用于部件浸润研究的试验装置、控制方法 |
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| 申请号 | CN201610877233.9 | 申请日 | 2016-09-30 | 公开(公告)号 | CN106483044B | 公开(公告)日 | 2017-11-07 |
| 申请人 | 北京金风科创风电设备有限公司; | 发明人 | 马盛骏; 马万顺; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种磁极部件、 纤维 增强材料 及其试验装置、控制方法，该试验装置包括：容器具有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内部并部分位于所述粘接剂放置腔内部；粘接剂加热部件用于对粘接剂进行加热；粘接剂 温度 传感器 ，用于测量粘接剂的温度； 控制器 ，根据所述粘接剂温度传感器所检测的温度 信号 开启或者关闭所述粘接剂加热部件，以维持所述粘接剂放置腔中粘接剂处于预设温度；通过本发明所提供的试验装置可以提前获得永磁 电机 磁极防护成型注胶工艺中玻璃纤维增强材料或磁极部件与粘接剂两者的最佳配合温度组合，有利于获得防护覆层成型 质量 控制的关键影响因素的数据。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于部件浸润研究的试验装置，其特征在于，包括以下部件： |
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| 说明书全文 | 用于部件浸润研究的试验装置、控制方法技术领域背景技术[0003] 请参考图1，图1为永磁电机的永磁磁极局部结构示意图。 [0004] 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。 [0005] 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。 [0006] 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。 [0007] 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。 [0008] 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[0009] 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： [0010] 容器，内部设有用于盛装粘接剂的粘接剂放置腔； [0011] 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； [0012] 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； [0014] 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； [0016] 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。 [0017] 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。 [0018] 即通过本发明所提供的试验装置可以提前获得永磁电机磁极防护成型工艺生产过程注胶工艺中纤维增强材料和磁极部件的最佳粘接剂温度，有利于获得防护覆层的成型质量控制的关键影响因素的数据。 [0019] 可选的，还包括部件加热器和部件温度传感器； [0020] 所述部件加热器，设置于所述被测试部件的内部，用于对所述被测试部件的被覆表面进行加热； [0021] 所述部件温度传感器，用于测量所述被测试部件与粘接剂接触的的表面温度； [0022] 所述控制器还进一步控制所述部件加热器进行工作，使被测试部件处于不同温度，获取所述被测试部件和所述粘接剂之间的粘接层处于不同温度梯度下的弯月面信息，根据所述弯月面信息计算相应接触角，获得最小接触角对应的被测试部件温度和粘接剂温度。 [0023] 可选的，所述部件加热器预先埋设于所述被测试部件内部；所述部件温度传感器包括感温部和传导部，所述感温部用于测温，且至少部分贴靠所述被测试部件的被覆表面；所述传导部埋设于所述被测试部件内部，其一端连接所述感温部，另一端穿出所述被测试部件内部连接所述控制器。 [0024] 可选的，还包括内部温度传感器，设置于所述被测试部件的内部，用于检测所述被测试部件的内部温度。 [0025] 可选的，所述定位部件包括以下部件： [0028] 可选的，所述容器包括底壁、周壁和顶壁，所述底壁、周壁和顶壁围合形成容腔，所述粘接剂放置腔为所述容腔的部分；还包括拉绳或拉杆，所述拉绳或拉杆的下端连接所述被测试部件的上端部，所述拉绳或拉杆的上端穿过所述顶壁开设的通孔连接所述杠杆的相应端部。 [0029] 可选的，还包括动力部件，所述动力部件用于驱动所述容器绕其中心竖直轴线旋转。 [0030] 可选的，所述粘接剂加热部件为均布于所述粘接剂放置腔内部的加热网；或者/和， [0031] 所述粘接剂加热部件内置于所述容器内壁中，所述粘接剂加热部件的接线端露置于所述容器的外部。 [0032] 可选的，所述采集部件所获取的弯月面信息为弯月面图像或视频，所述采集部件的信号输出端口连接所述控制器的信号输入端，将所述弯月面图像或视频传送到所述控制器，所述控制器对所述弯月面图像或视频进行图像处理或视屏处理获得粘接剂与所述被测试部件之间的接触角。 [0034] 所述摄像装置用于获取弯月面图像； [0035] 所述显微镜用于将所述摄像装置获取的弯月面图像进行放大； [0036] 所述图像采集卡接收经所述显微镜放大后的弯月面图像，并根据所述控制器设定的采样速率将弯月面图像清晰显示于显示屏。 [0037] 可选的，所述部件加热器为加热丝，所述被测试部件为纤维增强材料，其由所述加热丝与纤维共同编织形成，并且所述加热丝包裹于纤维内部；所述试验装置还包括悬吊骨架，所述玻璃纤维平展定位于所述悬吊骨架上，所述悬吊骨架的上端连接所杠杆。 [0038] 可选的，所述被测试部件为磁极部件。 [0040] 所述外壳设有连通所述隔热腔的进口和出口，所述进口和出口可连接于外部隔热介质回路。 [0041] 可选的，所述粘接剂温度传感器设置于所述粘接剂与所述被测试部件所形成的粘接层边界位置。 [0042] 可选的，所述容器的容腔进一步包括气腔，所述气腔位于所述粘接剂放置腔的周围或者位于所述粘接剂放置腔的上方，所述气腔用于充注满足试验条件的气体。 [0043] 此外，本发明还提供了一种上述任一项试验装置的控制方法，包括： [0044] 控制粘接剂的温度和被测试部件的表面温度，从而控制所述粘接剂与所述被测试部件之间粘接层的温度梯度； [0045] 获取若干组在不同所述温度梯度下所述粘接剂与被测试部件之间形成的接触角；并以最小接触角对应的被测试部件温度和粘接剂温度作为形成防护覆层的控制参数。 [0046] 可选的，各所述温度梯度下的所述接触角通过以下方式获取：获取所述被测试部件和所述粘接剂之间形成的弯月面信息，根据所述弯月面信息计算接触角。 [0047] 可选的，所述弯月面信息为通过摄像装置所获取的弯月面图像或视频。 [0048] 另外，本发明还提供了一种磁极部件，包括磁体本体，还包括以下部件： [0049] 部件加热器，设置于所述磁体本体的内部，用于对所述磁体本体进行加热； [0050] 部件温度传感器，用于测量所述磁体本体的表面温度。 [0051] 可选的，所述部件加热器均匀成型于所述磁体本体内部，并且靠近所述磁体本体的表面设置。 [0052] 可选的，所述部件加热器的外表面包裹有绝缘材料。 [0053] 可选的，所述部件加热器为加热丝或者加热棒，或者液体加热管路。 [0054] 可选的，所述部件加热器在磁体本体内部形成为一根连续的电热元件，或者，是在磁体本体内部由电热元件构成的网状结构。 [0055] 可选的，所述部件温度传感器包括感温部和传导部，所述感温部用于测温，且至少部分贴靠所述磁体本体的外表面；所述传导部埋设于所述磁体本体内部，其一端连接所述感温部，另一端露置于所述磁体本体外部。 [0056] 可选的，还包括内部温度传感器，设置于所述磁体本体的内部，用于检测所述磁体本体的内部温度。 [0057] 可选的，还包括湿度传感器，所述湿度传感器的感湿件成型于所述磁体本体的表面，所述湿度传感器的感湿度件引线成型在所述磁体本体的内部。 [0058] 再者，本发明还提供了一种纤维增强材料，包括纤维本体，还包括以下部件： [0059] 部件加热器，设置于所述纤维本体的内部，用于对所述纤维本体进行加热； [0060] 部件温度传感器，用于测量所述纤维本体的表面温度。 [0061] 可选的，所述部件加热器均匀包裹于所述纤维增强材料内部，并且靠近所述纤维增强材料的表面设置。 [0062] 可选的，所述部件加热器为加热丝，所述纤维本体包括若干根纤维，所述加热丝与纤维共同编织形成纤维增强材料，并且所述加热丝被纤维包裹。 [0063] 可选的，所述部件温度传感器包括感温部和传导部，所述感温部用于测温，且至少部分贴靠纤维增强材料的外表面；所述传导部埋设于所述纤维本体内部，其一端连接所述感温部，另一端露置于所述纤维本体外部。 [0065] 图1为永磁电机的永磁磁极局部结构示意图； [0066] 图2为本发明一种实施例中用于部件浸润研究的试验装置的结构示意图； [0067] 图3为不同粘接剂温度下配重部件随时间变化规律曲线； [0068] 图4为磁极部件的结构示意图； [0069] 图5为本发明另一种实施例中试验装置的结构示意图； [0070] 图6为图5中A处放大图； [0071] 图7为顶壁为穹顶时粘接剂混合时的流动方向示意图； [0072] 图8为试验装置的结构简图； [0073] 图9为本发明提供的一种控制方法的流程图。 [0074] 其中，图1中： [0075] 磁轭壁1、压条2、磁极部件3、螺栓4、防护覆层6； [0076] 图2至图8中： [0077] 容器10、底壁101、周壁102、顶壁103、外壳104、进口104a、出口104b、内壳105； [0078] 粘接剂温度传感器11； [0079] 粘接剂加热部件12、加热网121、接线端121a、加热丝122； [0080] 纤维增强材料13、横向纤维131、纵向纤维132； [0081] 悬吊骨架14、下端定位筋141、中间定位筋142、上端定位筋143； [0082] 加热丝15、电接线端或液体管路的接入端15a； [0083] 部件温度传感器16、热电偶丝161、热电偶感温段162； [0084] 配重部件17； [0085] 支架18；杠杆19； [0086] 脱粘材料层20； [0087] 旋转轴21； [0088] 控制器22； [0089] 内部温度传感器23、信号线23a； [0090] 立体显微镜31、图像采集卡32、摄像装置33； [0091] 磁极部件40、磁体本体41； [0092] 粘接剂100。 具体实施方式[0093] 针对背景技术中指出的“在实际模塑形成过程中存在许多微裂纹等缺陷导致防护覆层的机械性能降低”技术问题，本发明对防护覆层形成的各个阶段进行了深入研究和探索。 [0094] 防护覆盖层主要通过注胶工艺和固化工艺成型，其中在注胶工艺中所使用的设备主要包括：真空泵、真空泵压力调节阀、缓冲罐(粘接剂收集器)、粘接剂储存罐和连接软管。在真空泵的作用下，粘接剂储存罐中粘接剂通过软管逐渐充注至真空袋的内部。如背景技术所述，粘接剂(树脂类)真空灌注模腔，树脂自真空袋一端进入沿轴向向另一端流动的同时浸渍纤维增强材料、填充磁极部件与磁轭壁之间缝隙、磁极部件与压条之间缝隙、覆盖压条以及磁极部件表面，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。 [0095] 本发明发现影响防护覆盖层成型质量除粘接剂自身配比因素外，还有其他因素，例如粘接剂的温度、真空袋内部的纤维增强材料、磁极部件等与粘接剂接触部件的温度、材质等均影响防护覆盖层成型。 [0096] 如何根据具体纤维增强材料、磁极部件，设定合适的粘接剂温度，以进一步提高防护覆盖层的成型质量，本发明进行了深入研究，并在研究的基础上提出了以下技术方案。 [0097] 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。 [0098] 请参考图2，图2为本发明一种实施例中用于部件浸润研究的试验装置的结构示意图。 [0099] 本发明的实施例提供了一种用于部件浸润研究的试验装置，包括容器10，容器10可以具有围成封闭结构的容腔，容器10内部具有粘接剂放置腔，粘接剂放置腔用于盛装液体粘接剂100，粘接剂放置腔可以为容器10内部容腔的一部分，也可以相对容器10独立，即粘接剂放置腔由独立部件形成，放置于容器10的容腔中。一般地，容器10包括底壁101、周壁102和顶壁103，三者围成盛装粘接剂100的容腔，粘接剂放置腔为容腔的部分空间。 [0100] 试验装置还包括定位部件，定位部件用于将被测试部件定位于容器10内部的相应位置，并且进行试验时被测试部件的部分位于粘接剂放置腔内部与粘接剂接触。 [0101] 试验装置还包括粘接剂加热部件12、粘接剂温度传感器11、采集部件和控制器22。粘接剂加热部件12设置于粘接剂放置腔内部或者粘接剂放置腔外部，用于对粘接剂100进行加热。即粘接剂加热部件12可以设置于粘接剂放置腔的内部，直接对粘接剂100进行加热，也可以设置于粘接剂放置腔的外部，间接对粘接剂100进行加热。粘接剂温度传感器11用于测量粘接剂放置腔内部粘接剂100的温度，粘接剂温度传感器11可以设置于粘接剂放置腔的底壁101上。 [0102] 采集部件用于获取被测试部件与粘接剂之间形成的弯月面信息，弯月面形成于被测试部件与粘接剂之间的接触界面，部分粘接剂自粘接剂的液面向被测试部件表面向上爬升的曲面。 [0103] 其中，弯月面上缘切线方向与竖直线的夹角为接触角。 [0104] 控制器22用于控制粘接剂加热部件12工作，使粘接剂处于不同温度，根据所获取的不同温度下的弯月面信息计算相应的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。 [0105] 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13(例如玻璃纤维增强材料)或磁极部件40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100，粘接剂温度传感器11可以将粘接剂100的实时温度反馈至控制器22，控制器22可以进一步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，最后获得最小接触角所对应的粘接剂温度。 [0106] 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100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100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，浸润效果越好。 [0107] 即通过本发明所提供的试验装置可以提前获得永磁电机的永磁磁极防护成型注胶工艺中纤维增强材料13和磁极部件40的最佳粘接剂温度，有利于获得防护覆层的成型质量。 [0108] 在上述研究的基础上，本发明进一步发现：浸润时控制纤维增强材料的温度和磁极部件40的温度，使被覆材料(被测试部件)与粘接剂100的温度达到较好的匹配，可以进一步优化粘接剂100与被测试部件的接触角。故本发明将试验装置进行了进一步改进。 [0109] 进一步地，试验装置还可以包括部件加热器和部件温度传感器16；部件加热器，设置于被测试部件的内部，用于对该被测试部件的被覆表面进行加热；部件加热器优选为预先埋设于被测试部件的加热丝15，该加热丝15用于对被测试部件进行加热，以被测试部件为玻璃纤维增强材料为例，玻璃纤维增强材料包括纤维本体和加热丝15，纤维本体进一步包括纵向纤维132和横向纤维131，纵向纤维132、横向纤维131和加热丝15共同编织形成玻璃纤维增强材料，加热丝15可以均匀被包覆于玻璃纤维增强材料的内部，电接线端的接入端15a自玻璃纤维增强材料的上部伸出，以方便连接外部电路。 [0110] 加热丝15包裹于纤维内部，即数根纤维包裹加热丝15，这样加热丝不被暴露，不会与粘接剂直接接触，不改变增强材料表面性状，即表面的粗糙程度、疏密程度，进而加热丝不影响纤维增强材料整体与粘接剂之间的接触状况。 [0111] 请参考图4，图4为磁极部件40的结构示意图。 [0112] 同理，当被测试部件为磁极部件40时，磁极部件40在预制时可以将部件加热器埋设于磁极材料内部。具体地，磁极部件40可以包括磁体本体41，磁体本体41主要由冶金粉末制作，与现有技术中磁钢的成分相同，在此不做过多介绍。本发明中的磁极部件40还包括如上所述的部件加热器和部件温度传感器，部件加热器设置于磁体本体41的内部，用于对磁体本体41进行加热。 [0113] 部件加热器可以为加热丝，也可以为加热棒或加热管。在磁体本体41预制，即冶金粉末压制时，就将部件加热器埋设于磁体本体41的内部。 [0114] 当然，为了使磁体本体41的外表面尽量受热均匀，加热丝或者加热管可以均匀成型于磁体本体41内部，并且靠近磁体本体41的表面设置，也有利于快速对磁体本体41进行加热。电接线端或液体管路的接入端15a自磁体本体41内部伸至外部连接外部加热源。 [0115] 部件加热器在磁体本体41内部形成为一根连续的电热元件，有利于产热分布均匀。或者，部件加热器是在磁体本体41内部由电热元件构成的网状结构，网状结构产热启动速度快，且有利于产热分布均匀。网状结构可以构成多路并联。 [0116] 部件加热器设置于磁体本体41内的方式很多，在此不做一一列举。 [0117] 并且，部件加热器的外表面可以包裹有绝缘材料，避免部件加热器与磁体本体41导电。 [0118] 进一步地，磁极本体41内部还包括湿度传感器，湿度传感器的感湿件成型于所述磁体本体41的表面，湿度传感器的感湿度件引线成型在所述磁体本体41的内部。引线成型于内部可以不改变磁体本体的表面状况。 [0119] 同理，部件温度传感器16用于测量被测试部件的表面温度，部件温度传感器16可以设置于被测试部件的表面，也可以埋设于被测试部件的内部。 [0120] 同样以纤维增强材料和磁极部件40为例，部件温度传感器用于测量纤维本体或磁体本体41的表面温度部件。具体地，温度传感器包括感温部和传导部，感温部用于测温，且至少部分贴靠纤维本体或磁体本体41的外表面；传导部埋设于磁体本体41内部，其一端连接感温部，另一端露置于磁体本体41外部。 [0121] 控制器22还进一步控制部件加热器进行工作使被测试部件处于不同温度，获取的被测试部件和所述粘接剂之间的粘接层处于不同温度梯度下的弯月面信息，根据弯月面信息计算相应接触角，获得最小接触角对应的被测试部件温度和粘接剂温度。 [0122] 具体地，上述部件温度传感器的传导部与外部连接的端部可以自被测试部件的内部穿出进而连接控制器22。具体地，部件温度传感器16可以为热电偶传感器，包括热电偶丝161和热电偶感温段162，热电偶感温段162测量位于粘接剂内部的被测试部件的表面温度。 [0123] 该实施方式中，部件温度传感器16可以将被测试部件的表面温度传递至控制器22，控制器22可以控制埋设于被测试部件的部件加热器对被测试部件进行加热。试验证实，同一被测试部件在相同粘接剂温度下，其自身表面温度不同，接触角是不相同的。以被测试部件为玻璃纤维增强材料为例，下表给出了同一粘接剂温度，不同被覆表面温度下，玻璃纤维增强材料与粘接剂100的接触角： [0124] 表1玻璃纤维增强材料和粘接剂不同温度下的接触角 [0125]玻璃纤维增强材料表面温度(℃) 20 30 40 50 粘接剂温度(℃) 30 30 30 30 接触角(°) 56 52 40 34 [0126] 进一步地，上述各实施例的试验装置还可以包括内部温度传感器23，设置于被测试部件的内部，用于检测被测试部件的内部温度。