CN1215490C - 绝缘材料和电机绕组及其制造方法 - Google Patents

绝缘材料和电机绕组及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1215490C
CN1215490C CNB998167185A CN99816718A CN1215490C CN 1215490 C CN1215490 C CN 1215490C CN B998167185 A CNB998167185 A CN B998167185A CN 99816718 A CN99816718 A CN 99816718A CN 1215490 C CN1215490 C CN 1215490C
Authority
CN
China
Prior art keywords
insulating material
resin
heat
amount
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CNB998167185A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1367931A (zh
Inventor
角田智也
小野田满
本田龙夫
天城滋夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of CN1367931A publication Critical patent/CN1367931A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1215490C publication Critical patent/CN1215490C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/56Insulating bodies
    • H01B17/60Composite insulating bodies
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/02Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
    • H01B3/04Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances mica
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/12Impregnating, heating or drying of windings, stators, rotors or machines
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/30Windings characterised by the insulating material
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/32Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/40Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation for high voltage, e.g. affording protection against corona discharges
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H01F27/324Insulation between coil and core, between different winding sections, around the coil; Other insulation structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00Coils
    • H01F5/06Insulation of windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/223Heat bridges

Abstract

为了提供具有优异电特性的绝缘层的电机绕组和优异电特性的电机绕组的绝缘层,通过使用具有云母层3,加强材料层5和高导热性填充材料层7的高导热性绝缘带1围绕于绕组导体10的周围而形成高导热性绝缘层11,其中云母层3中树脂的量占绝缘材料总重量的10wt%到25wt%,而其中高导热性填充剂层7中树脂的量占绝缘材料总重量的10wt%到25wt%。

