CN113903504A - 驱动电机用高热级高pdiv的漆包铜扁线及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种驱动电机用高热级高PDIV的漆包铜扁线，包括两组纵向并列分布的漆包组线(2)，两组漆包组线(2)的外部包覆有第一绝缘层(21)，第一绝缘层(21)的外部包覆有第二绝缘层(22)，漆包组线(2)包括两个横向并列分布的铜扁线(1)，两个铜扁线(1)的外部设有包覆有内绝缘层(11)。本发明具有产品耐高压、耐电晕能力、柔韧性好，制备时上漆均匀特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种漆包铜扁线，特别是驱动电机用高热级高PDIV的漆包铜扁线及其制备方法。
背景技术
漆包铜扁线是带R角的矩形铜导体的漆包线，由裸铜导线经退火软化后，经过多次涂漆，烘焙而成。
PDIV是PartialDischargeInceptionVoltage的缩写，意为局部放电起始电压，PDIV高的话，便可防止局部放电的发生。导线电晕放电是强电场作用下导线周围空气的电离现象，它的产生与导线本身和导线周围空气的条件有关；导线周围空气之所以会电离，是由于导线表面的电场强度超过了某一临界值，以至空气中原有离子具备了足够的动能，撞击其它不带电分子，使后者也离子化，最后形成空气的部分导电。漆包线局部放电起始电压值与漆包线本身的性能特性有较大影响，采用耐电晕漆包线才能有效保证电机的漆包线寿命。
聚酯亚胺绝缘漆是在聚酯漆的基础上引入亚胺基团或者同时引入赛克来对其进行改性，目的是提高其耐热性。聚酯亚胺漆包线由于其优秀的耐热性，在密封电机，电动工具，以及其他高耐热等级的电机、电气中得到了广泛的运用。
但是单一的聚酯亚胺绝缘漆漆层，耐高压和耐电晕能力有待提高，刚性较强，柔韧性不足，无法满足紧凑的加工空间和高效的生产要求，容易导致漆层破裂，裸露出内部的导线，影响漆包铜扁线的使用寿命和安全性；而且在上漆时，由于漆包铜扁线上R角的存在，容易导致漆层厚度的均匀性不佳，无法很好地满足新能源汽车电机高性能、高效的需求。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种驱动电机用高热级高PDIV的漆包铜扁线及其制备方法。本发明具有产品耐高压、耐电晕能力、柔韧性好，制备时上漆均匀特点。
本发明的技术方案：驱动电机用高热级高PDIV的漆包铜扁线，包括两组纵向并列分布的漆包组线，两组漆包组线的外部包覆有第一绝缘层，第一绝缘层的外部包覆有第二绝缘层；所述漆包组线包括两个横向并列分布的铜扁线，两个铜扁线的外部设有包覆有内绝缘层。
前述的驱动电机用高热级高PDIV的漆包铜扁线中，所述第一绝缘层由聚酯亚胺和环氧树脂按照5-10:1的重量比混合而成；第二绝缘层由聚酰胺酰亚胺、酚醛树脂和纳米二氧化硅构成，所述聚酰胺酰亚胺、酚醛树脂的重量比为5-10:1。
前述的驱动电机用高热级高PDIV的漆包铜扁线中，所述纳米二氧化硅包括二氧化硅核心，二氧化硅核心的外部包覆有聚氨酯聚酰胺树脂。
前述的驱动电机用高热级高PDIV的漆包铜扁线中，所述内绝缘层由聚酰亚胺、丙烯酸树脂和氨基树脂按照5-10:1:1的重量比混合而成。
前述的驱动电机用高热级高PDIV的漆包铜扁线中，所述第一绝缘层的涂漆道次为8-10道，第二绝缘层的涂漆道次为15-20道，内绝缘层的涂漆道次为5-8道。
一种漆包铜扁线的制备方法，用来制备上述的驱动电机用高热级高PDIV的漆包铜扁线，包括以下步骤：
a、准备材料：
将多根铜圆线经退火处理后经多道平辊压扁轧制成铜扁线；
