随着科学技术的发展，对高速异步发电机的需求日益增大。电机高速旋转时转子要承受很大的离心力，作为保护转子绕组端部的护环是转子的关键部件，在高速运转的工作状态下，除了要承受本身离心力外，还要承受转子端部绕组的离心力，是高速发电机受力最大的部件之一，因此，对其强度和模量要求都比较高。当转子护环承受的力大于1000MPa时，常用的玻璃纤维无纬绑扎带就很难满足要求，经过多次实验，采用高强度模量的芳纶复合材料替代玻璃纤维无纬绑扎带作为转子护环，能够满足电 机高速运转的要求。

　　芳纶纤维最大的特点是具有高强度和高模量，其比强度相当于钢丝的3~4倍，比模量为钢丝与玻璃纤维的2~3倍，密度是钢丝的1/5，比玻璃纤维轻43%。Kevlar-49芳纶纤维与F-12芳纶纤维是目前获得工程应用的纤维产品中性能最好的有机纤维。

　　因公司试制的高速电机最大转速为7500r/ min，经过计算，电机工作时要求转子护环在150℃ 时的拉伸屈服极限>1000MPa，根据实验数据，选用了F-12芳纶/环氧复合材料作为该电机的转子护环。具体工艺流程如下：①电机转子被缠绕的表面进行喷砂预处理；②F-12芳纶纤维经去湿一浸渍环氧树脂一高温烘焙160~170℃（半固化一集束成无纬带；③将F-12无纬带缠 绕在转子上（缠绕张力控制在10kg左右）；④165±5℃高温旋转烘焙8~12h;⑤冷却后机加工复合材料外圆至规定尺寸。

　　该电机转子经超速（7500r/min）试验后，F- 12芳纶/环氧复合材料护环未出现磨损、裂纹、变形 等现象，线圈绕组也无松动、变形现象发生。目前该高速异步发电机已正常运行（转速6500r/min）一年多，F-12芳纶/环氧复合材料护环运行情况良好，护环与线圈绕组端部均未发生异常现象。

　　F-12芳纶/环氧复合材料护环具有优良的纵向拉伸强度，使高速电机转子有更长的寿命、更高的转速，提高电机运行的安全可靠性。应用结果表明，F-12芳纶/环氧复合材料应用于高速电机转子护环上是成功的，具有非常好的推广价值。F-12芳纶/环氧复合材料的纵向拉伸性能优异，但抗剪性能较差。通过与其他纤维的混杂，可提高F-12芳纶/环氧复合材料的性能。F-12芳纶纤维是目前获得工程应用的纤维产品中性能最好的有机纤维，但F-12纤维在复合材料中的强度转化率较低，纤维性能没有得到充分发挥，说明该纤维复合材料制造技术水平需要进一步深入研究。特别需要研制与F-12芳纶纤维匹 配性更好的树脂基体，提高纤维与树脂基体间的界面强度，制备高性能的复合材料。F-12芳纶纤维（俄罗斯产品）与Kevlar- 49芳纶纤维（美国杜邦公司产品）都为进口材料，价格较贵，推广应用受到限制。目前我国生产芳纶纤维的技术水平、产品档次及生产能力都与国外发达国家存在着一定的差距。建议国家投入经费，加强 高性能纤维国产化的研究，降低成本，使高性能复合材料得到更广泛的应用。

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