Description

绝缘材料和电机绕组 及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种,用于形成电机绕组的主绝缘体的以及电机绕组绝缘材料及其制造方法。
背景技术
日本特开昭63-110929号专利申请描述了一种用于旋转电机的电机绕组绝缘层的制造方法,即环绕导体束缠绕一种绝缘材料,该绝缘材料有一云母层、一加强材料层、和一含有高导热性填充材料的填充材料层,其中的这些层含有热固化树脂。这种绝缘材料围绕缠在一束绕组导体的外周部分,而绝缘材料中的树脂则在对其加压的情况下波被热和固化以形成电机绕组的绝缘层。在制造电机绕组时,导体边上用上述的云母和加强绝缘材料缠绕,而且绝缘材料层用含有细微粉状的无机填充物成份的热固化树脂制品浸渍然后再加压、加热、和固化。在这方面,描述了一种方法,用来在将云母箔缠到导体束周围之前将含有填充物的热固化树脂制品浸渍和施加到云母箔中或箔上。
在日本特开昭55-53802号专利申请中描述了一种绝缘材料,其中的组合云母片和合成纤维及高导热率的无机粉末相混合并用热固化树脂浸渍。在这方面,在这个专利公报中说明了一种绝缘片,它由将玻璃丝布用环氧树脂粘在组合云母箔上而制成。
对于工作在低电压的旋转电机来说,使用具有由上述绝缘材料形成的绝缘层的电机绕组是没有问题的。但是,如果电机绕组是用于在高电压下工作的这种旋转电机,例如工业用发电机或高压电机,那就会出现这种情况,即由于电气缺陷而在电特性上出现问题。本发明人研究了绝缘材料的电缺陷的原因并发现电缺陷的起因是包含在云母层、加强材料层和填充材料层的树脂中的细水气泡部分,当绝缘材料环绕缠在电机绕组的导体束上并挤压成形时这些气泡没有从树脂部分中被驱赶出来而是留在了绝缘材料中,发明人发现,这是由于在挤压、成形、固化电机绕组的绝缘层的过程中所生产的浸渍树脂的不充分流动和不平衡流动所造成的,因为在每一层云母层和填充材料层中的树脂量没有保持在合适的数值上。
发明内容
本发明的目的是提供一种绝缘材料,它能够产生具有优异电特性的电机绕组的绝缘层,并提供一种具有优异电特性的绝缘层的电机绕组及其制造方法。
为了实现上述目的,本申请提供了一种带状或片状的绝缘材料,所述绝缘材料由下列各层叠压和粘结而制成:由片状的无机绝缘材料并用热固化树脂粘结而成的电介质层,包括热固化树脂的加强材料层,以及将高导热性无机填充剂扩散在热固化树脂中的导热层,其中,在电介质层中树脂的量是绝缘材料总重量的10~25wt%,而在导热层中树脂的量是绝缘材料重量的10~25wt%,且其中电介质层中树脂的量和导热层中树脂的量之间的差不大于绝缘材料总重量的5wt%。
根据本发明的绝缘材料,所述无机绝缘材料为片状云母层。所述绝缘材料中树脂的总量是绝缘材料总重量的20~50wt%;所述导热层中的填充剂可以是一种无机材料,其热传导率为5W/m·K或更高;所述绝缘材料可以按电介质层、加强材料层和导热层的顺序,或按加强材料层、导热层和电介质层的顺序叠压成层;以及所述填充剂中可以有1wt%到80wt%是球形的。
本发明提供的一种电机绕组,具有由带状绝缘材料缠绕在其一束绕组导体周围而形成的绝缘层,其中,该带状绝缘材料是由叠压和粘合下列各层而制成的:由用热固化树脂粘结和排列的片状无机绝缘材料制成的电介质层,包括热固化树脂的加强材料层,以及将高导热性无机填充剂扩散在热固化树脂中的导热层,其中电介质层中树脂的量为绝缘材料重量的10~25wt%,导热层中树脂的量为绝缘材料重量的10~25wt%,而电介质层中树脂的量和导热层中树脂的量间的差不大于绝缘材料总重量的5wt%。
