低壓高效電機高導(dǎo)熱絕緣結(jié)構(gòu)及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低壓高效電機高導(dǎo)熱絕緣結(jié)構(gòu)及其制作方法，其電機中的絕緣結(jié)構(gòu)包括：定子鐵芯采用高導(dǎo)熱有繞組定子鐵芯，該鐵芯為高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠浸漬絕緣結(jié)構(gòu)，槽楔采用高導(dǎo)熱引拔槽楔絕緣結(jié)構(gòu)，電機絕緣紙采用高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣紙。并根據(jù)其絕緣結(jié)構(gòu)提供了所用的高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠、以及引拔槽楔、高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣紙和高導(dǎo)熱有繞組定子鐵芯浸漬的制作方法。本發(fā)明通過在低壓電機定子鐵芯中，以及槽楔和電機絕緣紙中使用高導(dǎo)熱絕緣復(fù)合膠，可使低壓電機的導(dǎo)熱系數(shù)提高至0.3～0.4163W/（m.k），其絕緣達(dá)到F、H級電機絕緣要求。實現(xiàn)了電機損耗降低、效率提高、發(fā)熱量下降、溫升降低的目的。由此可進一步提高電機工作的穩(wěn)定性和可靠性，延長電機的使用壽命。
【專利說明】低壓高效電機高導(dǎo)熱絕緣結(jié)構(gòu)及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電機設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種低壓高效電機高導(dǎo)熱絕緣結(jié)構(gòu)及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)低壓電機向高效率方向發(fā)展，但電機效率達(dá)到一定程度受到多方面限制，特別是受電磁方面和原材料方面的制約。通常情況下電機效率提高，電機溫度隨之升高，而電機溫度一旦升高，在長時間的運轉(zhuǎn)下，就會出現(xiàn)燒損毀機現(xiàn)象，存在使用壽命短和安全隱患的問題?，F(xiàn)在市場上的低壓電機，其結(jié)構(gòu)中的定子鐵芯浸潰所用絕緣膠合劑的導(dǎo)熱系數(shù)很低，一般為0.16W/ (m.k)，而且電機槽楔不具備高導(dǎo)熱性能，電機用的絕緣紙為普通絕緣紙，因此，低壓電機的絕緣結(jié)構(gòu)無法達(dá)到高效電機的要求，難以實現(xiàn)電機效率提高、溫升下降的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種既能提高電機效率，又能使電機溫升下降的低壓高效電機高導(dǎo)熱絕緣結(jié)構(gòu)及其制作方法。
[0004]實現(xiàn)本發(fā)明的目的所采取的技術(shù)方案是:該絕緣結(jié)構(gòu)包括:低壓電機中的定子鐵芯、槽楔和電機絕緣紙，其中，定子鐵芯采用高導(dǎo)熱有繞組定子鐵芯，槽楔采用高導(dǎo)熱引拔槽楔絕緣結(jié)構(gòu)，電機絕緣紙采用高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣紙。
[0005]所述的高導(dǎo)熱有繞組定子鐵芯為高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠浸潰絕緣結(jié)構(gòu)。
[0006]所述的高導(dǎo)熱引拔槽楔是由玻璃纖維和纖維外部包覆的高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠構(gòu)成的弓I拔制品。
[0007]所述的高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣紙是由上層絕緣紙、薄膜和下層絕緣紙組成的復(fù)合壓制品，其中，在上層絕緣紙與薄膜之間及下層絕緣紙與薄膜之間涂覆有高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠層。
[0008]所述上、下層絕緣紙均采用高性能的NOMEX紙或杜邦紙或昆特紙或聚楓紙或聚芳紙或惡二挫紙。
[0009]所述薄膜采用聚酯薄膜或亞胺薄膜。
[0010]所述的高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠是由以下重量份的原料配制而成:絕緣膠60?70份、氮化鋁5?30份、氧化鋁5?30、金剛石2?10份、防沉淀劑2-4份，有機土 2_4份，其中，氮化鋁、氧化鋁和金剛石均采用粒徑為> 1200目的微粉，該高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠的制作方法是按以下步驟進行:
步驟1:按所述配比取防沉淀劑和有機土，放進球磨機或者砂磨機內(nèi)研磨混合均勻，制成防沉淀劑糊狀料備用；
步驟2:將氮化鋁、氧化鋁和金剛石三種微粉原料按所述配比置入攪拌機內(nèi)混合均勻，制成粉狀混合料待用；
步驟3:取步驟I的防沉淀劑糊狀料和步驟2的粉狀混合料，置入攪拌機內(nèi)，再加入苯乙烯溶解劑，攪拌均勻后制成溶解混合料備用，其中苯乙烯溶解劑的加入量按照重量配比為:防沉淀劑糊狀料+粉狀混合料:苯乙烯溶解劑=1: I?2 ;
步驟4:取步驟3的溶解混合料，按所述配比加入絕緣膠，制成絕緣膠混合料；
步驟5:取步驟4的絕緣膠混合料,加入苯乙烯溶解劑,調(diào)整絕緣膠混合料的粘度,粘度用4號粘度杯測定為:30?60S/23°C，即制成高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠。
[0011]所述的高導(dǎo)熱引拔槽楔的制做方法是:
將制作槽楔的玻璃纖維置放在放線架上，根據(jù)槽楔繞線的粗細(xì)決定玻璃纖維的卷數(shù)及相應(yīng)的放線架個數(shù)，將玻璃纖維集合成束狀，放進盛裝有高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠的容器中進行浸膠，然后將浸有高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠的玻璃纖維放進槽楔模具中固化成型，模具中裝有溫控計，其模具烘干溫度為100?180°C，再通過引拔器將固化成型的槽楔繞線拉拔出，引拔器是由兩個對旋的轉(zhuǎn)輪構(gòu)成，其行走速度為I?3m/min，槽楔經(jīng)引拔器拔出后，即為高導(dǎo)熱引拔槽楔；最后，將制成的高導(dǎo)熱引拔槽楔按常規(guī)方法嵌入電機內(nèi)即可。
[0012]所述的高導(dǎo)熱絕緣紙的制作方法是:將上層絕緣紙、薄膜和下層絕緣紙置放在膠紙復(fù)合機上，并在上層絕緣紙與薄膜之間及下層絕緣紙與薄膜之間分別涂覆一層高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠，經(jīng)膠紙復(fù)合機復(fù)合壓制后，制成高導(dǎo)熱絕緣紙。
[0013]所述的高導(dǎo)熱有繞組定子鐵芯的浸潰方法是:將電機的繞組、高導(dǎo)熱絕緣引拔槽楔和高導(dǎo)熱絕緣紙組裝到定子鐵芯內(nèi)，然后，將組裝的定子鐵芯整體放入裝有高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠的浸潰罐中進行浸潰，浸潰工藝為:抽真空IOOOPa —保真空30min —輸入高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠一加壓0.2?0.5Mpa —保壓60min —破壓一回高導(dǎo)熱絕緣復(fù)合膠一吊出浸潰后的定子鐵芯一置入烘干箱內(nèi)烘干，烘干溫度150°C，制成高導(dǎo)熱有繞組定子鐵芯。
[0014]按照上述方案制成的低壓高效電機高導(dǎo)熱絕緣結(jié)構(gòu)，其有益效果是:
(I)在低壓電機的定子鐵芯中，以及槽楔和電機絕緣紙中使用高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠，可使低壓電機的導(dǎo)熱系數(shù)提高至0.3?0.4163ff/(m.k)，其絕緣可達(dá)到F、H級的電機絕緣要求。
[0015](2)本發(fā)明中制作的高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性，將該絕緣膠應(yīng)用在低壓電機有繞組定子鐵芯結(jié)構(gòu)中，能克服普通絕緣漆導(dǎo)熱能力差的弊端，并能順利地將電機內(nèi)部產(chǎn)生的熱量導(dǎo)出，因此，在同等條件下能夠有效地提高電機效率，降低電機溫升，其電機平均溫升下降8K。
[0016](3)通過將高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠涂覆或浸潰在電機結(jié)構(gòu)內(nèi)，既絕緣又有很好的導(dǎo)熱傳熱性能，實現(xiàn)了電機損耗降低、效率提高、發(fā)熱量下降、溫升降低的目的，由此可進一步提高電機工作的穩(wěn)定性和可靠性，延長電機的使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1中A-A的截面視圖。
【具體實施方式】