将聚酯亚胺和环氧树脂按照5-10:1的重量比混合、加热并保温搅拌均匀，得第一绝缘漆；
将聚酰胺酰亚胺和酚醛树脂按照5-10:1的重量比混合、加热并保温搅拌均匀，得到混合液，然后向混合液中加入混合液重量的10-15％的纳米二氧化硅，混合均匀，得第二绝缘漆；
将聚酰亚胺、丙烯酸树脂和氨基树脂按照5-10:1:1的重量比混合、加热并保温搅拌均匀，得内绝缘漆；
b、将两个铜扁线横向并列分布后，在烘炉内采用涂漆装置在两个铜扁线的外部经多次涂覆多次烘烤内绝缘漆，直至内绝缘漆的涂覆厚度和均匀度达到涂覆要求，形成内绝缘层，得A品；
c、将两个A品纵向并列分布后，在烘炉内采用涂漆装置在两个A品的外部经多次涂覆多次烘烤第一绝缘漆，直至第一绝缘漆的涂覆厚度和均匀度达到涂覆要求，形成第一绝缘层，然后在第一绝缘层的外部经多次涂覆多次烘烤第二绝缘漆，直至第二绝缘漆的涂覆厚度和均匀度达到涂覆要求，形成第二绝缘层，得成品；涂漆时，先涂覆外边缘，然后补涂圆角并定型。
前述的漆包铜扁线的制备方法中，所述涂漆装置包括上漆台，上漆台上沿着上漆方向依次设有上漆区、补漆区和整形区，所述上漆区包括一对上漆辊，上漆辊的外部包裹有上漆毛毡，上漆台的上表面设有储漆槽，储漆槽内设有为上漆辊供漆的供漆组件；所述补漆区包括固定支架和活动支架，固定支架和活动支架上均设有相对的安装架，安装架上设有一对上下分布的补漆筒，补漆筒上转动安装有与漆包铜扁线的周角相贴合的补漆轮，补漆轮部分伸入到补漆筒内。
前述的漆包铜扁线的制备方法中，所述上漆台上设有长槽，活动支架通过固定螺栓与长槽连接；所述补漆筒通过支杆与安装架转动连接，支杆上设有锁定螺栓，补漆筒的一侧设有补漆孔。
前述的漆包铜扁线的制备方法中，所述供漆组件包括位于储漆槽内的多个主动轮，上漆台上设有与上漆辊相贴合的补漆辊，主动轮和补漆辊之间通过毛毡带连接。
前述的漆包铜扁线的制备方法中，所述整形区包括整形台，整形台上设有两个上下对称贴合的毛毡板，两个毛毡板相对处设有凹槽，两个凹槽形成与漆包铜扁线的外形相匹配的定型区，底部的毛毡板上设有溢流孔，整形台上设有连通溢流孔和储漆槽的通孔。
与现有技术相比，本发明采用多个铜扁线相结合，提高漆包铜扁线的强度和柔韧性，不易折断，且散热面积大，增加散热性能；采用多层不同的漆层相结合的形式对铜扁线进行包裹，漆层不易破裂，其中第一绝缘层由聚酯亚胺和环氧树脂混合而成；第二绝缘层由聚酰胺酰亚胺、酚醛树脂和纳米二氧化硅构成，内绝缘层由聚酰亚胺、丙烯酸树脂和氨基树脂混合而成，提高漆包铜扁线的弯折、扭曲及挤压变形能力，满足了紧凑的加工空间和高效的生产要求，使得产品的具有优异的耐高压、高PDIV性能和耐电晕能力，提高使用寿命和安全性；
进一步，上漆时采用特殊的上漆装置，增加R角漆液的供应量，保证漆膜厚度的均一性，工艺技术处国内领先水平，使研制出来的项目产品很好地满足新能源汽车电机高性能、高效的需求，可充分适用于新能源汽车驱动电机上。
附图说明
图1是本发明中的漆包铜扁线结构示意图；
图2是本发明中涂漆装置的结构示意图；
图3是补漆区的结构示意图；
图4是整形区的结构示意图。
附图中的标记为：1、铜扁线；11、内绝缘层；2、漆包组线；21、第一绝缘层；22、第二绝缘层；3、上漆台；31、储漆槽；32、长槽；4、上漆区；41、上漆辊；42、上漆毛毡；43、主动轮；44、补漆辊；45、毛毡带；5、补漆区；51、固定支架；52、活动支架；521、固定螺栓；53、安装架；54、补漆筒；541、支杆；55、补漆轮；6、整形区；61、整形台；611、通孔；62、毛毡板；63、凹槽；64、溢流孔。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例：