本发明提供了一种电机绕组的制造方法,所述方法包括以下步骤:通过叠层和粘结以下各层而形成带状或片状的绝缘材料:由用热固化树脂粘结的片状无机绝缘材料制成的电介质层,包括热固化树脂的加强材料层,和将高导热性无机填充剂扩散在热固化树脂中的导热层,其中,将电介质层中的无机绝缘材料排列成与加强材料层的带或片的表面的方向平行,且电介质层中树脂的量是绝缘材料总重量的10~25wt%,导热层中树脂的量为绝缘材料总重量的10~25wt%,以及电介质层中树脂的量和导热层中树脂的量之间的差不大于绝缘材料总重量的5wt%;将绝缘材料紧密地缠绕在导体束的周围;将所述电机的绕组放在具有加热和加压装置的成形模中;以及加热、加压并固化所述热固化树脂。
附图说明
图1A和1B是按照本发明的优选实施例的一种高导热率绝缘带材料结构的截面图。
图2是按照本发明的优选实施例的电机绕组的一种结构的透视图。
图3是说明按照本发明的优选实施例的一种电机绕组制造过程的透视图。
图4是按照本发明的优选实施例的旋转电机结构的截面图。
图5是用来说明图4中定子结构的截面透视图。
具体实施方式
按照本发明的本优选实施例,提供一种绝缘材料,它具有由片状云母或其类似物制成的片状无机绝缘材料层,无机绝缘材料层的加强材料层,以及粘结到上述的加强材料层和上述的片状无机绝缘材料层或粘结到上述加强材料层上的填充材料层,并具有用来粘结上述无机绝缘材料层、加强材料层和填充材料层用的半固化的热固化树脂,其中上述无机绝缘材料层的树脂含量为绝缘材料总重重量的10到25%,而其中上述填充材料层中树脂含量为绝缘材料总重的按重量的10到25%,且其中无机绝缘材料层中树脂含量和填充材料层中树脂含量之间的差不大于按重量的10%。在上述的绝缘材料中,片状的无机绝缘材料是指,例如云母和其云母利用热固性树脂安排成予定方向的云母层,是电介质层,用来保证绕组或绕圈的电绝缘。
与无机绝缘材料层相邻地叠在一起的加强材料层是一种纤维状的绝缘材料,例如玻璃丝布或聚酰亚胺膜这样的薄膜,特别是,它保证绝缘材料在两维方向上的机械强度。填充材料层优选地包括无机填充剂及/或短纤维,它具有5W/m·K或更高的导热率并且按重量1到80%,更具体是2到50%的无机填充剂是球形填充剂,这样更有效。合适量的球状填充剂可以改进填充剂在树脂中的弥散性并且在绝缘带材绕在导线束的周围并挤压而成形时可给树脂制品提供合适的流动性,这可以从含有树脂的绝缘层中驱走在绕制的绝缘带材中的微小气泡。
优选的是微粒形的填充剂或箔片形的填充剂(例如矾土)中平均微粒直径为0.1μm到20μm,尤其是,0.2μm到10μm。如果微粒尺寸太小,则当绝缘材料围绕缠在导体束上时热固化树脂的粘度增加而树脂的流动性变劣。如果微粒的尺寸太大,则当绝缘材料层被挤压而成形时片状的云母可能受损伤。一般说来,优选的是,球形填充剂的尺寸要大于非晶形填充剂的尺寸。这是因为非晶形填充剂会进入球形填充剂间的空隙以增加填充材料层的热传导率。
制造球形填充剂的方法的一个例子是将诸如石英、矾土、氧化钛、二氧化硅的填充剂微粒吹到一个火焰中以使微粒的部分表面熔融而使它们形成圆形。微粒没有必要形成真正的球状。圆形的微粒与未处理的微粒相比能平滑地在树脂中流动。利用任意形状的填充剂质点和圆形填充剂相结合将能合适地保持热固化树脂的流动。
作为无机绝缘材料的一种优选云母层是一层包括由小的云母片构成的组合云母箔,尤其是,用造纸法以片状云母(云母片)制成的片材并用热固化树脂浸渍过。云母片是层叠的并在两维方向上安排成近似平行状,并且用热固化树脂相互粘结。
加强材料层是由加强材料制成的,例如玻璃丝布。为了把这种加强材料粘结在云母层上,加强材料用热固化树脂浸渍并粘结到云母箔上然后将树脂半固化。作为玻璃丝布,可以使用纺织布和无纺布,但纺织布更为合适。玻璃丝布的厚度可任意选择,但优选的是约0.04mm到0.1mm。
