絕緣電線及使用該絕緣電線的電氣電子機(jī)器、馬達(dá)以及變壓器的制造方法
【專利說(shuō)明】絕緣電線及使用該絕緣電線的電氣電子機(jī)器、馬達(dá)以及變 壓器 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種絕緣電線及使用該絕緣電線的電氣電子機(jī)器、馬達(dá)以及變壓器。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 作為有效率的可變速控制裝置，變換器（Inverter) -直被安裝于以車(chē)輛用馬 達(dá)為代表的大量電氣機(jī)器。然而，以數(shù)kHz~數(shù)十kHz進(jìn)行切換，于這些的每一次脈沖 產(chǎn)生突波電壓。這種變換器突波于傳播系統(tǒng)內(nèi)的阻抗的不連續(xù)點(diǎn)、例如連接的配線的始 端或終端等發(fā)生反射，結(jié)果最大可被施加變換器輸出電壓的2倍的電壓。尤其是通過(guò) IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，絕緣柵雙極晶體管）等高速切換組件而產(chǎn)生 的輸出脈沖，其電壓陡度高，因而，即便連接電纜較短，突波電壓亦較高，進(jìn)而，該連接電纜 的電壓衰減亦較小，結(jié)果導(dǎo)致產(chǎn)生接近于變換器輸出電壓的2倍的電壓。
[0003] 對(duì)于例如高速切換組件、變換器馬達(dá)、變壓器等變換器相關(guān)機(jī)器的電氣機(jī)器線圈， 主要使用作為漆包線的絕緣電線（也稱作絕緣線）作為電磁線。因此，如上所述，變換器相 關(guān)機(jī)器中，要承受接近于變換器輸出電壓的2倍的電壓，故而，對(duì)絕緣電線要求使起因于變 換器突波的局部放電劣化為最低限度。
[0004] 通常，所謂局部放電劣化是指如下現(xiàn)象：復(fù)雜地產(chǎn)生因電氣絕緣材料的局部放電 (存在微小的空隙狀缺陷等的部分的放電）而產(chǎn)生的帶電粒子的沖突所導(dǎo)致的分子鏈斷裂 劣化、濺鍍劣化、局部溫度上升而導(dǎo)致的熱熔融或熱分解劣化、或因放電而產(chǎn)生的臭氧所導(dǎo) 致的化學(xué)性劣化等。實(shí)際已局部放電劣化的電氣絕緣材料，其厚度會(huì)減少。
[0005] 另一方面，伴隨電氣機(jī)器的小型化及高頻化，近年來(lái)，可提高占空系數(shù)的平角線 (rectangularwire)受到矚目，例如開(kāi)始應(yīng)用到車(chē)輛用馬達(dá)等方面。若為平角線，則當(dāng)電線 彼此鄰接時(shí)容易于角部形成空氣間隙（空隙），進(jìn)而，導(dǎo)體角的曲率半徑較小的情況下，容 易引起電場(chǎng)集中而產(chǎn)生局部放電。
[0006] 為了解決上述局部放電的問(wèn)題，對(duì)增大平角線的絕緣皮膜的厚度進(jìn)行了研宄。例 如，提出有于漆包平角線被覆熱塑性樹(shù)脂的方法（參照專利文獻(xiàn)1)。然而，加厚絕緣皮膜會(huì) 降低占空系數(shù)，因此，存在改善的余地。另外，對(duì)減小絕緣皮膜的相對(duì)介電常數(shù)進(jìn)行了研宄 (參照專利文獻(xiàn)2、3)。然而，即便將這些樹(shù)脂用于絕緣皮膜，于局部放電起始電壓的方面尚 有進(jìn)一步改善的余地。
[0007] [專利文獻(xiàn)1]日本特開(kāi)2009 - 123418號(hào)公報(bào) [0008][專利文獻(xiàn)2]日本特開(kāi)2012 - 234625號(hào)公報(bào) [0009][專利文獻(xiàn)3]日本特開(kāi)2012 - 224714號(hào)公報(bào) 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0010] 本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而完成的，其提供一種絕緣電線及使用該絕緣線的電 氣電子機(jī)器、馬達(dá)、以及變壓器，其維持較高的局部放電起始電壓，并減少絕緣皮膜（絕緣 層）的厚度而提高了占空系數(shù)，進(jìn)而還提高了平角線的角部的絕緣性。
