曲線；

圖15為第三種具體實施例中真空袋穿透率與波長關(guān)系曲線、導流網(wǎng)穿透率與波長關(guān)系曲線、粘接劑吸收率與波長關(guān)系曲線。

其中，圖1至圖12中：

磁軛壁1、磁軛壁側(cè)溫度傳感器1w、壓條2、磁極部件3、溫度傳感器3w、螺栓4、增強材料5、防護覆層6、保溫層7、粘接劑儲存罐11、粘接劑泵101、流量計102、三通103、三通104、流量計105、流量調(diào)節(jié)閥106、真空袋12、粘接劑入口12a、出口12b、溫度傳感器12w、真空袋外側(cè)溫度傳感器12w1、真空袋內(nèi)側(cè)溫度傳感器12w2、導流網(wǎng)外側(cè)溫度傳感器12w3、導流網(wǎng)內(nèi)側(cè)溫度傳感器12w4、脫模布外側(cè)溫度傳感器12w5、脫模布內(nèi)側(cè)溫度傳感器12w6、增強材料外側(cè)溫度傳感器12w7、增強材料內(nèi)側(cè)溫度傳感器12w8、壓力傳感器12y、真空袋外側(cè)壓力傳感器12y1、真空袋內(nèi)側(cè)壓力傳感器12y2、濕度傳感器12z、樹脂收集器13、真空表計14、真空調(diào)節(jié)閥15、真空泵16、真空泵調(diào)速器17、導流網(wǎng)18、脫模布19、熱空氣源20、流量閥21、第一加熱器31、第二加熱器32、密封部件33。

具體實施方式

針對背景技術(shù)中提及的現(xiàn)有技術(shù)磁極部件3的防護覆層6長期工作容易界面脫離的技術(shù)問題，本申請以外轉(zhuǎn)子為例進行研究和介紹技術(shù)方案，當然內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子解決技術(shù)問題的原理與技術(shù)方案相同。以粘接劑為樹脂類為例進行了以下深入研究：磁極部件3、磁軛壁1以及增強材料5(如纖維類材料)均為固體，與粘接劑僅發(fā)生在表面及其薄層，實際是一種界面現(xiàn)象。這些固體表面層的性質(zhì)與其內(nèi)部完全不同，經(jīng)過長時間暴露后，其差別更為顯著。固體(磁極部件3、磁軛壁1、壓條2以及增強材料5)的表面是由吸附氣體、吸附水膜、氧化物、油脂、塵埃等組成，是不清潔的。磁極部件3、磁軛壁1以及增強材料5的表面能量高于內(nèi)部能量，并且磁極部件3、磁軛壁1、壓條2以及增強材料5表面因氧化、腐蝕等也會形成很多空隙、裂紋。這是導致粘接劑固化成型后界面存在微觀裂紋的原因之一。

其次，粘接時先是粘接劑接觸磁極部件3與磁軛壁1，并浸潤表面，然后便是粘接劑的鏈段、大分子漫流、流變、擴散，使之緊密接觸。若與磁軛壁1、磁極部件3、磁極部件3防護層多孔材料表面的距離小于5×10^-8cm時，則會相互吸引形成氫鍵、范德華力、共價鍵、配位鍵、離子鍵等，加上滲入孔隙中的粘接劑，固化后產(chǎn)生機械嵌合，可獲得牢固的粘接。實現(xiàn)粘接的必要條件是粘接劑應該與磁極部件3、磁軛壁1、磁極部件3防護層玻璃纖維多孔材料、磁極部件3壓條2緊密接觸，必須具有良好的浸潤。粘接必須浸潤，但浸潤不一定就能粘接，還必須滿足充分條件，即：粘接劑(樹脂和固化劑)與被粘物(磁軛壁1、磁極部件3、增強材料5、壓條2)發(fā)生相互作用，形成足夠的粘接力。概括起來，粘接作用的形成，一是浸潤，二是粘接力，兩者缺一不可。浸潤是當粘接劑與磁極部件3、磁軛壁1、磁極部件3防護層玻璃纖維多孔材料表面接觸后，接觸面自動增大的過程，是粘接劑(樹脂和固化劑)與磁極部件3表面、磁軛壁1、增強材料5接觸時發(fā)生的分子間相互作用的現(xiàn)象。粘接劑的浸潤主要是由表面張力所引起，粘接劑和磁極部件3、磁軛壁1、增強材料5皆有表面張力，對粘接劑稱為表面張力，而對磁極部件3、磁軛壁1則稱為表面能。

衡量浸潤與否的另一方法是臨界表面張力，當粘接劑的表面張力小于磁極部件3與磁軛壁1的臨界表面張力時，便會浸潤。所謂臨界表面張力即液體能夠浸潤固體表面的最小表面張力。表面張力可以通過設置于固體表面的溫度傳感器、壓力傳感器檢測信號分析、判斷進而獲取。金屬及其氧化物、無機物的表面能都比較高，而粘接劑的表面張力比較低。浸潤性能的關(guān)鍵因素之一為粘接劑和磁極部件3、磁軛壁1、壓條2的表面張力。

另外，表面張力平衡值隨溫度提高而減小，遵守基本熱力學關(guān)系。按照吉布斯自由能定義，當溫度增加時，表面張力下降。所以，在較高溫度粘接時粘接強度增大，除其它因素，是由粘接劑表面張力減小使得被粘物(磁軛壁1、磁極部件3、增強材料5)被粘接劑潤濕情況得以改善引起的。

大量的試驗事實證明水是通過擴散過程進入粘接面的，進入的途徑有三條：樹脂(粘接劑)固化過程產(chǎn)生的化學應力和熱引力引起的裂縫，粘接過程留有的微氣泡形成的毛細孔，高聚物內(nèi)部密度漲落過程出現(xiàn)鏈段形成水分子擴散的微孔。水進入粘接面使樹脂發(fā)生溶漲，使粘接面產(chǎn)生剪切力導致界面脫落破壞，對于環(huán)氧樹脂而言，吸濕量和溶脹有一致性的關(guān)系。粘接過程中粘接劑(樹脂)總是不能很理想的在粘接體表面鋪展(表面張力作用)而排出表面吸附的所有氣體，形成粘接點面的微孔隙(形成“微水袋”)，“微水袋”內(nèi)滲透壓增大導致界面脫粘，水在粘接體表面吸附替代已吸附的粘接劑，使之解吸附；水對樹脂的作用，能與樹脂起化學作用，斷裂、降解，粘接面失去粘接強度。專門強調(diào)水對玻璃纖維表面的化學腐蝕作用：當水進入復合材料到達玻璃纖維表面時，使玻璃纖維表面的堿金屬溶于其中，水溶液變成堿性，加速了表面的腐蝕破壞，導致玻璃的二氧化硅骨架的解體，纖維強度下降，復合材料性能減退。

