[发明专利]用于部件浸润研究的试验装置、控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及永磁电机磁极防护成型工艺生产过程粘接剂填充固化技术领域，特别涉及一种磁极部件、纤维增强材料及其试验装置、控制方法。

背景技术

永磁电机是以磁场为媒介进行机械能和电能相互转换的电磁装置，其广泛应用于各种场所。其中永磁电机的永磁材料磁性是影响永磁电机发电性能的重要因素之一。

请参考图1，图1为永磁电机的永磁磁极局部结构示意图。

永磁电机的永磁磁极包括磁轭壁1、压条2、磁极部件3，磁轭壁1一般为圆筒壁，预加工好的压条2使用螺栓4等紧固件安装于磁轭壁1的内周壁，压条2沿轴向延伸，并且沿周向均布有若干压条2，压条2的位置固定后，再将磁极部件3沿轴向推至相邻压条2之间相应位置，压条2的横截面一般为梯形，即压条2的两侧壁为梯形斜面，沿径向磁极部件3被限位于相邻压条2形成的梯形空间内部。磁极部件3为永磁材料，永磁材料的主要成分为钕铁硼，钕铁硼中的铁和钕比较容易氧化，引起磁性能变化，故为了尽量避免外界环境对于磁极部件3磁性能的影响，一般在磁极部件3的表面浇注一层防护覆层6，具体工艺详见以下描述。

首先，安装真空袋于磁轭壁1的内壁，真空袋与磁轭壁1形成模腔，压条2、磁极部件3被包覆于模腔内部，一般为了增加防护覆层6的强度，压条2表面还预先铺设有一层纤维增强材料。其次，利用真空泵对模腔抽真空以使增强材料被压实在压条2和磁极部件3表面，并引出磁极部件3表面和磁轭壁1之间的残余空气，再将粘接剂(树脂类)真空灌注模腔，树脂自模腔一端进入沿轴向向另一端流动的同时浸渍纤维增强材料、填充磁极部件3与磁轭壁1之间缝隙、磁极部件3与压条2之间缝隙、覆盖压条2以及磁极部件3表面，待粘接剂充满整个模腔和空隙、缝隙后，再浸润、浸渍模腔内与固体的接触面以控制固化工艺过程形成树脂基增强材料防护覆盖层。

防护覆盖层6虽然在一定程度上对磁极部件3起到很好的保护作用，但是在长期使用过程中，周围环境的水分能够导致纤维及粘接剂基体发生化学变化，引起纤维及基体的性能下降，水分通过扩散可进入防护覆层6与压条2、磁极部件3之间的界面，引起相互粘接的界面剥离，导致材料力学性能的下降。粘接剂在温度和湿度改变的环境下会因胀缩而产生失配变形和失配应力，影响结构的变形和造成材料的损伤。

粘接的界面在模塑形成过程中不可避免存在许多微裂纹等缺陷，在升温膨胀和降温收缩时每个微裂纹的张开、闭合的状态不同，造成了热胀系数的升温、降温过程中的不一致性，裂纹或剥离层面会逐渐增大，降低了防护覆层6的机械性能。并且在使用过程中水分子首先容易侵入防护覆层6内部的自由空间以及孔洞、气泡、微裂纹等微观缺陷处，故初期吸湿较快。

因此，如何提高电机磁极部件表面防护覆层的使用寿命，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于部件浸润研究的试验装置，包括以下部件：

容器，内部设有用于盛装粘接剂的粘接剂放置腔；

定位部件，用于将被测试部件定位于所述容器的粘接剂放置腔以使所述被测试部件的部分置于粘接剂中；

粘接剂加热部件，设置于所述粘接剂放置腔内部或者外部，用于对粘接剂进行加热；

粘接剂温度传感器，用于测量所述粘接剂放置腔内部粘接剂的温度；

采集部件，用于获取所述被测试部件与粘接剂之间形成的弯月面信息；

控制器，用于控制所述粘接剂加热部件工作，使粘接剂处于不同温度，根据获取的不同温度下的弯月面信息计算相应的所述被测试部件与粘接剂之间的接触角，并获得最小接触角对应的粘接剂温度。

这样，本发明所提供的试验装置在使用时，可以先将纤维增强材料或磁极部件等被测试部件通过定位部件置于粘接剂放置腔的适当位置，粘接剂放置腔内部可以盛装一定量的粘接剂，粘接剂温度传感器可以将粘接剂的实时温度反馈至控制器，控制器可以控制粘接剂加热部件开启或关闭使粘接剂处于不同温度，同时采集部件可以获取不同温度条件下弯月面信息并计算相应接触角，最后显示最小接触角所对应的粘接剂温度。

通过该试验装置可以获取不同粘接剂温度下被测试部件与粘接剂的接触角。试验证实，不同粘接剂温度下，同一被测试部件与粘接剂的接触角是不相同的，并且不同被测试部件在同一粘接剂温度下其接触角也是不一样的。根据本试验装置可以确定获得某一被测试部件最佳接触角的粘接剂温度。一般认为，接触角越小，液体对固体的浸润效果越好。