填充材料层是把填充剂扩散到热固化树脂中并把它们填充进去而制成的,填充剂具有的导热率至少是5W/m·K并由高导热率的无机微粒制成,它们是例如矾土、氮化硼、氧化镁、氮化铝、氟化镁、二氧化硅、氟化硅等。作为填充剂,可以使用箔形矾土。填充材料层是一个导热层,其中的无机微粒起着将旋转电机的绕组中产生的热量发送和扩散到外界去的作用。具有导热率为30W/m·K或更高的无机填充剂,例如矾土、氮化硼是特别优选的。无机填充剂不仅存在于填充材料层而且也可以存在于加强材料层的布的网眼中。优选的是无机填充剂按其重量的1%到80%是球形填充剂。使用合适的球形填充剂可以改进非球形填充剂在树脂中的扩散并产生树脂的合适的流动性,并且在绝缘材料层挤压成形并固化时将包含在带有树脂的绝缘材料层中的微小气泡驱赶到成形模子之外。
绝缘材料含有热固化树脂,例如环氧树脂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、蜜胺树脂、聚酰亚胺树脂、树脂的总量构成了绝缘材料总重量的按重量的20%到50%。在云母层中树脂的量和在填充层中树脂的量的每一个要分别调整以便使它成为绝缘材料总重量的按重量的10%到25%。
这里,云母层和树脂量和填充层的树脂量的每一个要分别调节使它成为绝缘材料总重量的按重量的10%到25%,其理由如下:绝缘材料是用作为半固化物的外形的。换句话说,浸渍到或加到云母层、加强材料层和填充材料层中的热固化树脂是半固化成处于B阶段的(即在用手拿时它并不沾手的状态)。当形成电机绕组的绝缘层时,在将绝缘带材或片材按产生所需的介电强度而要求的层数在导体束周围缠绕以及在挤压和形成叠层的绝缘材料这一过程中,包含在云母层、加强材料层和填充材料层中的微小气泡和多余的树脂一起被驱赶出来。为了驱赶树脂中的微小气泡,并保证为了保持绝缘性质和机械强度所需的树脂量,就有必要将云母层和填充层的每一个用其量不少于绝缘材料总重量的10%的树脂来浸渍。同时,在云母层和填充层中每一个的树脂量要微到不多于绝缘材料总重量的按重量的25%。这是因为如果树脂重量超过了绝缘材料总重量的25%,则可操纵性就下降而且绝缘材料会起皱,因此在将绝缘材料围绕绕组导体缠绕时不能产生一个良好的绝缘层。同时,这也是因为填充剂的量相对不足因而绝缘材料的热传导率降低。尤其是,希望云母层的树脂量和填充层的树脂量分别被调节到绝缘材料总重量的按重量的12%到18%。在这种情况下,树脂的总量构成了绝缘材料总重量的按重量的24%到36%。在这方面,在上述的估算中,在加强材料层中树脂的量是包括在云母树脂的量中的。
同时,对于按照本发明的绝缘材料中的树脂的量,在云母层中树脂的量和在填充层中树脂的量之间的差别要做到不大于按重量的10%,更具体的是按重量不大于5%。更为可取的是,这两层在树脂的量方面几乎相互等同。这里,在云母层的树指量和填充层的树脂量之间的差要做到按重量不大于10%。这是因为,如果在云母层中的树指量和在填充层中的树指量之间的差超过了按重量的10%,那么当电机绕组在形成时的挤压过程中含有要被驱赶出去的微小气泡的部分树脂将会从具有较多量树脂的层中进入并保留在具有较少量的树脂的层中。具体说,树脂量之间的差别不大于按重量的5%,那么树脂的额外流动到别的层去的情况是不会发生的。因此,最好的情况在两个层内树脂量彼此接近于相等。
在这方面,在加强层中的树脂量,例如在玻璃丝布中,不超过绝缘材料总重量的按重量的7%,一般说来是按重量的3到5%。
按照本发明电机绕组的绝缘层是利用具有电介质层、加强材料层、和导热层的绝缘材料层形成的,其中在电介质层和导热层中每一层的树脂量做成绝缘层总重量的按重量的10%到25%。电介质层是含有云母箔的云母层。加强材料层是含有例如玻璃丝布或聚酰亚胺薄膜的加强材料的层。导热层是含有填充剂的填充材料层,填充剂具有至少为5W/m·K的热传导率,例如矾土填充剂。每一层含有热固化树脂,例如环氧树脂。树脂的总量构成了绝缘材料总重量的按重量的20%到50%,云母层中树脂量构成了绝缘材料总重量的按重量的10%到25%,而填充材料层的树脂量构成了绝缘材料总重量的按重量的10%到25%。量占高导热性绝缘带材1的总重量的15.0%的重量,因此包括在玻璃丝布层中的树脂8的量占高导热性绝缘带材1的总重量的3.5%的重量。