如图1所示，驱动电机用高热级高PDIV的漆包铜扁线，包括两组纵向并列分布的漆包组线2，两组漆包组线2的外部包覆有第一绝缘层21，第一绝缘层21的外部包覆有第二绝缘层22；所述漆包组线2包括两个横向并列分布的铜扁线1，两个铜扁线1的外部设有包覆有内绝缘层11。
所述第一绝缘层21由聚酯亚胺和环氧树脂按照5-10:1的重量比混合而成；第二绝缘层22由聚酰胺酰亚胺、酚醛树脂和纳米二氧化硅构成，所述聚酰胺酰亚胺、酚醛树脂的重量比为5-10:1。
第一绝缘层21由聚酯亚胺和环氧树脂按照5-10:1的重量比混合而成，使得第一绝缘层21具有耐高温的同时，具有较高的自粘性，与内绝缘层11和第二绝缘层22之间紧密粘合，提高漆包铜扁线的整体粘结强度和机械强度；第二绝缘层22由聚酰胺酰亚胺、酚醛树脂和纳米二氧化硅构成，使得第二绝缘层22具有较高的耐电晕能力、耐热等级和热稳定性，并进一步加入纳米二氧化硅，利用纳米二氧化硅均化高频脉冲下的电场分布，防止电荷积聚、介质损耗增大、局部高温等来提高耐电晕能力均化电场，减少局部放电，提高漆包铜扁线的耐电晕的能力，提高漆包铜扁线的使用寿命和安全性。
所述纳米二氧化硅包括二氧化硅核心，二氧化硅核心的外部包覆有聚氨酯聚酰胺树脂。纳米二氧化硅形成内外两层结构，使得纳米二氧化硅与第二绝缘层22融合性好，纳米二氧化硅在第二绝缘层22内分布均匀，不易聚集，提高漆包铜扁线的耐电晕的均匀性和稳定性。
所述内绝缘层11由聚酰亚胺、丙烯酸树脂和氨基树脂按照5-10:1:1的重量比混合而成。内绝缘层11形成三维网状结构，强韧性高，易弯曲变形，不易破裂，有效保护内部的铜扁线1。
所述第一绝缘层21的涂漆道次为8-10道，第二绝缘层22的涂漆道次为15-20道，内绝缘层11的涂漆道次为5-8道。
一种漆包铜扁线的制备方法，用来制备上述的驱动电机用高热级高PDIV的漆包铜扁线，包括以下步骤：
a、准备材料：
(1)将多根铜圆线经退火处理后经多道平辊压扁轧制成铜扁线1；
(2)将聚酯亚胺和环氧树脂按照5-10:1的重量比混合、加热并保温搅拌均匀，得第一绝缘漆；
(3)将聚酰胺酰亚胺和酚醛树脂按照5-10:1的重量比混合、加热并保温搅拌均匀，得到混合液，然后向混合液中加入混合液重量的10-15％的纳米二氧化硅，混合均匀，得第二绝缘漆；
(4)将聚酰亚胺、丙烯酸树脂和氨基树脂按照5-10:1:1的重量比混合、加热并保温搅拌均匀，得内绝缘漆；
b、将两个铜扁线1横向并列分布后，在烘炉内采用涂漆装置在两个铜扁线1的外部经多次涂覆多次烘烤内绝缘漆，直至内绝缘漆的涂覆厚度和均匀度达到涂覆要求，形成内绝缘层11，得A品；
c、将两个A品纵向并列分布后，在烘炉内采用涂漆装置在两个A品的外部经多次涂覆多次烘烤第一绝缘漆，直至第一绝缘漆的涂覆厚度和均匀度达到涂覆要求，形成第一绝缘层21，然后在第一绝缘层21的外部经多次涂覆多次烘烤第二绝缘层22，直至第二绝缘层22的涂覆厚度和均匀度达到涂覆要求，形成第二绝缘层22，得成品；涂漆时，采用薄涂多涂的工艺，先涂覆外边缘，然后补涂圆角并定型，生产速度为80m/min，可实现单边100um的漆膜厚度，上漆均匀。
以QY(F)B-2/240的漆包铜扁线为例，成品的尺寸为宽边导体尺寸：2.540～2.600mm；窄边导体尺寸：2.240～2.300mm；宽边外形尺寸：2.740～2.840mm；窄边外形尺寸：2.440～2.540mm；圆角半径：0.40±0.03mm；单边漆膜厚度：≥0.100mm；电阻：≤0.003105Ω/m；伸长率：≥30％；回弹角：≤5°。