[0018]參看圖1、圖2，本發(fā)明的低壓高效電機高導(dǎo)熱絕緣結(jié)構(gòu)包括:該絕緣結(jié)構(gòu)包括:低壓電機中的定子鐵芯1、槽楔3和電機絕緣紙4，其中，定子鐵芯I采用高導(dǎo)熱有繞組定子鐵芯，該鐵芯為高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠浸潰絕緣結(jié)構(gòu)；槽楔3采用高導(dǎo)熱引拔槽楔絕緣結(jié)構(gòu)，該引拔槽楔是由玻璃纖維和纖維外部包覆的高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠構(gòu)成的引拔制品；電機絕緣紙4采用高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣紙，該復(fù)合絕緣紙是由上層絕緣紙、薄膜和下層絕緣紙組成的復(fù)合壓制品，其中，在上層絕緣紙與薄膜之間及下層絕緣紙與薄膜之間涂覆有高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠層，其所用的上、下層絕緣紙均采用高性能的NOMEX紙或杜邦紙或昆特紙或聚楓紙或聚芳紙或惡二挫紙，所用的薄膜采用聚酯薄膜或亞胺薄膜。
[0019]本發(fā)明中所述的高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠是由以下重量份的原料配制而成:所述的高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠是由以下重量份的原料配制而成:絕緣膠60~70份、氮化招5~30份、氧化鋁5~30、金剛石2~10份、防沉淀劑2-4份，有機土 2-4份，其中，氮化鋁、氧化鋁和金剛石均采用粒徑為> 1200目的微粉，該高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠的制作方法是按以下步驟進行:
步驟1:按所述配比取防沉淀劑和有機土，放進球磨機或者砂磨機內(nèi)研磨混合均勻，制成防沉淀劑糊狀料備用；
步驟2:將氮化鋁、氧化鋁和金剛石三種微粉原料按所述配比置入攪拌機內(nèi)混合均勻，制成粉狀混合料待用；
步驟3:取步驟I的防沉淀劑糊狀料和步驟2的粉狀混合料，置入攪拌機內(nèi)，再加入苯乙烯溶解劑，攪拌均勻后制成溶解混合料備用，其中苯乙烯溶解劑的加入量按照重量配比為:防沉淀劑糊狀料+粉狀混合料:苯乙烯溶解劑=1: I~2 ;
步驟4:取步驟3的溶解混合料，按所述配比加入絕緣膠，制成絕緣膠混合料；
步驟5:取步驟4的絕緣膠混合料,加入苯乙烯溶解劑，調(diào)整絕緣膠混合料的粘度，粘度用4號粘度杯測定為:30~60S/23°C，即制成高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠。
[0020]本發(fā)明中所用到以及制備的高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠，其膠中配比所用的金剛石、氮化鋁、氧化鋁是國內(nèi)市場上比較成熟的導(dǎo)熱性能較好的原材料微粉。其中，金剛石靠分子傳熱，與金屬的電子導(dǎo)熱不同，因而具有超導(dǎo)熱性，散熱快，是自然界導(dǎo)熱率最高的材料，導(dǎo)熱率為138.16W/ (m.K)，II a型金剛石熱導(dǎo)性特別好，熱導(dǎo)率高達(dá)2000W/(m ?!()，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出金屬中熱導(dǎo)率最高的銀和銅，在液氮溫度`下為銅的25倍，室溫下為銅的5倍。氮化鋁是電絕緣體，介電性能良好，具有耐高溫、抗沖擊、導(dǎo)熱性好等優(yōu)良性能，氮化鋁單晶的理論導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)275W/ (m*K);聚晶體的導(dǎo)熱系數(shù)為70~210 ff/ (m*K)0氧化鋁是典型的共價鍵結(jié)合的非金屬材料，具有良好的絕緣性能，耐火度高(熔點為2050°C)，熱導(dǎo)率為30W.m-lk-1,因其在環(huán)氧樹脂中分散性較好，并且具有絕緣、導(dǎo)熱作用，已經(jīng)在高壓、超高壓用絕緣材料中大量使用。
[0021]本發(fā)明中的高導(dǎo)熱引拔槽楔的制做方法是:先進行高導(dǎo)熱引拔槽楔用具的準(zhǔn)備包括:玻璃纖維放線架、內(nèi)裝有高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠的容器、槽楔模具和引拔器；然后將制作槽楔的玻璃纖維置放在放線架上，根據(jù)槽楔繞線的粗細(xì)決定玻璃纖維的卷數(shù)及相應(yīng)的放線架個數(shù)，將玻璃纖維集合成束狀，放進盛裝有高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠的容器中進行浸膠，然后將浸有高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠的玻璃纖維放進槽楔模具中固化成型，模具中裝有溫控計，其模具烘干溫度為100~180°C，再通過引拔器將固化成型的槽楔繞線拉拔出，引拔器是由兩個對旋的轉(zhuǎn)輪構(gòu)成，其行走速度為I~3m/min，槽楔經(jīng)引拔器拔出后，即為高導(dǎo)熱引拔絕緣槽楔；最后將制成的高導(dǎo)熱絕緣引拔槽楔按技術(shù)要求及常規(guī)方法嵌入電機內(nèi)即可。
