CN103117629A - 城轨车辆用长初级直线电机绝缘结构的制作方法及结构 - Google Patents
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Abstract
城轨车辆用长初级直线电机绝缘结构的制作方法及结构，包括初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈，在初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈外包裹有绝缘层；初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈的绝缘层分为两种，所述初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈的直线部分采取在初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈外先包绕少胶云母带，再包绕薄膜补强中胶云母带，最后包裹薄膜的三层绝缘结构；所述嵌在初级铁芯内的线圈的端头部分采取先包绕聚四氟乙烯带，再包绕少胶云母带，再包绕薄膜补强中胶云母带，最后包裹薄膜的四层绝缘结构；且所述的初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈与各绝缘层通过真空压力浸渍无溶剂绝缘漆粘结为一体。
Description
技术领域
本发明涉及一种电机绝缘结构的制作方法及结构，具体说涉及一种城轨车辆用长初级直线电机绝缘结构的制作方法及结构，主要用于制作直线电机。
背景技术
电机主要包括定子和转子，在制作电机的定子和转子时都需要进行绝缘处理。随着城市轨道交通的不断发展，对轨道交通牵引电机大功率化、小型轻量化和可靠性的要求也越来越高，而牵引电机的绝缘结构成为满足上述要求的关键。牵引电机的绝缘结构是由云母带、浸渍漆等关键材料组成，由于同时承受着温度、电场、环境条件和机械应力的影响，对云母带和浸渍漆的耐温等级、绝缘带包扎、绝缘处理等结构设计是非常重要的。
直线电机城轨车辆是当今世界上先进的城市轨道交通工具之一，直线电机地铁具有造价低、振动小、噪声低、爬坡能力强、牵引能力优越、通过曲线半径小、安全性能好等诸多优点，非常适合大中城市大中运量交通发展的要求，为城市轨道交通开辟了一条新的途径，是轮轨交通的一项重大的技术突破和将来的发展趋势，具有十分广阔的应用前景。国外在70年代开始了直线电机相关技术的研究，并在多个城市的地铁系统得到了应用，我国在此领域起步较晚，之前缺少大功率城轨车辆用长初级直线电机绝缘结构的系统设计，尤其对于沿海地区盐雾腐蚀严重、空气湿度大的运行环境，对于牵引电机的绝缘结构破坏作用非常大。由于直线电机悬挂在车体下方，初级线圈直接暴露在外面，无外壳防护，车体运行时，雨水将直接溅落在线圈上，轨道上的杂物也会直接附着在电机表面，这种恶劣的工况环境对牵引电机的绝缘结构提出了很高的要求。但是现有城轨车辆用大功率长初级直线电机的绝缘结构尚不能满足车辆启动频繁、振动大、温升高、工况环境恶劣要求，耐候性较差，导致电机容易击穿；因此很有必要对此加以改进。
发明内容
本发明的目的在于针对现有直线电机绝缘结构的不足，提出一种新的绝缘结构，该种绝缘结构可以有效克服现有直线电机绝缘结构的不足，能够满足城轨车辆使用环境和工作条件的要求。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：一种城轨车辆用长初级直线电机绝缘结构的制作方法，将城轨车辆用长初级直线电机绝缘结构分为两部分，其中一部分为初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈的直线部分，另一部分为嵌在初级铁芯内的线圈的端头部分，两部分分别采用不同的绝缘结构；所述初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈的直线部分采取在初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈外先包绕一层以上少胶云母带，再包绕一层以上薄膜补强中胶云母带，最后包裹一层以上薄膜的三层绝缘结构；在所述嵌在初级铁芯内的线圈的端头部分采取先包绕一层以上聚四氟乙烯带，再包绕一层以上少胶云母带，再包绕一层以上薄膜补强中胶云母带，最后包裹一层以上薄膜的四层绝缘结构；且所述的初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈与各绝缘层通过真空压力浸渍无溶剂绝缘漆粘结为一体。
进一步地，所述的初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈的直线部分依次采用半叠包方式包扎的两层少胶云母带，半叠包方式包扎两层聚酰亚胺薄膜补强中胶云母带，平包方式包扎的一层聚酰亚胺薄膜。