并且，聚合物基體復合材料中，無論是熱固性還是熱塑性復合材料，無論基體聚合物的種類如何、增強材料是否經(jīng)過表面處理，均會在復合材料內(nèi)部殘留一定的孔隙，這些孔隙的存在為外界空氣和水分擴散進制品提供了路徑。由于復合材料內(nèi)部的空氣和水分會導致聚合物塑化，使聚合物鏈降解，并因其氧化作用削弱纖維和基體的界面結(jié)合力，同時，孔隙的存在還降低復合材料的耐用性和抗疲勞性，導致復合材料機械性能的明顯下降，從而影響復合材料的質(zhì)量。實驗研究表明，氣泡含量每增加1％，復合材料的層問剪切強度、彎曲強度及彎曲模量等機械性能下降5％以上，雖然由于技術(shù)原因，聚酯體系樹脂基體和增強材料本身的缺陷，使得制備無孔隙磁鋼防護覆層復合材料非常困難，但研究氣泡的形成機理及排除措施，以使其在磁鋼防護覆層復合材料中的含量降低到最低限度，對提高復合材料的質(zhì)量是非常重要的。

綜上，防護覆層6破壞的主要原因是在粘接劑和被粘物(磁軛壁1、磁極部件3、增強材料5)界面處形成一個弱作用區(qū)，從空氣中吸附的氣體和蒸氣層，低分子量雜質(zhì)及被粘物表面上粘接劑中的某些組分均可造成弱作用區(qū)的形成。另外，被粘物(磁軛壁1、磁極部件3、增強材料5、壓條2)能引起聚合物界面層產(chǎn)生缺陷，帶有吸附層的表面在粘接過程中，粘接劑能驅(qū)使它們分離或分布至整個表面，即吸附層厚度隨著粘接劑附著到磁極部件3和磁軛壁1上而變薄。

在以上發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，本文進一步提出了解決方案，具體描述如下。

為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合工藝、工藝所需的工藝設備、附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

請參考圖2至圖7，圖2為本發(fā)明所提供的一種永磁電機磁極防護覆層成型工藝的示意圖；圖3為本發(fā)明用于永磁電機磁極防護覆層成型工藝設備的示意圖；圖4為本發(fā)明一種具體實施例中真空袋周向展開與相關(guān)部件的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明中真空袋、磁軛壁、磁極部件等部件組裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5的局部示意圖；圖7為熱流徑向溫度傳感器的平面展開示意圖；其中，為了清楚簡明表述圖中各部件，圖5中僅示出了位于磁軛壁右側(cè)的保溫層7、第一加熱器31局部結(jié)構(gòu)，左側(cè)未示出，這并不阻礙本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員對本文技術(shù)方案的理解。

本發(fā)明中永磁電機包括磁軛壁1、磁極部件3、壓條2、增強材料5，其中磁軛壁1為轉(zhuǎn)子壁，為圓筒結(jié)構(gòu)，增強材料5可以為玻璃纖維，磁極部件3、壓條2等形狀、結(jié)構(gòu)、功能可以參考背景技術(shù)中的描述。一般地，永磁電機進行防護覆層6成型工藝之前，預加工完成的磁軛壁1、磁極部件3、壓條2、增強材料5等各部件均放置于各自的存儲空間，進行組裝之前分別需要將各部件運送至車間相應的裝配工位。具體地，各部件存儲時處于某一溫度、濕度條件較佳，其中溫度、濕度條件的設定與磁軛壁1、磁極部件3、壓條2的材料有關(guān)，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可以根據(jù)磁軛壁1、磁極部件3、壓條2的材料選取合適的溫度、濕度條件以便處于較佳存儲狀態(tài)。

為了精確掌握各部件存儲狀態(tài)，可以在存放空間設置溫度、濕度傳感器分別用于將側(cè)磁軛壁1、磁極部件3、壓條2存儲空間的溫度、濕度。當然溫度、濕度傳感器還可以進一步與控制器連接，控制器可以將溫度、濕度傳感器的檢測信號進一步顯示于顯示界面上，以便工作人員實時監(jiān)控各部件的存儲空間狀態(tài)。

同理，粘接劑的存放空間可以進行溫度、濕度的實時監(jiān)測，以粘接劑為樹脂為例，樹脂和固化劑的存儲空間進行溫度、濕度監(jiān)控，樹脂和固化劑混合過程、混合后溫度測量、跟蹤、溫度/時間微分變化的絕熱溫升工藝性能測量。

另外，在一種具體實施例中，裝配工位操作空間的溫度一般處于15-22℃，相對濕度保持在10％以下為各部件最佳裝配條件，故本實施例還可以進一步對裝配工位操作空間進行溫度、濕度測量。當裝配工位操作空間相對濕度大于10％時，對磁軛壁1的外壁進行加熱并維持磁軛壁1表面相對濕度不低于20％，根據(jù)“濕空氣焓濕圖”，限制磁軛壁1溫度低于50℃。

以上為本文對裝配工位操作空間環(huán)境的改進之一。

本發(fā)明提供了一種永磁電機磁極3防護覆層6成型工藝，其主要步驟為：

S1、組裝壓條2、磁極部件3于磁軛壁1內(nèi)壁相應位置，并安裝真空袋12于磁軛壁1，真空袋12的周壁與磁軛壁1的內(nèi)壁形成充注粘接劑所需的模腔，磁極部件3、壓條2包覆于模腔內(nèi)部；真空袋12與磁軛壁1下緣周向還可以設置密封部件33，以保證二者圍成模腔的密封性。以外轉(zhuǎn)子為例，可以將真空袋12朝向磁軛壁1的一側(cè)定義為內(nèi)，相應地，另一側(cè)即為外。也就是說真空袋的內(nèi)周壁與磁軛壁1圍成模腔。