[0022]本發(fā)明的高導(dǎo)熱絕緣紙的制作方法是:將上層絕緣紙、薄膜和下層絕緣紙置放在膠紙復(fù)合機上，并在上層絕緣紙與薄膜之間及下層絕緣紙與薄膜之間分別涂覆一層高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠，通過膠紙復(fù)合機進行復(fù)合壓制后，制成高導(dǎo)熱絕緣紙。
[0023]所述高導(dǎo)熱有繞組定子鐵芯的浸潰方法是:將電機的繞組2、高導(dǎo)熱絕緣引拔槽楔和高導(dǎo)熱絕緣紙組裝到定子鐵芯I內(nèi)，然后，將組裝的有繞組定子鐵芯整體放入裝有高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠的浸潰罐中進行浸潰，浸潰工藝為:抽真空IOOOPa —保真空30min —輸入高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠一加壓0.2?0.5Mpa —保壓60min —破壓一回高導(dǎo)熱絕緣復(fù)合膠一吊出浸潰后的定子鐵芯一置入烘干箱內(nèi)烘干，烘干溫度150°C，制成高導(dǎo)熱有繞組定子鐵芯。
[0024]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明中高導(dǎo)熱絕緣膠的制備方法做進一步說明。
[0025]實施例1
本發(fā)明中所述的高導(dǎo)熱絕緣復(fù)合膠，其各組分原料的重量份配比可以是:絕緣膠合劑60份、氮化鋁5份、氧化鋁5份、金剛石2份、防沉淀劑2份，有機土 2份，其制作方法可按上述【具體實施方式】中所述的高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠的制作步驟進行。
[0026]實施例2
本發(fā)明中所述的高導(dǎo)熱絕緣復(fù)合膠，其各組分原料的重量份配比也可以是:絕緣膠合劑65份、氮化鋁17份、氧化鋁17份、金剛石6份、防沉淀劑3份、有機土 3份，其制作方法可按上述【具體實施方式】中所述的高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠的制作步驟進行。
[0027]實施例3
本發(fā)明中所述的高導(dǎo)熱絕緣復(fù)合膠，其各組分原料的重量份配比還可以是:絕緣膠合劑70份、氮化鋁30份、氧化鋁30份、金剛石10份、防沉淀劑4份、有機土 4份，其制作方法可按上述【具體實施方式】中所述的高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠的制作步驟進行。
【權(quán)利要求】
1.一種低壓高效電機高導(dǎo)熱絕緣結(jié)構(gòu)，其特征在于:該絕緣結(jié)構(gòu)包括:低壓電機中的定子鐵芯、槽楔和電機絕緣紙，其中，定子鐵芯采用高導(dǎo)熱有繞組定子鐵芯，槽楔采用高導(dǎo)熱引拔槽楔絕緣結(jié)構(gòu)，電機絕緣紙采用高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣紙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述的低壓高效電機高導(dǎo)熱絕緣結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的高導(dǎo)熱有繞組定子鐵芯為高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠浸潰絕緣結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述的低壓高效電機高導(dǎo)熱絕緣結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的高導(dǎo)熱引拔槽楔是由玻璃纖維和纖維外部包覆的高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠構(gòu)成的引拔制品。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述的低壓高效電機高導(dǎo)熱絕緣結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣紙是由上層絕緣紙、薄膜和下層絕緣紙組成的復(fù)合壓制品，其中，在上層絕緣紙與薄膜之間及下層絕緣紙與薄膜之間涂覆有高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的所述的低壓高效電機高導(dǎo)熱絕緣結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述上、下層絕緣紙均采用高性能的NOMEX紙或杜邦紙或昆特紙或聚楓紙或聚芳紙或惡二挫紙。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的所述的低壓高效電機高導(dǎo)熱絕緣結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述薄膜采用聚酯薄膜或亞胺薄膜。