进一步地，所述的嵌在初级铁芯内的线圈的端头部分采用半叠包方式包扎的两层经活化处理过的聚四氟乙烯带，半叠包方式包扎的两层少胶云母带，半叠包方式包扎的两层聚酰亚胺薄膜补强中胶云母带，平包方式包扎的一层聚酰亚胺薄膜。
根据上述方法所制作出的一种城轨车辆用长初级直线电机绝缘结构，包括初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈，在初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈外包裹有绝缘层；其特点在于，所述初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈的绝缘层分为两种，其中，所述初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈的直线部分采取在初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈外先包绕一层以上少胶云母带，再包绕一层以上薄膜补强中胶云母带，最后包裹一层以上薄膜的三层绝缘结构；在所述嵌在初级铁芯内的线圈的端头部分采取先包绕一层以上聚四氟乙烯带，再包绕一层以上少胶云母带，再包绕一层以上薄膜补强中胶云母带，最后包裹一层以上薄膜的四层绝缘结构；且所述的初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈与各绝缘层通过真空压力浸渍无溶剂绝缘漆粘结为一体。
进一步地，所述的薄膜补强中胶云母带为聚酰亚胺膜补强的中胶云母带；所述的薄膜为聚酰亚胺薄膜。
进一步地，所述的初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈的直线部分依次采用半叠包方式包扎的两层少胶云母带，半叠包方式包扎两层聚酰亚胺薄膜补强中胶云母带，平包方式包扎的一层聚酰亚胺薄膜。
进一步地，所述的嵌在初级铁芯内的线圈的端头部分采用半叠包方式包扎的两层经活化处理过的聚四氟乙烯带，半叠包方式包扎的两层少胶云母带，半叠包方式包扎的两层聚酰亚胺薄膜补强中胶云母带，平包方式包扎的一层聚酰亚胺薄膜。
进一步地，所述的初级浸渍漆为200级环氧酸酐无溶剂浸渍漆。
本发明具有以下优点：初级线圈圆弧角至端部最内层采用半叠包方式包扎两层经活化处理过的聚四氟乙烯带，可以有效防止直线电机槽口处因爬电而造成局部击穿的问题。采用两层200级少胶云母带、两层200级聚酰亚胺薄膜补强中胶云母带和一层聚酰亚胺薄膜作为线圈对地绝缘，可以满足对地耐压7000~26000V的要求，有效防止了电机在过电压时线圈绝缘内外电腐蚀的破坏，同时满足电机运行时线圈表面温度高达195℃的耐温要求。采用200级环氧酸酐无溶剂漆进行VPI真空压力浸渍，该浸渍漆与含有特定固化促进剂的少胶云母带、中胶云母带配合使用，固化挥发份（180±2℃/2h）＜1%，填充性好，挂漆量大，漆膜光滑致密，一体化程度高，有效防止了潮气、盐雾等化学物质对电机绝缘的侵蚀，满足了电机浸入水中经规定的时间后绝缘电阻＞10MΩ的要求，提高了电机运行可靠性和使用寿命。本结构所用绝缘材料成本较低，同时解决了城轨车辆用长初级直线电机启动频繁、振动大、温升高、工作环境恶劣而易出现局部击穿的问题。
附图说明
图1是本发明的实施例1绝缘结构的直线部分示意图。
图2是本发明的实施例1绝缘结构的端部部分示意图。
图3是本发明的实施例2绝缘结构的直线部分示意图。
图4是本发明的实施例2绝缘结构的端部部分示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明的进一步的描述。
附图1和2给出了本发明的一个实施例，通过附图可以看出，本发明涉及一种城轨车辆用长初级直线电机绝缘结构的制作方法，将城轨车辆用长初级直线电机绝缘结构分为两部分，其中一部分为初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈的直线部分，另一部分为嵌在初级铁芯内的线圈的端头部分，两部分分别采用不同的绝缘结构；所述初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈的直线部分采取在初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈外先包绕一层以上少胶云母带，再包绕一层以上薄膜补强中胶云母带，最后包裹一层以上薄膜的三层绝缘结构；在所述嵌在初级铁芯内的线圈的端头部分采取先包绕一层以上聚四氟乙烯带，再包绕一层以上少胶云母带，再包绕一层以上薄膜补强中胶云母带，最后包裹一层以上薄膜的四层绝缘结构；且所述的初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈与各绝缘层通过真空压力浸渍无溶剂绝缘漆粘结为一体。