内部温度传感器23的信号线23a的信号输出端可以与控制器的信号输入端连接，控制器将内部温度传感器检测的温度显示于显示屏，这样试验人员有利于进一步根据内部温度传感器所检测的温度了解部件加热器的加热功率及部件加热器的加热功率与被测试部件的表面温度之间的关系，有利于获得从被测试部件的内部到外表面的热扩散速率，以及受外部粘接剂温度的影响程度。 [0127] 进一步地，本发明中的定位部件可以包括杠杆19，杠杆19可围绕一固定支点转动，杠杆19的一端部悬置有位于粘接剂放置腔内的被测试部件，另一端设置有配重部件17，配重部件17用于平衡被测试部件的受力以使杠杆19处于平衡位置。 [0128] 本发明中的杠杆优选等臂杠杆19，这样便于后续计算的方便。需要说明的是，被测试部件在粘接剂放置腔中的受力包括重力和粘接剂100给予向上的浮力，对于等臂杠杆19，杠杆19平衡时配重部件17的重量即为被测试部件的浮力和润湿力的矢量和。配重部件17可以为标有具体数值的砝码块。 [0129] 对于自身重量比较轻的被测试部件，一般还额外设置有悬吊骨架，纤维增强材料13平展定位于悬吊骨架14上，该悬吊骨架14的上端连接杠杆19。具体地，悬吊骨架14至少包括上端定位筋143、下端定位筋141、中间定位筋142，通过各定位筋将纤维增强材料13平展定位。在试验时，纤维增强材料13与粘接剂100表面接触段位于下端定位筋141和中间定位筋142之间，即下端定位筋141一般位于纤维增强材料13的末端淹没于粘接剂100内部。 [0130] 请参考图3，图3为不同粘接剂温度下配重部件随时间变化规律曲线。 [0131] 试验证实，被测试部件在逐渐浸润的过程中，杠杆19并非始终处于平衡，要维持杠杆19平衡配重部件17的变化规律如图3所示，其中图中曲线S1为粘接剂温度为TB所对应变化曲线；曲线S2为粘接剂温度为TA所对应变化曲线，其中TA大于TB。配重部件17的重量先减小，然后再逐渐上升直至变为定值。也就是说，粘接剂放置腔中的粘接剂100的粘度是变化的，以曲线S1为例，在0至τ0过程中，粘稠度下降，其中粘接剂粘度降低到最小值的时刻，适合流动的最好状态，也最利于浸渍和浸润增强材料的缝隙和磁性部件的表面；在τ0至τ1过程中，粘稠度上升。并且从图中可以看出当配重部件的质量重新达到m0后，配重部件的重量单位变化率加快，即粘接剂的粘度急剧增加。 [0132] 并且，通过以上试验所绘制的曲线可以看出，τ2大于τ1，即曲线S2表达了粘接剂粘度降低到最小值的时刻要迟于S1，也就是说粘接剂温度越高，粘度降低到最小值的时刻。 [0133] 从以上试验可以得出，一定粘接剂温度下，粘度由稀变稠、流动性降低到一定程度的时限范围，在允许的时限范围内完成粘接剂注入、缝隙填充、对玻璃纤维布的浸渍、对永磁磁极部件40的浸润，进而得出合理的注胶时间。 [0134] 以上各实施例中，试验装置还可以包括支撑于地面或试验台的支架18，杠杆19的固定支点形成于支架18的顶部，也就是说，杠杆19支撑于支架18的顶部，并可围绕支架18顶部转动。 [0135] 杠杆19支架18设置于粘接剂放置腔的外部，安装比较方便。杠杆19可以通过拉绳或者拉杆部件连接被测试部件，即拉绳或拉杆的下端连接被测试部件的上端部，上端穿过粘接剂放置腔顶壁开设的通孔连接杠杆19的相应端部。 [0136] 上述各实施例的试验装置还可以包括动力部件，动力部件用于驱动容器10围绕其中心竖直轴线旋转。具体地，容器10的底壁101可以固定在平台上，动力部件驱动平台转动，从而实现容器10的旋转。动力部件可以为电机，因该试验装置的体积不大，电机的功率也相对比较低，可以通过蓄电池驱动。当然动力部件也可以为液压泵、马达等部件，对于动力部件的具体结构形式本发明不做具体限定，只要能实现容器10的旋转即可。虽然图2中仅示出了与动力部件连接的旋转轴21，未示出动力部件，但是并不阻碍本领域内技术人员对本发明技术方案的理解。 [0137] 这样，在初始状态，可以利用动力部件带动容器10旋转，将容器10内部的粘接剂100和固化剂混合均匀，然后再将被测试部件定位于粘接剂放置腔合适位置进行浸润试验。 [0138] 请再次参考图2并结合图7，图7为顶壁为穹顶时粘接剂100混合时的流动方向示意图。 [0139] 容器10的顶壁内表面为穹型，当粘接剂100混合物爬升至穹型内壁的预定位置时，在重力的作用下将会向下跌落至粘接剂放置腔的内部，即粘接剂100流动形态有圆周方向旋转又叠加有上下往复翻滚，有利于粘接剂和固化剂的快速混合。 [0140] 在一种优选的实施方式中，粘接剂加热部件12为均布于粘接剂放置腔内部的加热网，这样有利于对粘接剂100进行均匀快速加热。 [0141] 当然，粘接剂加热部件12还可以为内置于容器10内壁中的加热丝122，加热丝的122的接线端和加热网121的接线端121a露置于容器10的外部。 [0142] 粘接剂放置腔内部布置加热网121和容器10内壁布置加热丝122可以择一设置，也可以两者均设置，起到相辅相成的作用。 [0143] 上述各实施例中的试验装置的采集部件所获取的弯月面信息可以为弯月面图像或视频，采集部件的信号输出端口连接控制器22的信号输入端，将弯月面图像或视频传送到控制器22，控制器22对弯月面图像或视频进行图像处理或视频处理获得粘接剂与被测试部件之间的接触角。 [0144] 该实施例中，采集部件可以精确、快速获得接触角，提高试验效率及试验结果分析的准确性。 [0145] 请参考图5，图5为本发明另一种实施例中的结构示意图；图6为图5中A处放大图。 [0146] 在一种具体实施例中，采集部件包括摄像装置33、显微镜31和图像采集卡32。摄像装置33用于获取弯月面图像；显微镜31用于将摄像装置33获取的弯月面图像进行放大，可以为立体显微镜；图像采集卡32接收经显微镜31放大后的弯月面图像，并根据控制器22设定的采样速率将弯月面图像清晰显示于显示屏。 [0147] 图像采集卡32可以为高速图像采集卡，摄像装置可以为CCD摄像头，显微镜31可以为立体显微镜。高速CCD图像采集系统的CCD摄像头与立体显微镜31相连并与隔热腔体对接，观察记录腔体内试验过程，图像采集卡32将粘接剂100(树脂)-空气弯月面显微放大后的图像或视频传输到控制器22，控制器22内设自编软件实时显示和采集，图像的放大倍数根据试验要求可调节，动态接触角采用对弯月面直接量角获得。 [0148] 如图6示出了磁极部件40在TA和TB温度下静态接触角θa和静态接触角θb，液体表面张力σa和σb。其中静态接触角为：固体被测试部件竖直立于液体中，毛细作用使固体被测试部件的两侧出现弯月面，弯月面的切线与竖直方向的夹角。当薄板以恒定速度v向下插入(或相反)液槽弯月面将降低并最终保持稳定形状，相应接触角为动态接触角；动态接触角大于静态接触角，并随着薄板速度v的增大而增大。通常磁极部件40侧面(左侧面、右侧面)宽度是正面(或背面)宽度的10倍以上，磁极部件40正面(或背面)边界对磁极部件40侧面(左侧面、右侧面)弯月面的影响可忽略。 [0149] 本发明中上述磁极部件的左侧面、右侧面是以图4中部件位置为参考而定义，左侧面和右侧面是两个表面积最大的面。 [0150] 磁极部件40部分浸入到粘接剂100(树脂和固化剂)中，磁极部件40另一端挂在杠杆19上，测定磁极部件40脱离液面时所需的最大拉力，它等于磁部件在空气中的重量加上粘接剂100在磁极部件40表面产生的润湿力L cosθσ，其中σ为液体表面张力。 [0151] 图5中磁极部件40处于平衡状态时，F-Mg＝Lσcosθ－Fb [0152] 其中，F为天平拉力； [0153] Mg为磁极部件40重力； [0154] Fb为浮力； [0155] Lσcosθ为润湿力 [0156] Fb＝ρgSh； [0157] L为待测固体润湿周长； [0158] θ为接触角； [0159] σ为液体表面张力； [0160] ρ为液体密度； [0161] S为固体底面积； [0162] H为固体浸入液体深度。 [0163] 由此通过测力的方法计算出接触角，当三相接触线以恒定的速率前进(均匀小质量增加砝码)和后退(均匀小质量减少砝码，)时，测量动态接触角为:θ＝arcos[(F+Fb)/(L·σ)]。砝码质量可以制造的较小，可以做到匀速添加或减少。 [0164] 为了尽量降低上述试验中能量的损失，上述试验装置的的容器10具有外壳104和内壳105，粘接剂放置腔形成于内壳105内部，外壳104和内壳105之间形成隔热腔，隔热腔盛装有隔热材料。 [0165] 或者，外壳104设有连通隔热腔的进口104a和出口104b，进口104a和出口104b可连接于外部隔热介质回路，外部隔热介质回路中的隔热介质可以为气体，也可以为液体。 [0166] 隔热材料或者隔热介质有利于隔离内壳和外部环境，隔热材料和隔热介质可以有效隔断内壳内部与外部环境之间的热量传递，尤其当该试验装置应用于温度比较低的环境时，该容器10可以大大提高试验效率。 [0167] 另外，容器10的粘接剂放置腔还可以进一步包括气腔，气腔位于粘接剂放置腔的周围或者位于粘接剂放置腔的上方，气腔用于充注满足试验条件的气体，这样气腔中充注湿润气体或者干燥气体，以模拟实际工艺环境。尤其，可以模拟现实工艺条件磁极部件40从干燥存放环境进入安装工序后，安装环境湿度对粘接剂100影响的试验装置，验证潮湿环境对粘接附着力接触角影响。 [0168] 为了便于试验人员直观观察容器10内粘接剂100与被测试部件的浸润情况，容器10可以局部或者全部使用透明材料制作。 [0169] 当然，为了尽量降低粘接剂100混合物与粘接剂放置腔内壁的摩擦，粘接剂放置腔内壁还可以设置一层由脱粘材料形成的脱粘材料层20。 [0170] 本发明中的试验装置可以通过对被测试部件(例如玻璃纤维增强材料和磁极部件40)加热，调节被测试材料的表面能，并且还可以调整与被测试部件接触的粘接剂等液体的温度、粘度和表面能，寻求粘接剂100浸润被测试部件效果好的温度。即本发明中所提供的试验装置能够主动控制磁极部件40、玻璃纤维增强材料单独或共同与粘接剂接触时的固—液接触面温差。 [0171] 一般地，与被测试部件起粘接作用的粘接剂为处于被覆表面预定间距内的粘接剂，本领域内将该预定间距范围内的粘接剂定义为粘接层c。 [0172] 请综合参考图8，图8为试验装置的结构简图。 [0173] 上述各实施例中，粘接剂温度传感器11可以设置于粘接剂与被测试部件所形成的粘接层c边界位置。这样可以准确确定被测试部件和粘接剂二者形成的温度梯度。 [0174] 需要说明的是，温度梯度为被测试部件表面温度与粘接剂温度之差与粘接层厚度的比值。粘接层厚度在毫米级，例如2mm以内。 [0175] 请参考图9，图9为本发明提供的一种控制方法的流程图。 [0176] 在上述试验装置的基础上，本发明还提出了一种控制方法，具体包括： [0177] S1、控制粘接剂的温度和被测试部件的表面温度，从而控制所述粘接剂与所述被测试部件之间粘接层的温度梯度； [0178] S2获取若干组在不同所述温度梯度下所述粘接剂与被测试部件之间形成的接触角；并以最小接触角对应的被测试部件温度和粘接剂温度作为形成防护覆层的控制参数。 [0179] 一般地，选择最小静态接触角所对应的粘接剂温度和被测试部件的接触界面温度作为实际注胶工况的注入真空袋内部胶温度和玻璃纤维增强材料或磁极部件40的表面温度。 [0180] 如上所述各温度梯度下接触角可以通过获取被测试部件和粘接剂之间形成的弯月面信息，根据弯月面信息计算接触角。 [0181] 本文试验研究的结果对于永磁电机磁极防护覆层成型工艺具有指导意义，即借助上述试验方法寻求纤维增强材料13、磁极部件40(磁钢)最适合粘接剂100浸润的相互间温度及其测量新方法、干燥程度(或相对湿度)创造了试验条件必备的客观物质可调节的表面状态。 [0182] 以上仅针对被测试部件为磁极部件40、纤维增强材料13为例，介绍了试验装置的有益效果，当然，本发明所提供的试验装置还可以应用于其他被测试部件。 [0183] 以上对本发明所提供的一种磁极部件、纤维增强材料及其试验装置、控制方法进行了详细介绍。本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。 |
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