7.一種用于低壓高效電機高導(dǎo)熱絕緣結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于:所述的高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠是由以下重量份的原料配制而成:絕緣膠60~70份、氮化鋁5~30份、氧化鋁5~30、金剛石2~10份、防沉淀劑2-4份，有機土 2-4份，其中，氮化鋁、氧化鋁和金剛石均采用粒徑為> 1200目的微粉，該高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠的制作方法是按以下步驟進行: 步驟1:按所述配比取 防沉淀劑和有機土，放進球磨機或者砂磨機內(nèi)研磨混合均勻，制成防沉淀劑糊狀料備用； 步驟2:將氮化鋁、氧化鋁和金剛石三種微粉原料按所述配比置入攪拌機內(nèi)混合均勻，制成粉狀混合料待用； 步驟3:取步驟I的防沉淀劑糊狀料和步驟2的粉狀混合料，置入攪拌機內(nèi)，再加入苯乙烯溶解劑，攪拌均勻后制成溶解混合料備用，其中苯乙烯溶解劑的加入量按照重量配比為:防沉淀劑糊狀料+粉狀混合料:苯乙烯溶解劑=1: I~2 ; 步驟4:取步驟3的溶解混合料，按所述配比加入絕緣膠，制成絕緣膠混合料； 步驟5:取步驟4的絕緣膠混合料,加入苯乙烯溶解劑，調(diào)整絕緣膠混合料的粘度，粘度用4號粘度杯測定為:30~60S/23°C，即制成高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠。
8.一種用于低壓高效電機高導(dǎo)熱絕緣結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于:所述的高導(dǎo)熱引拔槽楔的制做方法是:將制作槽楔的玻璃纖維置放在放線架上，根據(jù)槽楔繞線的粗細(xì)決定玻璃纖維的卷數(shù)及相應(yīng)的放線架個數(shù)，將玻璃纖維集合成束狀，放進盛裝有高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠的容器中進行浸膠，然后將浸有高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠的玻璃纖維放進槽楔模具中固化成型，模具中裝有溫控計，其模具烘干溫度為100~180°C，再通過引拔器將固化成型的槽楔繞線拉拔出，引拔器是由兩個對旋的轉(zhuǎn)輪構(gòu)成，其行走速度為I~3m/min，槽楔經(jīng)引拔器拔出后，即為高導(dǎo)熱引拔槽楔；最后，將制成的高導(dǎo)熱引拔槽楔按常規(guī)方法嵌入電機內(nèi)即可。
9.一種用于低壓高效電機高導(dǎo)熱絕緣結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于:所述的高導(dǎo)熱絕緣紙的制作方法是:將上層絕緣紙、薄膜和下層絕緣紙置放在膠紙復(fù)合機上，并在上層絕緣紙與薄膜之間及下層絕緣紙與薄膜之間分別涂覆一層高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠，經(jīng)膠紙復(fù)合機復(fù)合壓制后，制成高導(dǎo)熱絕緣紙。
10.一種用于低壓高效電機高導(dǎo)熱絕緣結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于:所述的高導(dǎo)熱有繞組定子鐵芯的浸潰方法是:將電機的繞組、高導(dǎo)熱絕緣引拔槽楔和高導(dǎo)熱絕緣紙組裝到定子鐵芯內(nèi)，然后，將組裝的定子鐵芯整體放入裝有高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠的浸潰罐中進行浸潰，浸潰工藝為:抽真空1000Pa —保真空30min —輸入高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠一加壓0.2~ .0.5Mpa —保壓60min —破壓一回高導(dǎo)熱絕緣復(fù)合膠一吊出浸潰后的定子鐵芯一置入烘干箱內(nèi)烘干，烘干溫度150°C，制成高導(dǎo)熱有繞組定子鐵芯。
【文檔編號】H02K3/34GK103618396SQ201310635339
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】尹默, 吳宣東, 田國群, 張燕, 董向方, 柴全微, 孫明, 梁璽, 尹天舒, 馬天翔, 任寧寧, 郝萍 申請人:南陽防爆集團股份有限公司