进一步地，所述的初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈的直线部分依次采用半叠包方式包扎的两层少胶云母带，半叠包方式包扎两层聚酰亚胺薄膜补强中胶云母带，平包方式包扎的一层聚酰亚胺薄膜。
进一步地，所述的嵌在初级铁芯内的线圈的端头部分采用半叠包方式包扎的两层经活化处理过的聚四氟乙烯带，半叠包方式包扎的两层少胶云母带，半叠包方式包扎的两层聚酰亚胺薄膜补强中胶云母带，平包方式包扎的一层聚酰亚胺薄膜。
根据上述方法所制作出的一种城轨车辆用长初级直线电机绝缘结构，包括初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈，在初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈外包裹有绝缘层；其特点在于，所述初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈的绝缘层分为两种，其中，所述初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈的直线部分采取在初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈外先包绕一层以上少胶云母带，再包绕一层以上薄膜补强中胶云母带，最后包裹一层以上薄膜的三层绝缘结构；在所述嵌在初级铁芯内的线圈的端头部分采取先包绕一层以上聚四氟乙烯带，再包绕一层以上少胶云母带，再包绕一层以上薄膜补强中胶云母带，最后包裹一层以上薄膜的四层绝缘结构；且所述的初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈与各绝缘层通过真空压力浸渍无溶剂绝缘漆粘结为一体。
进一步地，所述的薄膜补强中胶云母带为聚酰亚胺膜补强的中胶云母带；所述的薄膜为聚酰亚胺薄膜。
进一步地，所述的初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈的直线部分依次采用半叠包方式包扎的两层少胶云母带，半叠包方式包扎两层聚酰亚胺薄膜补强中胶云母带，平包方式包扎的一层聚酰亚胺薄膜。
进一步地，所述的嵌在初级铁芯内的线圈的端头部分采用半叠包方式包扎的两层经活化处理过的聚四氟乙烯带，半叠包方式包扎的两层少胶云母带，半叠包方式包扎的两层聚酰亚胺薄膜补强中胶云母带，平包方式包扎的一层聚酰亚胺薄膜。
进一步地，所述的初级浸渍漆为200级环氧酸酐无溶剂浸渍漆。
实施例1
由图1知，城轨车辆用长初级直线电机绝缘结构由3根双玻璃丝包铜扁线并绕8匝1，依次有采用半叠包两层少胶云母带3、半叠包两层聚酰亚胺薄膜补强中胶云母带4、平包一层聚酰亚胺薄膜5；由图2知，线圈端部1，依次有采用半叠包两层聚四氟乙烯带6、半叠包两层少胶云母带3、半叠包两层聚酰亚胺薄膜补强中胶云母带4、平包一层聚酰亚胺薄膜5。
图1中数字符号说明如下：
a，b分别为铜扁线的厚度和宽度；
a+0.45为铜扁线绝缘后的厚度；
b+0.45为铜扁线绝缘后的宽度；
8（a+0.45）+0.86为线圈直线部分包过对地绝缘后的高度；
8为一个线圈由8匝组成；
3（b+0.45）+0.86为线圈直线部分包过对地绝缘后的宽度；
3为由3根并绕。
图2中数字符号说明如下：
8（a+0.45）+1.012为线圈端部部分包过对地绝缘后的高度；
3（b+0.45）+1.012为线圈端部部分包过对地绝缘后的宽度。
实施例2
由图3知，城轨车辆用长初级直线电机绝缘结构由4根双玻璃丝包铜扁线并绕10匝2，依次有采用半叠包两层少胶云母带3、半叠包两层聚酰亚胺薄膜补强中胶云母带4、平包一层聚酰亚胺薄膜5；由图4知，线圈端部2，依次有采用半叠包两层聚四氟乙烯带6、半叠包两层少胶云母带3、半叠包两层聚酰亚胺薄膜补强中胶云母带4、平包一层聚酰亚胺薄膜5。
图3中数字符号说明如下：
c，d分别为铜扁线的厚度和宽度；
c+0.45为铜扁线绝缘后的厚度；
d+0.45为铜扁线绝缘后的宽度；
10（c+0.45）+0.86为线圈直线部分包过对地绝缘后的高度；
10为一个线圈由10匝组成；
4（d+0.45）+0.86为线圈直线部分包过对地绝缘后的宽度；
4为由4根并绕。
4中数字符号说明如下：
10（c+0.45）+1.012为线圈端部部分包过对地绝缘后的高度；
4（d+0.45）+1.012为线圈端部部分包过对地绝缘后的宽度。