这种高导热性的绝缘带材1是按下述方式制造的。首先要制备组合云母箔2(重量:165g/m2)和玻璃丝布(重量:35g/m2),组合云母箔是利用造纸机由扩散在水中的组合云母微粒制成的,把云母箔和玻璃丝布用树脂8浸渍,树脂包括100份按重量的酚醛型环氧树脂和3份按重量的BF3单乙胺(浸渍树脂量:85g/m2),然后两者相互粘合而成为组合云母片状(云母层3和加强材料层5的叠层)。
然后,矾土微粒6和树脂8包括100份按重量的酚醛型环氧树脂和3份按重量的BF3单乙胺按如下方式混合在一起,即矾土微粒对树脂8的重量比为2比1,并且在其中加入按重量的10%的甲基乙基酮(丁酮)。以这种方式制成的混合物利用滚筒涂敷器加到组合云母片的加强材料层5的边上,其量为一层256g/m2。然后将甲基乙基酮在干燥炉中挥发并移走从而产生高导热性的绝缘片材。高导热性的绝缘片材再用切带机切成30mm宽以产生高导热性的绝缘带材1。
其次,在图2的基础上说明按照本发明优选实施例的电机绕组9的结构,电机绕组9含有绕组导体10,它是由多个绝缘导体10a绕制而成的,绕组还有高导热性绝缘层11,它形成于绕组导体10的外周边部分。这个电机绕组9用下列方式制成。首先,如图2所示,多个绝缘导体10a绕制若干圈以形成绕组导体10,示于图1a的高导热性绝缘带材1以如下方式环绕绕组导体10的外周边缠绕,即要使得它相互部分地重叠。这里,云母层3的高导热性填充材料层7的任何一层都可以安排在挨着绕组导体10的边上,在本优选实施例中,高导热性绝缘带材1围绕绕组导体10的外周边部分并使云母层3挨着绕组导体10的边上。在这方面,在使用图1b所示的高导热性绝缘带材的情况下,加强材料层5或高导热性填充材料层7都可以安排在邻近于绕组导体10。在高导热性绝缘带1的外周边部分还绕着脱模带12。这是因为为了防止成形模子粘在高导热性绝缘带1上,所以要把脱模带12围在高导热性绝缘带1的外周边部分。
然后,如图3所示,具有加热和加压装置(未示出)的成形模13安装在高导热性绝缘带1上并在高导热性绝缘带1的外表面上施加外力以便将包含在高导热性绝缘带1中的微小气泡和包含在高导热性绝缘带1中的一部分树脂一起驱赶出来,而高导热性绝缘带1被同时加热到予定的温度以固化在高导热性绝缘带1中的树脂8,这样就形成了高导热性绝缘层11。电机绕组9就以这种方式生产。因这种方式生产的电机绕组9放在例如发电机、电机或其类似物这样的旋转电机的铁芯的槽中。(比较
实施例)
下面将要在表1的基础上说明本优选实施例的电机绕组和对照实施例的电机绕组的交流介电击穿电压试验的结果。使用了由按下列方式制成的高导热性绝缘带所形成的高导热性绝缘的电机绕组。高导热性绝缘带材是按下列方法制成的。首先,制备了组合云母箔2(重量:165g/m2)和玻璃丝布4,云母箔是利用造纸机由扩散在水中的组合云母微粒所制成的,云母箔和玻璃丝布用树脂浸渍,树脂包括100份按重量的酚醛型环氧树脂和3份按重量的BF3单乙胺,(浸渍树脂的量:40g/m2),将两者相互粘合以产生组合云母片材(云母层3和加强材料层5的叠层)。
然后,矾土微粒和树脂包括100份按重量的酚醛型环氧树脂和3份按重量的BF3单乙胺以如下方式混合,即矾土微粒对树脂8的重量比为3.5比1,并在其中加入10%按重量的甲基乙基酮。按这种方式制成的混合物利用滚筒涂敷器加到组合云母片材的加强材料层的一侧,一层的量为230g/m2。然后甲基乙基酮在干燥炉中被挥发并移走以产生高导热性绝缘片材。然后高导热性绝缘片材用切带机切成宽度为30mm以生产高导热性绝缘带材1。在高导热性绝缘带中,树脂占高导热性绝缘带总重量的19.3%。云母层中树脂的量占高导热性绝缘带的总重量的7.1%,高导热性填充材料层中树脂的总量占高导热性绝缘带材的总重量的10.4%,因此玻璃丝布层中树脂量占高导热性绝缘带材的总重量的1.8%。