圆棒弯曲试验：宽边圆棒直径4.6mm，窄边圆棒直径5.2mm，漆膜不开裂；
附着性试验：漆膜失去附着性的距离≤3.3mm；
热冲击试验：温度260℃，试棒直径6.9mm，时间30min，漆膜不开裂；
耐溶试验：在60℃标准溶剂中浸渍30min后，用硬度”H”的铅笔试验，漆膜不被刮破；
击穿电压试验：室温≥5KV，高温(200℃)≥4KV；
盐水针孔试验：≤1个/6m；
软化击穿试验：在450℃温度下，2min内不击穿；
局部放电起始电压PDIV(峰值)≥1500V。
如图2-4所示，所述涂漆装置包括上漆台3，上漆台3上沿着上漆方向依次设有上漆区4、补漆区5和整形区6，所述上漆区4包括一对上漆辊41，上漆辊41的外部包裹有上漆毛毡42，上漆台3的上表面设有储漆槽31，储漆槽31内设有为上漆辊41供漆的供漆组件；所述补漆区5包括固定支架51和活动支架52，固定支架51和活动支架52上均设有相对的安装架53，安装架53上设有一对上下分布的补漆筒54，补漆筒54上转动安装有与漆包铜扁线的周角相贴合的补漆轮55，补漆轮55部分伸入到补漆筒54内。
所述上漆台3上设有长槽32，活动支架52通过固定螺栓521与长槽32连接；所述补漆筒54通过支杆541与安装架53转动连接，支杆541上设有锁定螺栓，补漆筒54的一侧设有补漆孔。活动支架52通过在长槽32上移动，可以调整活动支架52和固定支架51之间的距离，支杆541与安装架53转动连接，可以调整支杆541与安装架53之间的连接角度，从而可以调整四个补漆轮55的位置和角度，从而使得补漆轮55可以匹配不同尺寸的漆包铜扁线。
所述供漆组件包括位于储漆槽31内的多个主动轮43，上漆台3上设有与上漆辊41相贴合的补漆辊44，主动轮43和补漆辊44之间通过毛毡带45连接。
所述整形区6包括整形台61，整形台61上设有两个上下对称贴合的毛毡板62，两个毛毡板62相对处设有凹槽63，两个凹槽63形成与漆包铜扁线的外形相匹配的定型区，底部的毛毡板62上设有溢流孔64，整形台61上设有连通溢流孔64和储漆槽31的通孔611。
上漆时，铜扁线1依次经过上漆区4、补漆区5和整形区6，上漆区4的其中一个主动轮43在电机的带动下转动，使得毛毡带45沾上储漆槽31内的漆液后，经过贴合的上漆辊41，将漆液供给上漆辊41，铜扁线1经过两个上漆辊41之间上漆后，再经过补漆区5，调整四个补漆轮55的位置，使得四个补漆轮55恰好位于漆包铜扁线的周角处，增加圆角上漆量，使得漆包铜扁线整体上漆均匀，最后漆包铜扁线穿过定型区，定型区将漆包铜扁线进行定位的同时，去除多余的漆液，保证漆包铜扁线的外形，多余的漆液经过溢流孔64和通孔611进入到储漆槽31内。
Claims (10)
1.驱动电机用高热级高PDIV的漆包铜扁线，其特征在于：包括两组纵向并列分布的漆包组线(2)，两组漆包组线(2)的外部包覆有第一绝缘层(21)，第一绝缘层(21)的外部包覆有第二绝缘层(22)；所述漆包组线(2)包括两个横向并列分布的铜扁线(1)，两个铜扁线(1)的外部设有包覆有内绝缘层(11)。
2.根据权利要求1所述的驱动电机用高热级高PDIV的漆包铜扁线，其特征在于：所述第一绝缘层(21)由聚酯亚胺和环氧树脂按照5-10:1的重量比混合而成；第二绝缘层(22)由聚酰胺酰亚胺、酚醛树脂和纳米二氧化硅构成，所述聚酰胺酰亚胺、酚醛树脂的重量比为5-10:1。
3.根据权利要求2所述的驱动电机用高热级高PDIV的漆包铜扁线，其特征在于：所述纳米二氧化硅包括二氧化硅核心，二氧化硅核心的外部包覆有聚氨酯聚酰胺树脂。