當然，壓條2的表面還可預先布置增強材料5、導流網(wǎng)18、脫模布19，增強材料5的作用為增加防護覆層6的使用強度，導流網(wǎng)18的主要作用為對充注過程的粘接劑導流，脫模布19為了固化后真空袋12脫模方便。增強材料5與壓條2的安裝方式、導流網(wǎng)18的安裝方式、脫模布19的安裝方式在此不做詳細說明，可以參考現(xiàn)有技術(shù)。真空袋12上設置有注膠口和出口12b，一般地，磁軛壁1豎直放置于裝配平臺(地面)上，即磁軛壁1的軸向呈豎直，真空袋12的注膠口為粘接劑入口12a，注膠口的數(shù)量可以為多個，多個注膠口沿周向均勻布置，真空袋12的出口12b連接真空泵16。真空袋12的注膠口可以設置于底部，出口設置于頂部，即粘接劑自真空袋12的底部進入模腔，模腔內(nèi)部空氣自頂部被抽出；當然，注膠口和出口位置也可以對調(diào)，即注膠口位于真空袋12的頂部，出口位于真空袋12的底部。當然，注膠口和出口也可以位于其他位置，本文不做限制。優(yōu)選實施方式，注膠口位于真空袋12的底部，出口12b位于真空袋12的頂部。

具體地，用于永磁電機磁極3防護覆層6成型工藝設備除真空泵16、真空袋12外，還可以包括粘接劑儲存罐11、真空調(diào)節(jié)閥15、樹脂收集器13，粘接劑儲存罐11通過管路可以連通真空袋注膠口，真空調(diào)節(jié)閥15、樹脂收集器13設置于真空泵16與真空袋12出口12b之間，脫模布19、導流網(wǎng)18布置于模腔內(nèi)部。

S2、對模腔內(nèi)部至少包括磁軛壁1、壓條2、磁極部件3在內(nèi)的待附著固體表面進行解吸附工藝；

具體地，解吸附可以分為物理解吸附和化學解吸附，物理解吸附是利用熱空氣吹掃或者加熱降壓的方式對待附著固體表面進行加熱、降壓；化學解吸附是利用化學物質(zhì)對待附著固體表面的雜質(zhì)進行清理。本文將以物理解吸附為例進行詳細介紹，并以此為基礎(chǔ)進一步介紹技術(shù)方案。

無論是物理解吸附還是化學解吸附，溫度升高時氣體吸附量都會減少，壓力降低，吸附量和吸附速率皆減小。真空袋12的出口12b連接真空泵16，注膠口也可以連通熱空氣源20，通過注膠口持續(xù)吸入經(jīng)過過濾、干燥除濕過的熱空氣，通過“傳熱傳質(zhì)”的方式對模腔內(nèi)部的固體壁面(磁軛壁1、磁極部件3、增強材料5、壓條2)進行干燥、實施“解吸附”工序。由于化學吸附和物理吸附都是自發(fā)過程，在過程中吉布斯自由能減少(△G﹤0)。當熱空氣氣體分子在固體表面上吸附后，氣體分子從原來的空間自由運動變成限制在表面層上的二維運動，運動的自由度減少了，因而熵也減少(ΔS<0)。據(jù)熱力學基本關(guān)系式：△G＝△H-T△S，可以推知ΔH﹤0，所以，熱空氣氣體分子吸附固體壁面(磁軛壁1、磁極部件3、增強材料5、壓條2)帶走吸附質(zhì)后并對固體壁面連續(xù)放熱。固體壁面的溫度升高，表面張力也相應降低。

工藝設備進一步包括熱空氣源20，熱空氣源20的出口可以設置有流量開關(guān)閥21，控制氣源流量及氣源的通斷。當處于解吸附工藝步驟時，熱空氣源20的出口通過流量開關(guān)閥21連通真空袋12的進口，真空袋12出口12b連通真空泵16；當處于充注粘接劑工藝步驟時，真空袋的入口與熱空氣源20的出口斷開，并通過控制閥與粘接劑儲存罐11的出口連通，真空袋12出口連通真空泵16。后續(xù)將具體介紹控制閥的結(jié)構(gòu)。熱空氣源20可以通過真空袋12的粘接劑入口通入真空袋12內(nèi)部。熱空氣源20可以提供解吸附所需干燥、潔凈的熱空氣，使用過濾干燥加熱后的潔凈熱空氣驅(qū)動待附著表面，改善固體物質(zhì)表面弱相互作用區(qū)表面狀況，提高溫度、干度，降低固體表面吸附量，尤其必要的是去除水蒸氣分子，為腔體注膠后創(chuàng)造良好的浸潤條件，為注膠后的化學吸附提供先決條件。并且利用配制的聚合物膠粘接劑在遇到較高的被粘物表面加熱粘度會降低，獲得流動性好的特點，控制滲流速率驅(qū)趕附著吸附質(zhì)(氣體、雜質(zhì)等)，有利于后續(xù)注膠時，粘接劑牢固粘接于固體表面，避免防護覆層6在后續(xù)使用過程中自界面脫離，保護磁極部件3等部件，提高電機工作的可靠性。

在解吸附過程中，可以同時檢測真空袋12的密封性、觀測模腔內(nèi)入口壓力、出口壓力、中部壓力分布、模腔內(nèi)待附著固體表面的溫度和壓力情況，其中真空袋12密封性的檢測可以根據(jù)安裝于真空袋12內(nèi)側(cè)壁的壓力傳感器12y以及壓條2表面的壓力傳感器(圖中未示出)獲得，本實施例所述的真空袋12內(nèi)側(cè)壁為真空袋12與磁軛壁1相對的側(cè)壁。模腔入口壓力、出口壓力、中部壓力分布分別可以通過安裝于真空袋12內(nèi)側(cè)壁入口位置、出口位置、中部的壓力傳感器12y獲取，傳感器的安裝位置可以參考圖4，出口和入口的壓力傳感器12y分別安裝于上端三通104和下端三通103位置。中部的壓力傳感器安裝于真空袋12中部的壓力傳感器，具體可以包括真空袋外側(cè)壓力傳感器12y1和真空袋內(nèi)側(cè)壓力傳感器12y2，分別用于檢測真空袋外側(cè)表面和內(nèi)側(cè)表面的壓力。固體表面的溫度和壓力情況同樣根據(jù)安裝于磁軛壁1、壓條2、磁極部件3、增強材料5表面的溫度和壓力傳感器獲取。圖7中示出了真空袋外側(cè)溫度傳感器12w1、真空袋內(nèi)側(cè)溫度傳感器12w2、導流網(wǎng)外側(cè)溫度傳感器12w3、導流網(wǎng)內(nèi)側(cè)溫度傳感器12w4、脫模布外側(cè)溫度傳感器12w5、脫模布內(nèi)側(cè)溫度傳感器12w6、增強材料外側(cè)溫度傳感器12w7和增強材料內(nèi)側(cè)溫度傳感器12w8，以上各溫度傳感器分別用于檢測相應部件的內(nèi)側(cè)表面溫度和外側(cè)表面溫度。壓力傳感器的布置也可以與溫度傳感器的布置相同，圖6中僅示出真空袋外側(cè)和內(nèi)側(cè)表面分別設置真空袋外側(cè)壓力傳感器12y1和真空袋內(nèi)側(cè)壓力傳感器12y2的示意圖，其他部件與真空袋上壓力傳感器的設置方式可以相同。同理，濕度傳感器的設置方式也可以參照溫度傳感器的設置方式，圖6中僅示出設置于磁軛壁1表面的濕度傳感器12z。