此后,用按上述方法制造的高导热性绝缘带材来制造电机绕组。(EP0762445A2)。制造高导热性绝缘带材的方法和在本优选实施例中所说明的方法是相同的,因此对它的说明将被省略。在进行交流电介质击穿试验之前,先将铝箔分别围绕在本优选实施例的电机绕组和对照实施例的电机绕组的每一个外周边部分以形成一个铝电极。跨越铝电极和本优选实施例和对照实施例的每一个电机绕组的绕组导体加上交流电压,并测量交流电介质击穿电压。试验结果如表1所示。
表1    电介质击穿电压测试结果
    优选实施例     对照实施例
  测试值(kv/mm)测试值(kv/mm)测试值(kv/mm)平均值(kv/mm)     26.529.027.527.7     19.017.521.519.3
如从表1很明显,本优选实施例的电机绕组的交流电介质击穿电压比比对照实施例的电机绕组的要高。这是因为本优选实施的电机绕组的高导热性的绝缘层是用高导热性绝缘带材形成的,其中云母层的树脂量和高导热性填充材料层的树脂数各自分别占材料总重量的百分之10到15,当高导热性绝缘层在形成时,包含在高导热性绝缘带材中的微小气泡能在挤压过程中随着高导热性绝缘带材中的一部分树脂一起被驱赶出来。因此,由于本优选实施例电机绕组含有电气性能优异的致密的高导热性绝缘层,所以它能对工作在高电压下的旋转电机提供高可靠性。
(优选实施例2)
其次将要说明另一个优选实施例,其中混合使用了任意形状的填充料(A)和球形填充料(B)。
在本发明中,云母粉被扩散在水中并用造纸机组合以形成组合厚度为0.08mm的云母箔。玻璃丝布其厚度为0.03mm被用作为加强件,并用树脂合成物把它和组合云母箔粘合在一起,树脂包括100份按重量的酚醛型环氧树脂和3份按重量的BF3单乙胺,把它加在其上以形成片材。上述的环氧合成物用甲基乙基酮混以任意形状的填充剂(A)和球形填充剂(B),其成份如表2所示。这一组合物用滚筒涂敷器加在上述的云母片材的加强材料的一侧以生成绝缘片材。这种绝缘片材被切成30mm的宽度以生产云母带材。上述这种云母带材围绕一束导体缠绕7圈,这些导体的单独导线先经过绝缘处理,其尺寸为40mm×10mm×1000mm长,缠绕的方式是在它的宽度一半的范围内相互重叠,然后加热到110℃延续15分钟,再加热到170℃延续60分钟并加压5Mpa以形成绝缘材料层,从而制造成绝缘绕组。作为对照,制造了只使用任意形状的填充剂而不用球形填充剂的电机绕组,并测量了它的特性。测量结果示于表2中。
表2    填充剂成份的例子
  填充剂成份 导热率(W/m·k) 电介质击穿电压(kv/m)
1号 A(AlF3;97wt%)/B(SiO2;3wt%) 0.55 28
2号 A(SiO2;96wt%)/B(SiO2;4wt%) 0.58 29
3号 A(SiO2;93wt%)/B(Al2O3;7wt%) 0.57 28
4号 A(Al2O3;90wt%)/B(Al2O3;10wt%) 0.57 29
对照例 (Al2O3;100wt%)     0.57     18
如表2所示,按照本发明任意形状的填充剂和球形填充剂的混合可以产生具有高电介质击穿电压的高绝缘层而不会损害绝缘材料的导热性,在云母中树脂的量和在填充材料层中树脂量之间的差别做到按重量不大于10%,当形成电机绕组的绝缘层时,在挤压过程中,要驱赶到外面去的含有微小气泡的一部分树脂可以防止从具有较多量树脂的层中进入具有较少树脂量的层中或仍留在那里,这样就可以生产出具有优异电特性的电机绕组的绝缘导。
按照本发明的电机绕组可以产生具有高可靠性的电机绕组,即使用于各种各样的旋转电机中它的电特性也不会变坏。
工业可应用性
按照本发明的绝缘材料,包含在绝缘材料中的微小气泡可以充分地和在绝缘材料中的一部分树脂一起驱赶出去,这能产生具有优异电持性的电机绕组的绝缘层。