[0011] 本發(fā)明人為了解決上述課題而進(jìn)行深入研宄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：通過(guò)在平角線上形成由 含有氣泡的熱固性樹(shù)脂構(gòu)成的絕緣皮膜，進(jìn)而，規(guī)定平坦部與角部的絕緣皮膜的介電常數(shù) 與厚度的關(guān)系，這樣，即便絕緣層的厚度薄，局部放電起始電壓仍高，進(jìn)而平角線的角部的 絕緣性得到強(qiáng)化，可抑制角部的局部放電起始電壓的降低。本發(fā)明是基于該見(jiàn)解而完成的。
[0012] gp，上述課題可通過(guò)以下手段解決。
[0013] (1) -種絕緣電線，其由具有矩形剖面的導(dǎo)體、及被覆于該導(dǎo)體的絕緣層構(gòu)成，該 絕緣電線具有矩形的剖面；該絕緣層具有由含有氣泡的熱固性樹(shù)脂構(gòu)成的發(fā)泡層，剖面為 由平坦部與角部構(gòu)成的形狀，于將該平坦部的厚度設(shè)為[ym]，將相對(duì)介電常數(shù)設(shè)為e:， 將角部的厚度設(shè)為T(mén)2[ym]，將相對(duì)介電常數(shù)設(shè)為e2時(shí)，ei<3且滿足（T2/e2) > 〇V ei)的關(guān)系。
[0014] (2)如⑴的絕緣電線，其中，該絕緣層進(jìn)而滿足（Vei) > 15的關(guān)系。
[0015] (3)如（1)或（2)的絕緣電線，其中，于該發(fā)泡層的內(nèi)周和/或外周具有不含氣泡 的無(wú)氣泡層。
[0016] (4)如⑴至⑶中任一項(xiàng)所述的絕緣電線，其中，該發(fā)泡層含有選自由聚酰胺酰 亞胺樹(shù)脂及聚酰亞胺樹(shù)脂組成的組中的至少1種熱固性樹(shù)脂。
[0017] (5)如⑴至⑷中任一項(xiàng)所述的絕緣電線，其中，該絕緣層具有擠出層，該擠出層 含有相對(duì)介電常數(shù)為4以下、熔點(diǎn)為260°C以上的結(jié)晶性熱塑性樹(shù)脂。
[0018] (6) -種電氣電子機(jī)器、馬達(dá)、變壓器，其使用有上述（1)至（5)中任一項(xiàng)所述的絕 緣電線。
[0019] 本說(shuō)明書(shū)中，使用"~"時(shí)，表示將其前后所記載的數(shù)值設(shè)為上限值及下限值并包 含這些數(shù)值在內(nèi)的意思。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，可提供一種將局部放電起始電壓維持得較高，并減小絕緣皮膜的厚 度而提高了占空系數(shù)，進(jìn)而提高了平角線的角部的絕緣性的絕緣電線及使用該絕緣電線的 電氣電子機(jī)器、馬達(dá)、以及變壓器。再者，本說(shuō)明書(shū)中，所謂"平角線"是指具有矩形的剖面 的導(dǎo)體或具有矩形的剖面的絕緣電線。
[0021] 尤其是本發(fā)明的絕緣電線于具有矩形的剖面的導(dǎo)體上具有由含有氣泡的熱固性 樹(shù)脂構(gòu)成的發(fā)泡層，平坦部的絕緣皮膜的相對(duì)介電常數(shù)小于3,因此，局部放電起始電壓高。 進(jìn)而，通過(guò)在平坦部及角部的絕緣皮膜的厚度與相對(duì)介電常數(shù)的間滿足上述的關(guān)系，本發(fā) 明的絕緣電線在角部的絕緣性得到強(qiáng)化，可抑制角部的局部放電起始電壓的降低。并且，通 過(guò)滿足（1/eD> 15的關(guān)系，可進(jìn)一步提尚局部放電起始電壓。
[0022] 另一方面，對(duì)于本發(fā)明的絕緣電線，通過(guò)在上述發(fā)泡層的內(nèi)周和/或外周具有不 含氣泡的無(wú)氣泡層，可提高絕緣皮膜的絕緣破壞特性、拉伸強(qiáng)度及耐磨耗性。進(jìn)而，對(duì)于本 發(fā)明的絕緣電線，通過(guò)使發(fā)泡層的樹(shù)脂為聚酰胺酰亞胺樹(shù)脂和/或聚酰亞胺樹(shù)脂，其耐熱 性優(yōu)異。
[0023] 進(jìn)而，通過(guò)在絕緣層的最外層設(shè)置由特定的相對(duì)介電常數(shù)且特定的熔點(diǎn)的樹(shù)脂構(gòu) 成的擠出層，可增加絕緣層的厚度而不損害絕緣層的相對(duì)介電常數(shù)與耐熱性，且可進(jìn)一步 提高局部放電起始電壓。