上述溫度傳感器12w的響應時間常數(shù)控制在秒級，優(yōu)選響應時間常數(shù)為1-2秒。響應時間常數(shù)高于秒級，例如分鐘級等，則捕捉不到凝膠現(xiàn)象。

磁極部件3的磁極表面設置溫度傳感器3w如圖5所示。真空袋外側(cè)壁也可以設置溫度傳感器12w，用于感知環(huán)境溫度或真空袋外側(cè)溫度，如圖5中所示。磁軛壁表面溫度傳感器1w用于檢測磁軛壁1避免溫度，其中圖6中示出了一個磁軛壁表面溫度傳感1w的設置位置。

本實施例中熱空氣源20的相對濕度要求在10％以內(nèi)，熱空氣的溫度高于裝配空間5-10℃，模腔內(nèi)的真空度維持在98-99kpa。

據(jù)已知的磁極部件3的質(zhì)量，確定“解吸附”工序熱氣流通過時間與流量和溫度，為注膠作準備。在向模腔內(nèi)部通入干燥潔凈的熱空氣過程中，同時進行以下步驟：檢測壓條、磁極部件、磁軛壁等待附著固體表面的溫度、濕度，以及已知的磁極部件3質(zhì)量，并根據(jù)檢測獲取的溫度、濕度信號以及已知的磁極部件質(zhì)量確定模腔內(nèi)部通干燥潔凈熱空氣的時間。上述溫度、濕度信號的檢測可以通過溫度傳感器和濕度傳感器獲得。在一種具體的永磁電機解吸附工藝中，通入熱空氣解吸附的時間大約為30分鐘，然后關(guān)閉真空袋12的進口(注膠口)，再對模腔進行抽真空大致30分鐘左右，然后再進行后續(xù)注膠工藝步驟。

為了盡可能除去模腔固體表面的水蒸氣等雜質(zhì)，還可以在解吸附過程中控制模腔內(nèi)部壓力逐漸增大。模腔固體表面壓力越大，表面張力越小，越易于雜質(zhì)的脫離。

S3、對模腔內(nèi)部進行抽真空；

在對模腔進行抽真空的同時還可以對磁軛壁1進行加熱，有利于粘接空間固體表面的解吸附。請參閱圖4，工藝設備還可以包括流量計105、流量調(diào)節(jié)閥106,用于精確控制各出口氣流量。當然，請參閱圖3，還可以進一步包括真空表計14、真空調(diào)節(jié)閥15，真空泵調(diào)速器17，真空泵調(diào)速器17可以改變真空泵功率，以變更模腔內(nèi)壓力。

當然，解吸附的方式不局限于上述抽真空，還可以為以下兩種方式：

第一種方式，連通真空袋12的入口與高壓的熱空氣源，連通所述真空袋12的出口與低壓回路，以便向真空袋12的內(nèi)部通入干燥潔凈的熱空氣。

第二種方式，對真空袋12圍成的模腔內(nèi)部的零部件(磁軛壁1和磁極部件3)進行電磁感應渦流加熱，并同時進行抽真空或者通入干燥潔凈的空氣流。

S4、對模腔內(nèi)部充注粘接劑，固化粘接劑使其附著于磁極部件3、壓條2、磁軛壁1表面以形成防護覆層6；

具體地，步驟S4可以包括以下兩步驟：

S41、充注粘接劑：充注粘接劑的同時配合抽真空，在充注粘接劑之前先控制模腔內(nèi)部待附著固體表面的溫度處于適宜粘接劑流動溫度范圍，一般地，解吸附后自動降溫至適宜樹脂流動的溫度范圍，在一種具體實施例中適宜樹脂流動溫度范圍為30-35℃。并且連通真空袋12的粘接劑入口12a與粘接劑儲存罐11內(nèi)部的粘接劑。粘接劑的注入是利用壓力差注入的，同時注膠同時抽真空有利于降低增強材料5與壓條2等之間的空隙率，有利于降低后續(xù)形成防護覆層6的空隙，提高防護覆層6的使用性能。

注膠過程中，粘接劑在磁極部件3與磁軛壁1表面不斷得到鋪展、滲透。被粘接物磁極部件、磁軛壁1被粘接劑浸潤的情況，是由粘接劑的表面張力決定的。膠粘接強度隨著界面張力和粘接劑表面張力的增大而減小。依據(jù)吉布斯自由能定義G＝U-TS+PV或G＝H-TS；其中，P、V、T、U、H、S為熱力學函數(shù)；dG＝-SdT+VdP+γdA；作為“解吸附”、“注膠”徑向?qū)ΨQ、均等受熱的粘接裝置設計基本理論依據(jù)之一。在注膠前的加熱抽真空過程溫度增加時，固體表面張力下降，有利于固體表面進一步解吸附。

粘接劑的充注必然需要粘接劑泵101、流量計102，流量計102對應各真空泵入口12a設置，工藝設備中還進一步設置有樹脂收集器13，設置位置詳見圖3?？刂屏魅肽Ｇ粌?nèi)部的熱空氣及粘接劑的流量可以由相同的控制閥控制，也可以不同，即流量計102可以僅控制粘接劑的流量，流量閥21僅控制熱空氣流量。

本實施例觀察現(xiàn)有試驗工藝電機轉(zhuǎn)子磁極部件3固定真空注膠固化結(jié)果，在轉(zhuǎn)子豎直軸放置時，磁軛壁1下三分之一區(qū)域尚有一些“空泡”，在使用疏密不同的增強材料5結(jié)果也有區(qū)別。