Claims (16)

1.一种带状或片状的绝缘材料,所述绝缘材料由下列各层叠压和粘结而制成:由片状的无机绝缘材料并用热固化树脂粘结而成的电介质层,包括热固化树脂的加强材料层,以及将高导热性无机填充剂扩散在热固化树脂中的导热层,其中,在电介质层中树脂的量是绝缘材料总重量的10~25wt%,而在导热层中树脂的量是绝缘材料总重量的10~25wt%,且其中电介质层中树脂的量和导热层中树脂的量之间的差不大于绝缘材料总重量的5wt%。
2.如权利要求1所述的绝缘材料,其中,所述无机绝缘材料是片状的云母。
3.如权利要求1或2所述的绝缘材料,其中,所述绝缘材料中树脂的总量占绝缘材料总重量的20wt%到50wt%。
4.如权利要求1或2所述的绝缘材料,其中,所述导热层中的填充剂是一种无机材料,其热传导率为5W/m·K或更高。
5.如权利要求1所述的绝缘材料,其中,按所述电介质层、加强材料层和导热层的顺序将它们叠压成层。
6.如权利要求1所述的绝缘材料,其中,按所述加强材料层、导热层和电介质层的顺序将它们叠压成层。
7.如权利要求1所述的绝缘材料,其中,所述填充剂中1wt%到80wt%是球形的。
8.一种电机绕组,具有由带状绝缘材料缠绕在其一束绕组导体周围而形成的绝缘层,其中,该带状绝缘材料是由叠压和粘合下列各层而制成的:由用热固化树脂粘结和排列的片状无机绝缘材料制成的电介质层,包括热固化树脂的加强材料层,以及将高导热性无机填充剂扩散在热固化树脂中的导热层,其中电介质层中树脂的量为绝缘材料总重量的10~25wt%,导热层中树脂的量为绝缘材料总重量的10~25wt%,而电介质层中树脂的量和导热层中树脂的量间的差不大于绝缘材料总重量的5wt%。
9.如权利要求8所述的电机绕组,其中,所述片状无机绝缘材料是片状云母。
10.如权利要求8所述的电机绕组,其中,所述绝缘材料中树脂的总量占绝缘材料总重的20wt%~50wt%。
11.如权利要求8所述的电机绕组,其中,在导热层中的填充剂是无机材料,其导热率为5W/m·K或更高。
12.一种电机绕组的制造方法,所述方法包括以下步骤:
通过叠层和粘结以下各层而形成带状或片状的绝缘材料:由用热固化树脂粘结的片状无机绝缘材料制成的电介质层,包括热固化树脂的加强材料层,和将高导热性无机填充剂扩散在热固化树脂中的导热层,其中,将电介质层中的无机绝缘材料排列成与加强材料层的带或片的表面的方向平行,且电介质层中树脂的量是绝缘材料总重量的10~25wt%,导热层中树脂的量为绝缘材料总重量的10~25wt%,以及电介质层中树脂的量和导热层中树脂的量之间的差不大于绝缘材料总重量的5wt%;
将绝缘材料紧密地缠绕在导体束的周围;
将所述电机的绕组放在具有加热和加压装置的成形模中;以及
加热、加压并固化所述热固化树脂。
13.如权利要求12所述的电机绕组的制造方法,其中,所述无机绝缘材料是片状的云母。
14.如权利要求12所述的电机绕组的制造方法,其中,所述无机绝缘材料层中树脂的量和导热层中树脂的量之间的差不大于绝缘材料总重量的5wt%。
15.如权利要求12所述的电机绕组的制造方法,其中,所述绝缘材料中树脂的总量占绝缘材料的总重量的20wt%到50wt%。
16.如权利要求12所述的电机绕组的制造方法,其中,所述导热层中的填充剂是一种无机材料,其导热率为5W/m·K或更高。
CNB998167185A 1999-08-27 1999-08-27 绝缘材料和电机绕组及其制造方法 Expired - Lifetime CN1215490C (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP1999/004640 WO2001016965A1 (fr) 1999-08-27 1999-08-27 Materiau isolant, enroulement electrique et leur procede de fabrication

