1、性能指標(biāo)
2、新技術(shù)和新材料
2．1、首先在絕緣結(jié)構(gòu)上采用以下新技術(shù)和新材料
簡單地用工頻下使用的交流異步電機作變頻電機來使用，結(jié)果已表明電機壽命很短。實踐證明，傳統(tǒng)的電機絕緣材料顯然已不能滿足變頻電機的特殊需要。盡管在工頻交流電壓下性能良好的絕緣材料，如聚酰胺酰亞胺等[78~79]，其耐溫等級已達到N級（220℃）和R級（240℃），老化性能也很良好，但試驗證明，其耐脈沖尖峰電壓或脈沖電暈性還是不能達到變頻電機的使用要求。Bellomo、Petrarca、Gao試驗研究了聚酰亞胺、聚酯等高耐熱等級絕緣材料在重復(fù)性方波脈沖電壓作用或多應(yīng)力作用下的壽命及破壞特性，表明在高頻方波脈沖電壓作用下，絕緣材料的壽命比工頻下要短的多。變頻電機對所用的絕緣材料要求更加苛刻。
增加電機絕緣尺寸在一定程度上可以加強絕緣，但是增加絕緣尺寸無疑減小了導(dǎo)體在整個電機中的空間比例，即銅鐵率。因此，提高電機絕緣材料的性能仍是最經(jīng)濟、實用的途徑。為了適應(yīng)變頻電機用絕緣材料的特殊要求，Yin、Beeckman、Cerutti等試驗研究了電機用各種繞組線（或漆包線）在高頻方波脈沖電壓作用下的破壞情況和壽命，并研究了繞組線的絕緣壽命與脈沖電壓的頻率、幅值、上升率及溫度的關(guān)系。通過試驗發(fā)現(xiàn)用無機化合物對現(xiàn)有的有機絕緣材料填充改性，可以很大程度上提高耐高頻脈沖過電壓的沖擊，加速電壓老化壽命可提高5~100倍。為了滿足變頻電機繞組的特殊需要，美國Phelps Dodge、REA、Essex以及法國Nexans電磁線公司都先后研制并生產(chǎn)出耐脈沖電壓（或耐電暈）的三層或雙層復(fù)合漆包電磁線（如下圖1），并申請了獎項，以供變頻電機和脈沖變壓器等使用。起主要防護作用的是其中由納米金屬氧化物填充改性的量子防護層（Quantum-shield）。試驗證明這種新型繞組線絕緣結(jié)構(gòu)和材料的耐高頻脈沖尖峰過電壓或電暈性能有很大程度的提高，能滿足變頻電機絕緣的特殊需要。
對于高壓變頻節(jié)能電動機顯然必須采用下面絕緣結(jié)構(gòu)
簡單地用工頻下使用的交流異步電機作變頻電機來使用，結(jié)果已表明電機壽命很短。實踐證明，傳統(tǒng)的電機絕緣材料顯然已不能滿足變頻電機的特殊需要。盡管在工頻交流電壓下性能良好的絕緣材料，如聚酰胺酰亞胺等[78~79]，其耐溫等級已達到N級（220℃）和R級（240℃），老化性能也很良好，但試驗證明，其耐脈沖尖峰電壓或脈沖電暈性還是不能達到變頻電機的使用要求。Bellomo、Petrarca、Gao試驗研究了聚酰亞胺、聚酯等高耐熱等級絕緣材料在重復(fù)性方波脈沖電壓作用或多應(yīng)力作用下的壽命及破壞特性，表明在高頻方波脈沖電壓作用下，絕緣材料的壽命比工頻下要短的多。變頻電機對所用的絕緣材料要求更加苛刻。
增加電機絕緣尺寸在一定程度上可以加強絕緣，但是增加絕緣尺寸無疑減小了導(dǎo)體在整個電機中的空間比例，即銅鐵率。因此，提高電機絕緣材料的性能仍是最經(jīng)濟、實用的途徑。為了適應(yīng)變頻電機用絕緣材料的特殊要求，Yin、Beeckman、Cerutti等試驗研究了電機用各種繞組線（或漆包線）在高頻方波脈沖電壓作用下的破壞情況和壽命，并研究了繞組線的絕緣壽命與脈沖電壓的頻率、幅值、上升率及溫度的關(guān)系。