本實施例還進一步進行了如下分析：從抽真空這個開式系統(tǒng)的壓強降落順序入手分析，樹脂體系(粘接劑)粘接劑表面是大氣壓力，經(jīng)過吸入管路注入口存在一次輸入通道截面積突縮，產(chǎn)生局部損失，局部損失系數(shù)大小0.5，經(jīng)6-8根軟管進注膠口，在接口處局部損失系數(shù)0.5，樹脂輸入模腔內(nèi)的平均流量等于樹脂體系(膠桶內(nèi)粘接劑)液面的平均下降速率，6-8支注膠口平均壓力便得到。真空泵16的讀數(shù)換算成絕對壓力后減去注膠口平均壓力得到注膠過程粘接劑流動階段的增強材料5、磁極部件3混合空間的等效壓降。這時，增強材料5、磁極部件3與磁軛壁1間隙對粘接劑構(gòu)成的間隙，這些空隙中吸附著空氣、水蒸氣，水可以使異氰酸酯基團的膠料固化，并伴隨有二氧化碳的釋放，導致泡沫聚合物的形成。在磁極部件3的上三分之二充滿粘接劑后，在真空壓差的作用下，這里的內(nèi)外壓差接近真空度，但是在下三分之一處，越靠近注膠口，在注膠后期這一區(qū)域內(nèi)外壓差小于上部，外表面對增強材料5的壓力是弱于上部區(qū)域，增強材料5中先前攜帶大量的空氣、水蒸氣(尤其注意的是：包括真空下氣化的附著水43℃就會氣化，因此需要加熱幫助解吸附除去吸附的水分)。

為了盡量排出增強材料5之間以及磁極部件3與磁軛壁1間隙空氣，本實施例在充注過程中控制磁軛壁1周向粘接劑流動速率在預定范圍內(nèi)，并且控制各流動速率與粘接劑流動前鋒大致相同。流動速率一般為0.1-0.2m/min。流動速率低有利于降低空隙率，還有利于粘接劑與增強材料5的浸潤。

一般地，真空袋12上開設有若干粘接劑入口12a，各所述粘接劑入口12a沿周向均布，檢測磁軛壁1同一橫截面周向至少兩位置的流動速率，根據(jù)各流動速率調(diào)節(jié)相應粘接劑入口12a與出口之間的壓力差以使粘接劑沿磁軛壁1周向等速充注。壓力差的調(diào)節(jié)可以通過以下方式實現(xiàn)：調(diào)節(jié)注膠口位置、注膠入口流量、真空泵真空度。

請參考圖8至圖11，圖8為本發(fā)明一種具體實施例中電極組件的連接原理示意圖；圖9為本發(fā)明一種具體實施例中安裝有電極組件的磁軛壁周向展開的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明中另一種具體實施例中安裝有電極組件的磁軛壁周向展開的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本發(fā)明中磁軛壁1、磁極部件3、電極組件局部結(jié)構(gòu)剖視示意圖。

磁軛壁1周向各流動速率通過以下方式獲取：磁軛壁1內(nèi)壁布置有至少一組電極組件，即工藝設備包括至少一組電極組件，電極組件包括四根沿軸向均布的金屬電阻絲，金屬電阻絲包括間隔分布的絕熱段和感溫段，該感溫段對應兩相鄰所述磁極部件3之間縫隙設置，并且四根金屬電阻絲電橋連接。其中圖8中P表示電源，A、B、C、D表示兩金屬電阻絲的連接點，O表示輸出端口。

金屬電阻絲可以使用鉑絲或銅絲，在一種具體實施例中直徑小于0.02mm，可見背面間隙、縫隙在1mm數(shù)量級，填充樹脂后的背面間隙的當量直徑與金屬絲(鉑絲或鉭絲)相比較在50倍以上，金屬絲鉑(Pt)比熱容，300K時，C＝0.133KJ·Kg-1·K-1,密度ρ＝21460kg.m-3，鉑絲長度800mm(以豎直布置為例，水平圓周方向同理、同樣結(jié)論)，質(zhì)量M＝0.343kg,由此得，

金屬絲熱容M×C＝0.045kJ/℃；

樹脂質(zhì)量熱容量

金屬絲周圍的樹脂熱容量是金屬絲熱容量倍數(shù)關(guān)系：

32kJ/℃÷0.045kJ/℃＝711倍。

800mm鉑絲被樹脂冷卻或加熱，以致鉑絲自身熱容可以忽略，直徑無限小，待觀測樹脂的熱物性與時間、溫度、溫度梯度無關(guān)，待觀測樹脂體積相對“無限大”，鉑絲與樹脂之間接觸后的熱傳遞僅為熱傳導。這樣，如圖9和圖10所示，其中圖9和圖10的差別在于圖9中各金屬電阻絲在壓條2內(nèi)部實現(xiàn)連線，而圖10中各金屬電阻絲在壓條2之外實現(xiàn)連線。圖9和圖10左右兩側(cè)的壓條2其實為同一壓條2，圖中P0表示磁極部件3安裝位置。

如圖所示鉑絲被分成多段，涂黑的表示相等段落長度的鉑絲被絕熱材料涂層處理裹覆，相等黑色線段部分對應上下兩塊磁極部件3與磁軛壁1的三角地帶，測量電極兩點之間存在9個電阻，4個被經(jīng)過絕熱處理(這里稱為：“絕熱段L1”)，5個僅作絕緣處理(這里稱為：“感溫段L2”)，對熱量輸入(或冷卻)很敏感，熱響應速度在2秒內(nèi)，作過絕熱處理的熱響應速度在1分鐘級，即熱響應時間相差懸殊。金屬電阻絲不存在內(nèi)部聯(lián)結(jié)結(jié)點，是一根金屬絲(如鉑絲)，“絕熱段L1”截面積每段相同，“感溫段L2”也每段相同?！敖^熱段L1”自身每段與“感溫段L2”自身每段長度可以相等、也可以不相等。