[0024] 因此，由本發(fā)明的絕緣電線構(gòu)成的繞線可制造高占空系數(shù)的線圈，故而，可優(yōu)選地 用于高性能的馬達(dá)及變壓器。
[0025] 適當(dāng)?shù)貐⒄崭綀D，可由下述記載更加明確本發(fā)明的上述及其他特征及優(yōu)點(diǎn)。 【【附圖說(shuō)明】】
[0026] 圖1是示意性表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的絕緣電線的剖面圖。
[0027] 圖2是示意性表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的絕緣電線的剖面圖。
[0028] 圖3是示意性表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的絕緣電線的剖面圖。
[0029] 圖4是示意性表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式的絕緣電線的剖面圖。
[0030] 圖5是示意性表示本發(fā)明的第5實(shí)施方式的絕緣電線的剖面圖。
[0031] 圖6是示意性表示本發(fā)明的第6實(shí)施方式的絕緣電線的剖面圖。
[0032] 圖7是表示本發(fā)明的絕緣電線的平坦部與角部的模式圖。
[0033] 圖8是表示發(fā)泡層的模式圖。
[0034] 圖9是表示于平角線角部與平坦部的重疊處產(chǎn)生的空隙的模式圖。
[0035] 圖10是示意性表示現(xiàn)有的絕緣電線的一例的剖面圖。
[0036] 圖11是示意性表示現(xiàn)有的絕緣電線的另一例的剖面圖。 【【具體實(shí)施方式】】
[0037] 首先，詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的絕緣電線。
[0038] <<絕緣電線>>
[0039] 本發(fā)明的絕緣電線是由具有矩形剖面的導(dǎo)體、及被覆于該導(dǎo)體的絕緣層構(gòu)成的， 該絕緣電線具有矩形的剖面，該絕緣層具有由含有氣泡的熱固性樹(shù)脂構(gòu)成的發(fā)泡層，剖面 為由平坦部與角部構(gòu)成的形狀，于將該平坦部的厚度設(shè)為T(mén)jym]，將相對(duì)介電常數(shù)設(shè)為 h，將角部的厚度設(shè)為T(mén)2[ym]，將相對(duì)介電常數(shù)設(shè)為e2時(shí)，ei<3且滿足（T2/e2) > (TVeD的關(guān)系。
[0040] 再者，所謂絕緣層具有發(fā)泡層是指以下兩種情況：絕緣層本身為發(fā)泡層，及絕緣層 由多個(gè)層構(gòu)成，這些多個(gè)層的一層為發(fā)泡層。
[0041] 以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的絕緣電線進(jìn)行說(shuō)明。
[0042] 將本發(fā)明的絕緣電線的優(yōu)選的實(shí)施方式的例示于圖1~圖6,但本發(fā)明的絕緣電 線并不限定于這些實(shí)施方式。
[0043] 圖1所示的作為本發(fā)明的絕緣電線的一實(shí)施方式的剖面圖中，于剖面為平角狀的 導(dǎo)體1上形成由含有氣泡的熱固性樹(shù)脂構(gòu)成的發(fā)泡層3作為絕緣層，角部的絕緣層的厚度 形成為大于平坦部的厚度。
[0044] 圖2所示的作為本發(fā)明的絕緣電線的另一實(shí)施方式的剖面圖中，于剖面為平角狀 的導(dǎo)體1上形成有絕緣層2,該絕緣層2積層有不含氣泡的內(nèi)側(cè)無(wú)氣泡層4,于該內(nèi)側(cè)無(wú)氣 泡層4的外周積層有角部的厚度大于平坦部的發(fā)泡層3。
[0045] 圖3所示的作為本發(fā)明的絕緣電線的另一實(shí)施方式的剖面圖中，于剖面為平角狀 的導(dǎo)體1上形成有絕緣層2,該絕緣層2積層有不含氣泡的內(nèi)側(cè)無(wú)氣泡層4,于該內(nèi)側(cè)無(wú)氣 泡層4的外周積層有角部的厚度大于平坦部的發(fā)泡層3,進(jìn)而于該發(fā)泡層3的外周積層有外 側(cè)無(wú)氣泡層5。
[0046] 圖4所示的作為本發(fā)明的絕緣電線的另一實(shí)施方式的剖面圖中，于剖面為平角狀 的導(dǎo)體1上形成有絕緣層2,該絕緣層2積層有不含氣泡的內(nèi)側(cè)無(wú)氣泡