通過試驗發(fā)現(xiàn)用無機化合物對現(xiàn)有的有機絕緣材料填充改性，可以很大程度上提高耐高頻脈沖過電壓的沖擊，加速電壓老化壽命可提高5~100倍。為了滿足變頻電機繞組的特殊需要，美國Phelps Dodge、REA、Essex以及法國Nexans電磁線公司都先后研制并生產(chǎn)出耐脈沖電壓（或耐電暈）的三層或雙層復(fù)合漆包電磁線（如下圖1），并申請了獎項，以供變頻電機和脈沖變壓器等使用。起主要防護作用的是其中由納米金屬氧化物填充改性的量子防護層（Quantum-shield）。試驗證明這種新型繞組線絕緣結(jié)構(gòu)和材料的耐高頻脈沖尖峰過電壓或電暈性能有很大程度的提高，能滿足變頻電機絕緣的特殊需要。
對于高壓變頻節(jié)能電動機顯然必須采用下面絕緣結(jié)構(gòu)
匝間絕緣采用Kapton®FCR耐電暈薄膜燒結(jié)線；對地絕緣采用一層Kapton®CR耐電暈薄膜2/3疊包，其余采用云母帶。
聚酰亞胺（PI）是指分子鏈中含有酰亞胺鍵的芳雜環(huán)高分子化合物。由于構(gòu)架中含有芳香環(huán)，而且具有鍵能很強的—C—N—結(jié)構(gòu)，故聚合物具有更高的熱穩(wěn)定性。PI具有很高的玻璃化溫度（Tg）、顯著的耐高溫性能、固有的阻燃性和高耐輻射性。它作為芳香環(huán)特種工程塑料，在耐熱性塑料中占有十分重要的地位，是目前特種工程塑料中耐熱性的品種之一。下面是聚酰亞胺性能的一些情況：
① 全芳香聚酰亞胺按熱重分析，其開始分解溫度一般都在500℃左右。具有良好的溫度特性，能夠在-200℃—+260℃的溫度范圍中長期使用。
② 聚酰亞胺具有良好的介電性能，介電常數(shù)為3.4左右，介電損耗為10-3數(shù)量級，介電強度為100－300kV/mm。引入氟，或?qū)⒖諝饧{米尺寸分散在聚酰亞胺中，介電常數(shù)可以降到2.5左右。
③ 聚酰亞胺具有良好的機械性能，未填充塑料的抗張強度都在100Mpa以上，均苯型聚酰亞胺的薄膜（Kapton）為170Mpa以上，而聯(lián)苯型聚酰亞胺（Upilex S）達到400Mpa。作為工程塑料，彈性膜量通常為3－4Gpa，纖維可達到200Gpa，據(jù)理論計算，均苯二酐和對苯二胺合成的纖維可達500Gpa，僅次于碳纖維。
④ 聚酰亞胺的熱膨脹系數(shù)在2×10-5－3×10-5℃，廣成熱塑性聚酰亞胺3×10-5℃，聯(lián)苯型可達10-6℃，個別品種可達10-7℃。
⑤ 聚酰亞胺具有很高的耐輻照性能，其薄膜在5×109rad快電子輻照后強度保持率為90％。
⑥ 聚酰亞胺是自熄性聚合物，發(fā)煙率低。
2．2、其次在軸承與潤滑上采用以下新技術(shù)和新材料
為了提高電動機使用，經(jīng)過廣泛調(diào)查，高壓電動機的軸承故障很高，關(guān)鍵在潤滑，潤滑不良軸承磨損事故頻發(fā)，按現(xiàn)代潤滑理論，充分潤滑是軸承工作的關(guān)鍵問題；通過嚴格的科學(xué)實踐驗證，才能正確選擇和采用優(yōu)質(zhì)潤滑材料，在軸承的摩擦付之間建立足夠強度的油膜。潤滑脂在軸承摩擦付之間維持微磨損，潤滑脂中的添加劑可以對輕微磨損及時修補、拋光。由于降低了軸承磨損，再加上油脂的抗氧化、抗水解的特殊性能，油脂內(nèi)部基油分子之間的動態(tài)損耗小，這樣的油脂可以大大延長軸承的加油周期，延長軸承的壽命。
2．3、本電動機按國際的緊湊型電動機設(shè)計。機座、端蓋和軸承蓋采用球墨鑄鐵。定轉(zhuǎn)子沖片采用D470硅鋼片。電動機采用雙風(fēng)葉全封閉冷卻系統(tǒng)。