在圓筒狀的永磁電機磁極3防護覆層6制造樹脂填充試驗過程(或永磁磁極電機產(chǎn)品生產(chǎn)過程)，圓周均等設置這樣的“電橋”至少一套(也可以不止一套)。防護覆層6灌封樹脂自下至上被引出管路抽吸向上流動，磁軛壁1間隙厚度方向推動力較弱，滿溢、浸漬的速度未知，需要借助鉑絲構(gòu)成的鉑電阻接受樹脂(粘接劑)在填充過程加熱或冷卻，引起阻值的迅速上升或下降(鉑絲自身熱容量極小、可以忽略，熱響應時間是秒級的)；樹脂流動前鋒接觸、包裹鉑絲的“絕熱段L1”時，在樹脂(粘接劑)溫度與鉑絲溫度(5-8℃)相差不是太大時，熱響應時間會在分鐘級以上；借助數(shù)字萬用表或高速溫度記錄儀測量兩個電極之間電阻值上升情況。如果樹脂(粘接劑)是沿逐層磁極部件3高度上升、浸漬、淹沒鉑絲，鉑絲的電阻值會在原始基礎(chǔ)值基礎(chǔ)上逐漸上升，由于存在鉑絲的“絕熱段L1”，對鉑絲加熱“構(gòu)造形成”了“斬波”作用，對熱傳遞系統(tǒng)的“熱路”輸入構(gòu)成“接通、關(guān)斷”效果，也會出現(xiàn)類似電子電路中的“占空比”效果，并且“占空比”是可以調(diào)節(jié)的。此時，上升或下降(曲線)顯示“層疊式”或“階梯狀”上升或下降，將這個“階梯”變化與對應的磁極部件3正面柔性透明真空袋12樹脂(粘接劑)的上升速率對比，“透視”磁極部件3磁軛壁1間隙的灌注、浸漬情況，獲得樹脂上升同時經(jīng)過磁極部件之間3縫隙、磁極部件3與壓條2縫隙進入磁軛壁1間隙的速率。如果磁極部件3正面觀察已經(jīng)上升、滿溢，磁軛壁1側(cè)壁上鉑絲電阻值變化緩慢，說明滲流入磁軛壁1速率、流量太慢，需要重新調(diào)整樹脂導流管結(jié)構(gòu)、尺寸；在試驗階段需要調(diào)整樹脂(粘接劑)粘度值。這個“比較”，還用來調(diào)整真空泵16調(diào)速電機轉(zhuǎn)速，調(diào)整真空值，變壓運行。如果不是逐級“層疊式”或“階梯狀”上升或下降，而是上升或下降的幅值、速率是上面所述的兩倍、三倍，說明：對應的磁極部件3正面柔性透明真空袋12樹脂(粘接劑)的上升速率較快，出現(xiàn)多層磁極部件縫隙幾乎同時傾入樹脂(粘接劑)淹沒金屬絲(鉑絲)的情形。需要調(diào)整真空袋12輸入口位置、尺寸、導流管螺距、真空泵16真控度，使得磁軛壁1間隙樹脂(粘接劑)滿溢、浸漬、上升速率得以控制，并且與流動前鋒相當，避免正面上升過快，包抄縫隙、封鎖內(nèi)部殘留的氣體。如果出現(xiàn)金屬絲(鉑絲)電阻值上升一個、兩個階梯后，不在明顯上升，正面輸入樹脂上升到上部頂端滯后10-15分鐘后仍然不見電阻值上升到單個“傳感段”增量值5倍數(shù)值以上，就說明磁軛壁1間隙存在沒有被填充的大量“空穴”存在，滲流的驅(qū)動力缺失。如果在滯后30-40分鐘浸漬過程，電阻值緩慢變化到穩(wěn)定值，說明樹脂灌注失敗，需要重新試驗。

需要說明的是，粘接劑流動前鋒為靠近真空袋12側(cè)壁位置粘接劑的速率。

上述各溫度傳感器和壓力傳感器構(gòu)成傳感器編織序列，構(gòu)成樹脂流動定位系統(tǒng)。

在抽真空解吸附過程中還可以同時檢測真空袋12的真空度，以判斷真空袋12是否漏氣。具體可以使用超聲波真空檢漏儀。

另外，在磁極部件3組裝于磁軛壁1之后注入粘接劑之前，還執(zhí)行以下步驟：實施監(jiān)測磁軛壁1與磁極部件3接觸界面的濕度，如果濕度大于預設的工藝要求，則對磁極部件3與磁軛壁1的組裝整體進行除濕。故工藝設備還可以包括除濕設備，用于對包括磁極部件3與磁軛壁1在內(nèi)的組裝整體進行除濕。除濕設備可以為轉(zhuǎn)輪除濕設備，并且除濕系統(tǒng)可以采用閉路循環(huán)方式，即采用清潔生產(chǎn)方式，避免玻纖布對皮膚、呼吸道損害。

為了獲取較好的防護覆層6結(jié)構(gòu)，本實施例還進一步進行了大量試驗研究樹脂對防護覆層6結(jié)構(gòu)的影響，試驗證明樹脂的粘度為影響防護覆層6結(jié)構(gòu)的因素之一。故本實施例還進一步對充注入模腔內(nèi)部的樹脂粘度進行加熱以調(diào)整其粘度至合適范圍。具體地，可以設置專門的加熱裝置對樹脂進行預熱。

粘接劑對磁極部件3、磁軛壁1、增強材料5的浸潤只是粘接的前提，必須能夠形成粘接力，才能達到粘接的目的。粘接力是粘接劑與被粘物在界面上的作用力或結(jié)合力，它包括機械嵌合力、分子間力和化學鍵力。機械嵌合力是粘接劑分子經(jīng)擴散滲透進入被粘物表面孔隙中固化后鑲嵌而成的結(jié)合力，這種力雖然很小，卻是不可忽視的。分子間力是粘接劑與磁極部件3、磁軛壁1、增強材料5等被粘物之間分子相互吸引的力，包括范德華力和氫鍵。范德華力是色散力、取向力、誘導力的總稱，氫鍵比范德華力大得多，接近于弱的化學鍵?；瘜W鍵力是粘接劑與被粘物表面能夠形成的化學鍵，它比分子間力高得多?；瘜W鍵的結(jié)合是很牢固的。粘接力是機械嵌合力、分子間力和化學鍵力綜合作用的結(jié)果。機械嵌合力和分子間力是普遍存在的。若能形成化學鍵，即使數(shù)目很少、也會使粘接力大增?？傊?，粘接作用的形成，浸潤是先決條件。流變是第一階段，滲透是有益作用，成鍵是關(guān)鍵因素。