4.根据权利要求1所述的驱动电机用高热级高PDIV的漆包铜扁线，其特征在于：所述内绝缘层(11)由聚酰亚胺、丙烯酸树脂和氨基树脂按照5-10:1:1的重量比混合而成。
5.根据权利要求1所述的驱动电机用高热级高PDIV的漆包铜扁线，其特征在于：所述第一绝缘层(21)的涂漆道次为8-10道，第二绝缘层(22)的涂漆道次为15-20道，内绝缘层(11)的涂漆道次为5-8道。
6.一种漆包铜扁线的制备方法，用来制备如权利要求1-5任意一权利要求所述的驱动电机用高热级高PDIV的漆包铜扁线，其特征在于：包括以下步骤：
a、准备材料：
(1)将多根铜圆线经退火处理后经多道平辊压扁轧制成铜扁线(1)；
(2)将聚酯亚胺和环氧树脂按照5-10:1的重量比混合、加热并保温搅拌均匀，得第一绝缘漆；
(3)将聚酰胺酰亚胺和酚醛树脂按照5-10:1的重量比混合、加热并保温搅拌均匀，得到混合液，然后向混合液中加入混合液重量的10-15％的纳米二氧化硅，混合均匀，得第二绝缘漆；
(4)将聚酰亚胺、丙烯酸树脂和氨基树脂按照5-10:1:1的重量比混合、加热并保温搅拌均匀，得内绝缘漆；
b、将两个铜扁线(1)横向并列分布后，在烘炉内采用涂漆装置在两个铜扁线(1)的外部经多次涂覆多次烘烤内绝缘漆，直至内绝缘漆的涂覆厚度和均匀度达到涂覆要求，形成内绝缘层(11)，得A品；
c、将两个A品纵向并列分布后，在烘炉内采用涂漆装置在两个A品的外部经多次涂覆多次烘烤第一绝缘漆，直至第一绝缘漆的涂覆厚度和均匀度达到涂覆要求，形成第一绝缘层(21)，然后在第一绝缘层(21)的外部经多次涂覆多次烘烤第二绝缘漆，直至第二绝缘漆的涂覆厚度和均匀度达到涂覆要求，形成第二绝缘层(22)，得成品；涂漆时，先涂覆外边缘，然后补涂圆角并定型。
7.根据权利要求6所述的漆包铜扁线的制备方法，其特征在于：所述涂漆装置包括上漆台(3)，上漆台(3)上沿着上漆方向依次设有上漆区(4)、补漆区(5)和整形区(6)，所述上漆区(4)包括一对上漆辊(41)，上漆辊(41)的外部包裹有上漆毛毡(42)，上漆台(3)的上表面设有储漆槽(31)，储漆槽(31)内设有为上漆辊(41)供漆的供漆组件；所述补漆区(5)包括固定支架(51)和活动支架(52)，固定支架(51)和活动支架(52)上均设有相对的安装架(53)，安装架(53)上设有一对上下分布的补漆筒(54)，补漆筒(54)上转动安装有与漆包铜扁线的周角相贴合的补漆轮(55)，补漆轮(55)部分伸入到补漆筒(54)内。
8.根据权利要求7所述的漆包铜扁线的制备方法，其特征在于：所述上漆台(3)上设有长槽(32)，活动支架(52)通过固定螺栓(521)与长槽(32)连接；所述补漆筒(54)通过支杆(541)与安装架(53)转动连接，支杆(541)上设有锁定螺栓，补漆筒(54)的一侧设有补漆孔。
9.根据权利要求7所述的漆包铜扁线的制备方法，其特征在于：所述供漆组件包括位于储漆槽(31)内的多个主动轮(43)，上漆台(3)上设有与上漆辊(41)相贴合的补漆辊(44)，主动轮(43)和补漆辊(44)之间通过毛毡带(45)连接。
10.根据权利要求7所述的漆包铜扁线的制备方法，其特征在于：所述整形区(6)包括整形台(61)，整形台(61)上设有两个上下对称贴合的毛毡板(62)，两个毛毡板(62)相对处设有凹槽(63)，两个凹槽(63)形成与漆包铜扁线的外形相匹配的定型区，底部的毛毡板(62)上设有溢流孔(64)，整形台(61)上设有连通溢流孔(64)和储漆槽(31)的通孔(611)。
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