3、新工藝
本電動機按國際的鐵心制造工藝制造沖片和定轉(zhuǎn)子鐵心；采用有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的拓撲線圈張形機張形，在張形過程中不敲不打不損傷匝間絕緣。采用高真空度的真空壓力浸漆和旋轉(zhuǎn)烘焙工藝。采用動態(tài)封閉凈化的潤滑脂加油工藝。在關(guān)鍵工藝上與國際工藝相比毫不遜色。
聚酰亞胺（PI）是指分子鏈中含有酰亞胺鍵的芳雜環(huán)高分子化合物。由于構(gòu)架中含有芳香環(huán)，而且具有鍵能很強的—C—N—結(jié)構(gòu)，故聚合物具有更高的熱穩(wěn)定性。PI具有很高的玻璃化溫度（Tg）、顯著的耐高溫性能、固有的阻燃性和高耐輻射性。它作為芳香環(huán)特種工程塑料，在耐熱性塑料中占有十分重要的地位，是目前特種工程塑料中耐熱性的品種之一。下面是聚酰亞胺性能的一些情況：
① 全芳香聚酰亞胺按熱重分析，其開始分解溫度一般都在500℃左右。具有良好的溫度特性，能夠在-200℃—+260℃的溫度范圍中長期使用。
② 聚酰亞胺具有良好的介電性能，介電常數(shù)為3.4左右，介電損耗為10-3數(shù)量級，介電強度為100－300kV/mm。引入氟，或?qū)⒖諝饧{米尺寸分散在聚酰亞胺中，介電常數(shù)可以降到2.5左右。
③ 聚酰亞胺具有良好的機械性能，未填充塑料的抗張強度都在100Mpa以上，均苯型聚酰亞胺的薄膜（Kapton）為170Mpa以上，而聯(lián)苯型聚酰亞胺（Upilex S）達到400Mpa。作為工程塑料，彈性膜量通常為3－4Gpa，纖維可達到200Gpa，據(jù)理論計算，均苯二酐和對苯二胺合成的纖維可達500Gpa，僅次于碳纖維。
④ 聚酰亞胺的熱膨脹系數(shù)在2×10-5－3×10-5℃，廣成熱塑性聚酰亞胺3×10-5℃，聯(lián)苯型可達10-6℃，個別品種可達10-7℃。
⑤ 聚酰亞胺具有很高的耐輻照性能，其薄膜在5×109rad快電子輻照后強度保持率為90％。
⑥ 聚酰亞胺是自熄性聚合物，發(fā)煙率低。
2．2、其次在軸承與潤滑上采用以下新技術(shù)和新材料
為了提高電動機使用，經(jīng)過廣泛調(diào)查，高壓電動機的軸承故障很高，關(guān)鍵在潤滑，潤滑不良軸承磨損事故頻發(fā)，按現(xiàn)代潤滑理論，充分潤滑是軸承工作的關(guān)鍵問題；通過嚴格的科學(xué)實踐驗證，才能正確選擇和采用優(yōu)質(zhì)潤滑材料，在軸承的摩擦付之間建立足夠強度的油膜。潤滑脂在軸承摩擦付之間維持微磨損，潤滑脂中的添加劑可以對輕微磨損及時修補、拋光。由于降低了軸承磨損，再加上油脂的抗氧化、抗水解的特殊性能，油脂內(nèi)部基油分子之間的動態(tài)損耗小，這樣的油脂可以大大延長軸承的加油周期，延長軸承的壽命。
2．3、本電動機按國際的緊湊型電動機設(shè)計。機座、端蓋和軸承蓋采用球墨鑄鐵。定轉(zhuǎn)子沖片采用D470硅鋼片。電動機采用雙風(fēng)葉全封閉冷卻系統(tǒng)。
3、新工藝
本電動機按國際的鐵心制造工藝制造沖片和定轉(zhuǎn)子鐵心；采用有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的拓撲線圈張形機張形，在張形過程中不敲不打不損傷匝間絕緣。采用高真空度的真空壓力浸漆和旋轉(zhuǎn)烘焙工藝。采用動態(tài)封閉凈化的潤滑脂加油工藝。在關(guān)鍵工藝上與國際工藝相比毫不遜色。