粘接劑單向流動情況下，從真空袋12入口到上端出口，壓力是逐漸降低的。固化后復合材料傳遞靜壓的能力降低，壓力逐漸降低，這意味著沖模結(jié)束后固化過程會出現(xiàn)面上壓力松弛現(xiàn)象，導致面下氣泡溢出，固化后脫模將出現(xiàn)“鼓泡”現(xiàn)象，并且，磁軛壁1豎直放置，自下端部進行充注粘接劑時，隨時間增加，其下端部承受的壓力越大，上端部真空袋12越貼近內(nèi)部增強材料5，上部空隙越小，不僅增大了粘接劑繼續(xù)向上充注，而且不利于底部增強材料5等內(nèi)部空氣的溢出空氣。故，在進行充注粘接劑過程中，還同時對真空袋12外周壁施加徑向柔性壓力，所述柔性壓力的方向有真空袋12指向所述磁軛壁1。并且可以空值該柔性壓力隨充注時間逐漸增大。

具體地，柔性壓力可以通過柔性力加載裝置施加，柔性力加載裝置包括剛性圓筒，剛性圓筒的外周壁設置有可徑向收縮的氣囊或液體介質(zhì)囊。通過改變氣囊或液體介質(zhì)囊內(nèi)部充注量實現(xiàn)不同的柔性壓力。本實施例中未示出其具體結(jié)構(gòu)，但是通過本實施例描述并不阻礙本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員實施本技術(shù)方案。

另外，粘接劑內(nèi)部氣體也是影響成型后防護覆層6使用性能的重要參數(shù)之一。故在充注粘接劑過程中，同時進行以下步驟：通過預設脫氣裝置對粘接劑儲存罐11內(nèi)部的粘接劑進行脫氣處理；并且根據(jù)粘接劑輸送泵的流量實時計算粘接劑儲存罐11內(nèi)部粘接劑的液位下降速率，控制粘接劑產(chǎn)生漩渦的情況下最低液位不低于所述粘接劑儲存罐11內(nèi)部的泵送管入口。

對于脫氣裝置的具體結(jié)構(gòu)本實施例不做具體介紹，只要能夠?qū)崿F(xiàn)粘接劑儲存罐11內(nèi)部粘接劑的脫氣即可。

另外，在充注過程中粘接劑出現(xiàn)局部堵塞可以進一步利用次聲波或超聲波源的振動，促使局部流動。相應地，工藝設備中進一步包括波振動裝置，用于產(chǎn)生次聲波或超聲波，以對注入模腔內(nèi)部的粘接劑進行振動。

步驟S4還包括S42，其位于步驟S41之后，具體內(nèi)容為：

S42、真空袋12內(nèi)完全充注滿粘接劑后，對粘接劑進行固化工藝，具體為：對真空袋12內(nèi)部充注的粘接劑進行加熱升溫，并且控制形成于磁軛壁1與真空袋12內(nèi)側(cè)壁之間的粘接劑層的溫度沿徑向中心周面對稱布置。所謂“徑向中心周面”是指處于磁軛壁1內(nèi)周面與真空袋12內(nèi)側(cè)壁周面之間的周面，并且該周面與磁軛壁1內(nèi)周面與真空袋12內(nèi)側(cè)壁周面兩者等距。

本實施例以電機轉(zhuǎn)子徑向的磁軛壁1到真空袋12作為對稱受熱的目標主體，控制受熱區(qū)域兩側(cè)溫度，兩側(cè)均等受熱階段熱傳導非穩(wěn)態(tài)導熱正規(guī)熱狀況在磁極部件3粘接劑兩側(cè)是對稱上升的，減小對“磁極部件3周界及其增強材料5周界”溫差導致的熱應力。以此決定轉(zhuǎn)子磁軛壁1外熱傳導先后采用恒定熱流密度、恒定壁溫、真空袋12外壁熱輻射(紅外射線)對流換熱復合換熱功率密度的大小。

具體地，請結(jié)合參閱圖5，粘接劑層溫度對稱布置的控制策略具體為：在磁軛壁1外周壁預設第一加熱器31，第一加熱器31對磁軛壁1外周壁進行加熱；在真空袋12外側(cè)壁圍成空間內(nèi)預設第二加熱器32，第二加熱器32對真空袋12內(nèi)側(cè)進行加熱，調(diào)節(jié)第一加熱器31和第二加熱器32的加熱功率以使磁軛壁1的內(nèi)側(cè)壁溫度與真空袋12內(nèi)側(cè)壁溫度大致相等。第一加熱器31可以為熱膜加熱部件或加熱圓管等，第二加熱器32可以為遠紅外熱源，通過輻射、對流等方式對真空袋12內(nèi)側(cè)粘接劑加熱。

在微觀層次上排除空氣受到樹脂粘度和纖維束周圍表面張力的影響，這取決于工藝參數(shù)。試驗表明，對于玻璃纖維/聚酯體系，對粘度進行全過程控制，粘度值與流動前鋒一一對應，恰當?shù)牧鲃忧颁h速度為0.1-0.2m/min，粘度值實現(xiàn)可控?？梢酝ㄟ^控制第一加熱器31的加熱功率控制流動前鋒速度處于上述范圍。

第一加熱器31和第二加熱器32可以均為環(huán)形筒狀加熱器，當?shù)谝患訜崞?1處于工作狀態(tài)時，第一加熱器32套裝于磁軛壁1的外周壁，當?shù)诙訜崞?2處于工作狀態(tài)時，第二加熱器32置于真空袋12外壁圍成空腔的內(nèi)部。

進一步地，第二加熱器32與真空袋12周壁周向等間距，即二者徑向等間距。

需要說明的是，本實施例中所述的“大致相等”即包括兩者絕對相等，也包括允許兩者具有一定偏差的相等，即兩者在允許的預定誤差內(nèi)。

進一步地，檢測固化過程中粘接劑內(nèi)部應力信號，當根據(jù)應力信號判斷粘接劑固化應力，當判斷粘接劑固化應力松弛時，降低第一加熱器31和第二加熱器32的加熱功率。第一加熱器31和第二加熱器32的加熱功率降低速率為8℃/h至15℃/h(其中h表示小時，以下相同)，在一種具體實驗中第一加熱器31和第二加熱器32的加熱功率降低速率為10℃/h，防護覆層的成型質(zhì)量較佳。