本发明具有以下优点：初级线圈圆弧角至端部最内层采用半叠包方式包扎两层经活化处理过的聚四氟乙烯带，可以有效防止直线电机槽口处因爬电而造成局部击穿的问题。采用两层200级少胶云母带、两层200级聚酰亚胺薄膜补强中胶云母带和一层聚酰亚胺薄膜作为线圈对地绝缘，可以满足对地耐压7000~26000V的要求，有效防止了电机在过电压时线圈绝缘内外电腐蚀的破坏，同时满足电机运行时线圈表面温度高达195℃的耐温要求。采用200级环氧酸酐无溶剂漆进行VPI真空压力浸渍，该浸渍漆与含有特定固化促进剂的少胶云母带、中胶云母带配合使用，固化挥发份（180±2℃/2h）＜1%，填充性好，挂漆量大，漆膜光滑致密，一体化程度高，有效防止了潮气、盐雾等化学物质对电机绝缘的侵蚀，满足了电机浸入水中经规定的时间后绝缘电阻＞10MΩ的要求，提高了电机运行可靠性和使用寿命。本结构所用绝缘材料成本较低，同时解决了城轨车辆用长初级直线电机启动频繁、振动大、温升高、工作环境恶劣而易出现局部击穿的问题。
Claims (8)
1.一种城轨车辆用长初级直线电机绝缘结构的制作方法，其特征在于，将城轨车辆用长初级直线电机绝缘结构分为两部分，其中一部分为初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈的直线部分，另一部分为嵌在初级铁芯内的线圈的端头部分，两部分分别采用不同的绝缘结构；所述初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈的直线部分采取在初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈外先包绕一层以上少胶云母带，再包绕一层以上薄膜补强中胶云母带，最后包裹一层以上薄膜的三层绝缘结构；在所述嵌在初级铁芯内的线圈的端头部分采取先包绕一层以上聚四氟乙烯带，再包绕一层以上少胶云母带，再包绕一层以上薄膜补强中胶云母带，最后包裹一层以上薄膜的四层绝缘结构；且所述的初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈与各绝缘层通过真空压力浸渍无溶剂绝缘漆粘结为一体。
2.如权利要求1所述的城轨车辆用长初级直线电机绝缘结构的制作方法，其特征在于，所述的初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈的直线部分依次采用半叠包方式包扎的两层少胶云母带，半叠包方式包扎两层聚酰亚胺薄膜补强中胶云母带，平包方式包扎的一层聚酰亚胺薄膜。
3.如权利要求1所述的城轨车辆用长初级直线电机绝缘结构的制作方法，其特征在于，所述的嵌在初级铁芯内的线圈的端头部分采用半叠包方式包扎的两层经活化处理过的聚四氟乙烯带，半叠包方式包扎的两层少胶云母带，半叠包方式包扎的两层聚酰亚胺薄膜补强中胶云母带，平包方式包扎的一层聚酰亚胺薄膜。
4.根据权利要求1的方法所制作出的一种城轨车辆用长初级直线电机绝缘结构，包括初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈，在初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈外包裹有绝缘层；其特征在于，所述初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈的绝缘层分为两种，其中，所述初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈的直线部分采取在初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈外先包绕一层以上少胶云母带，再包绕一层以上薄膜补强中胶云母带，最后包裹一层以上薄膜的三层绝缘结构；在所述嵌在初级铁芯内的线圈的端头部分采取先包绕一层以上聚四氟乙烯带，再包绕一层以上少胶云母带，再包绕一层以上薄膜补强中胶云母带，最后包裹一层以上薄膜的四层绝缘结构；且所述的初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈与各绝缘层通过真空压力浸渍无溶剂绝缘漆粘结为一体。
5.如权利要求4所述的城轨车辆用长初级直线电机绝缘结构，其特征在于，所述的薄膜补强中胶云母带为聚酰亚胺膜补强的中胶云母带；所述的薄膜为聚酰亚胺薄膜。
6.如权利要求5所述的城轨车辆用长初级直线电机绝缘结构，其特征在于，所述的初级铁芯和嵌在初级铁芯内的线圈的直线部分依次采用半叠包方式包扎的两层少胶云母带，半叠包方式包扎两层聚酰亚胺薄膜补强中胶云母带，平包方式包扎的一层聚酰亚胺薄膜。
7.如权利要求5所述的城轨车辆用长初级直线电机绝缘结构，其特征在于，所述的嵌在初级铁芯内的线圈的端头部分采用半叠包方式包扎的两层经活化处理过的聚四氟乙烯带，半叠包方式包扎的两层少胶云母带，半叠包方式包扎的两层聚酰亚胺薄膜补强中胶云母带，平包方式包扎的一层聚酰亚胺薄膜。
8.如权利要求4所述的城轨车辆用长初级直线电机绝缘结构，其特征在于，所述的初级浸渍漆为200级环氧酸酐无溶剂浸渍漆。
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