另外，在固化過程中，控制粘接劑的初期逐漸升溫速率為3-5℃/h；中期維持55-60度，6-7個小時；后期逐漸將溫速率為3-5℃/h，并且控制粘接劑溫度等于或者高于操作溫度8-15攝氏度。即，粘接劑固化過程中的受熱階梯式控制(分初期、中期和后期三階段，分別采用以上不同控制策略)，通過上述控制，有利于防護覆層獲得較佳的成型質(zhì)量。此處的初期、中期、后期的定義與判斷依據(jù)是：升溫階段是初期、維持(保溫)階段是中期、降溫階段是后期，即三階段的判斷依據(jù)為溫度。

粘接劑內(nèi)部應力信號的判斷可以通過其內(nèi)部設置的應力傳感器檢測。

第二加熱器32可以優(yōu)選遠紅外加熱源，根據(jù)磁極部件3表面、壓條2表面壓力信號獲取適合粘接劑結(jié)合增強材料5固化的升溫速率，進而控制第一加熱器31和第二加熱器32的功率。

另外，膠粘界面存在內(nèi)應力，內(nèi)應力增加有兩個原因。一是在粘接劑固化過程中，由于溶劑的揮發(fā)、聚合作用，在其中產(chǎn)生平行于表面的收縮應力，它會在被粘物(磁軛壁1、磁極部件3、增強材料5、壓條2)膠層中延伸而使其體積減小。粘接劑與被粘物間相互粘接的結(jié)果是膠層厚度緊縮。這種導致膠層尺寸收縮的應力迅速增長是從聚合物粘接劑失去流動性時(即注膠結(jié)束)開始的。第二個產(chǎn)生內(nèi)應力的原因是基于粘接劑與被粘物(轉(zhuǎn)子磁軛壁1、磁極部件3、磁極部件防護層多孔材料、壓條2)的線膨脹系數(shù)的差異造成的熱應力。它在電機轉(zhuǎn)子磁軛壁1與磁極部件3、磁極部件3與磁極部件防護層多孔材料膠粘過程加熱或冷卻時發(fā)生。內(nèi)應力如同長期作用的負荷一樣，甚至在15-50％瞬間斷裂應力作用下能引起聚合物的自發(fā)剝離及粘接界面的斷裂。界面上的應力在超負荷尤其是在低溫下、周期負荷下、被加熱及機械沖擊下過皆會導致粘接破壞。此時裂紋從聚合物粘接劑與固體(轉(zhuǎn)子磁軛壁1、磁極部件3、磁極部件防護層多孔材料)接觸界面處增大。減小粘接劑固化程磁極部件3粘接面由于溫差形成的粘接面潛在應力。

在進行固化的同時還進行以下步驟：對真空袋12外側(cè)壁施加柔性壓力，并且控制所述柔性壓力隨固化時間逐漸增大。這樣可以適當減少界面應力，有利于粘接劑附著于界面上。

柔性壓力的獲取與上述相同，在此不做贅述。

為了盡量減少熱量的散失，在對粘接劑進行加熱固化前，采用隔熱材料將磁軛壁1兩端開口封閉，以減少磁軛壁1內(nèi)部熱源(紅外熱源等)熱量散失。

在實施遠紅外加熱過程中，根據(jù)真空袋12穿透率與波長關(guān)系圖、導流網(wǎng)18穿透率與波長關(guān)系圖、粘接劑的吸收率與波長關(guān)系圖選取輻射熱源的紅外射線的波長范圍，即調(diào)整熱源熱輻射射線頻率，適應選擇性吸收，利于吸收率最高效率。也就是說，本發(fā)明中的受熱方式選用紅外對真空袋12及真空袋膜側(cè)有“選擇性吸收”的“透熱”譜段，在這一譜段選擇粘接劑(樹脂)吸收率高的波段。譜段可以借助設置于模腔內(nèi)部的溫度傳感器的檢測的溫度信號進行調(diào)整。試驗方法：根據(jù)真空袋12使用的材料進行光譜輻射，獲得真空袋12內(nèi)側(cè)表面選擇性吸收的結(jié)果，考慮真空袋12內(nèi)部置有導流網(wǎng)18的情況，考慮導流網(wǎng)18對穿透率的影響，獲得對熱輻射吸收率大小，樹脂填充、浸漬、浸潤，開始固化，固化過程整個防護覆層6的等效的“吸熱系數(shù)”。根據(jù)這個吸熱系數(shù)決定遠紅外加熱輻射熱源的輻射功率和輻射加熱規(guī)律。這樣避免熱源功率過大造成制造浪費，功率過小、功率不足影響固化過程效率。如圖13至圖15所示，圖13至圖15分別示出了同種穿透率相同的真空袋材料和導流網(wǎng)條件下，不同粘接劑的吸收率曲線，其中，圖中曲線S’1表示真空袋材料為聚酰胺的穿透率與波長關(guān)系曲線、曲線S’2表示導流網(wǎng)為聚四氟乙烯的穿透率與波長關(guān)系曲線、曲線S’3表示粘接劑為氨基聚酯樹脂的其吸收率與波長關(guān)系曲線；曲線S’4表示粘接劑為聚氨酯的吸收率與波長關(guān)系圖；曲線S’5表示粘接劑為不飽和聚酯樹脂的吸收率與波長關(guān)系圖。

進一步地，在固化過程中同時檢測凝膠開始和凝膠結(jié)束的溫度，并通過凝膠開始和凝膠結(jié)束的溫度判斷該固化過程是否合格。如果溫升在預設溫升范圍之內(nèi)，則該固化過程合格；如果溫升超出預設溫升范圍，則該固化過程不合格。如圖12所示，圖12為兩種不同固化工藝中粘接劑的時間與溫度變化曲線示意圖，圖12分別給出了兩條固化曲線分別為曲線S1、曲線S2，其中曲線S1固化溫升T2超出預設溫升(圖中未示出，預設溫升由具體粘接劑確定)，固化不合格；曲線S2固化溫升T1在預設溫升范圍內(nèi)，固化合格。

固化結(jié)束后，在高于操作環(huán)境溫度10℃的條件下熱狀態(tài)時涂覆防腐材料，防腐材料溫度與覆層溫度相等。

本實施例所述的工藝設備用于上述永磁電機磁極3防護覆層6成型工藝，故也具有永磁電機磁極3防護覆層6成型工藝的上述技術(shù)效果。

本實施例所述的第一、第二等詞，僅為了區(qū)分結(jié)構(gòu)相同或類似的不同部件，不表示對順序的某種特殊限定。

以上對本發(fā)明所提供的永磁電機磁極防護覆層成型工藝及工藝設備進行了詳細介紹。本實施例中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。