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB200410064112XA Division CN1317719C (zh) 1999-08-27 1999-08-27 绝缘材料和电机绕组

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1367931A CN1367931A (zh) 2002-09-04
CN1215490C true CN1215490C (zh) 2005-08-17

Family

ID=14236559

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB998167185A Expired - Lifetime CN1215490C (zh) 1999-08-27 1999-08-27 绝缘材料和电机绕组及其制造方法
CNB200410064112XA Expired - Lifetime CN1317719C (zh) 1999-08-27 1999-08-27 绝缘材料和电机绕组

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB200410064112XA Expired - Lifetime CN1317719C (zh) 1999-08-27 1999-08-27 绝缘材料和电机绕组

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1220240B1 (zh)
JP (1) JP4103390B2 (zh)
KR (1) KR100428888B1 (zh)
CN (2) CN1215490C (zh)
DE (1) DE69941734D1 (zh)
WO (1) WO2001016965A1 (zh)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1324615C (zh) * 2002-07-04 2007-07-04 株式会社东芝 高导热性绝缘部件及其制造方法、电磁线圈
JP2004035782A (ja) * 2002-07-04 2004-02-05 Toshiba Corp 高熱伝導性材料及びその製造方法
US7524557B2 (en) * 2002-07-04 2009-04-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Highly heat conductive insulating member, method of manufacturing the same and electromagnetic device
US7033670B2 (en) 2003-07-11 2006-04-25 Siemens Power Generation, Inc. LCT-epoxy polymers with HTC-oligomers and method for making the same
US7781063B2 (en) * 2003-07-11 2010-08-24 Siemens Energy, Inc. High thermal conductivity materials with grafted surface functional groups
JP4599063B2 (ja) * 2004-01-15 2010-12-15 株式会社東芝 コイル巻回用絶縁テープ
US8030818B2 (en) 2004-06-15 2011-10-04 Siemens Energy, Inc. Stator coil with improved heat dissipation
JP2008507594A (ja) * 2004-06-15 2008-03-13 シーメンス パワー ジェネレーション インコーポレイテッド 樹脂内に配列した高熱伝導性材料
US7553781B2 (en) 2004-06-15 2009-06-30 Siemens Energy, Inc. Fabrics with high thermal conductivity coatings
US20050277349A1 (en) * 2004-06-15 2005-12-15 Siemens Westinghouse Power Corporation High thermal conductivity materials incorporated into resins
US7776392B2 (en) * 2005-04-15 2010-08-17 Siemens Energy, Inc. Composite insulation tape with loaded HTC materials
US20050277721A1 (en) 2004-06-15 2005-12-15 Siemens Westinghouse Power Corporation High thermal conductivity materials aligned within resins
US8216672B2 (en) 2004-06-15 2012-07-10 Siemens Energy, Inc. Structured resin systems with high thermal conductivity fillers
US20050274774A1 (en) 2004-06-15 2005-12-15 Smith James D Insulation paper with high thermal conductivity materials
US7846853B2 (en) * 2005-04-15 2010-12-07 Siemens Energy, Inc. Multi-layered platelet structure
US7651963B2 (en) 2005-04-15 2010-01-26 Siemens Energy, Inc. Patterning on surface with high thermal conductivity materials
US8357433B2 (en) * 2005-06-14 2013-01-22 Siemens Energy, Inc. Polymer brushes
US7655295B2 (en) 2005-06-14 2010-02-02 Siemens Energy, Inc. Mix of grafted and non-grafted particles in a resin
US7955661B2 (en) 2005-06-14 2011-06-07 Siemens Energy, Inc. Treatment of micropores in mica materials
US7851059B2 (en) 2005-06-14 2010-12-14 Siemens Energy, Inc. Nano and meso shell-core control of physical properties and performance of electrically insulating composites
US7781057B2 (en) 2005-06-14 2010-08-24 Siemens Energy, Inc. Seeding resins for enhancing the crystallinity of polymeric substructures
JP5253832B2 (ja) * 2008-02-07 2013-07-31 株式会社東芝 絶縁シート、固定子コイルおよび回転電機
JP5522250B2 (ja) * 2010-02-26 2014-06-18 株式会社村田製作所 高周波用誘電体付着材
DE102010019721A1 (de) * 2010-05-07 2011-11-10 Siemens Aktiengesellschaft Elektrisches Isoliermaterial, Isolationspapier und Isolationsband für eine Hochspannungsrotationsmaschine
ITMI20110741A1 (it) * 2011-05-03 2012-11-04 Ansaldo Energia Spa Metodo di realizzazione di barre statoriche isolate di macchine elettriche, in particolare di generatori elettrici sincroni
JP2012244861A (ja) * 2011-05-24 2012-12-10 Mitsubishi Electric Corp 絶縁コイル
EP2945169B1 (en) 2013-01-10 2017-04-12 Mitsubishi Electric Corporation Insulation tape, method for producing same and stator coil
CN103944326B (zh) * 2014-04-18 2016-07-06 山东齐鲁电机制造有限公司 一种发电机定子线棒模具型单支vpi脱模工艺
CN107077917A (zh) * 2014-09-26 2017-08-18 莫门蒂夫性能材料股份有限公司 用于变压器绝缘的纸张中的氮化硼的层压复合材料
JP6712089B2 (ja) * 2017-05-23 2020-06-17 三菱電機株式会社 回転電機のステータ
CN109791829A (zh) * 2018-05-22 2019-05-21 深圳顺络电子股份有限公司 一体成型电感元件及其制造方法
DE102020211111A1 (de) * 2020-09-03 2022-03-03 Siemens Aktiengesellschaft Pulverlack-Formulierung für ein Isolationssystem einer elektrischen Maschine, elektrische Maschine mit einem solchen Isolationssystem und Verfahren zum Herstellen eines solchen Isolationssystems
KR102483056B1 (ko) * 2022-04-12 2023-01-03 주식회사 에코이앤씨 포장도로 융설 및 융빙 열선 매설구조

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6055971B2 (ja) * 1978-12-08 1985-12-07 株式会社日立製作所 電機巻線
JPS55147753U (zh) * 1979-04-12 1980-10-23
SE455246B (sv) * 1986-10-22 1988-06-27 Asea Ab Herva for anordnande i spar i en stator eller rotor i en elektrisk maskin och sett att tillverka en sadan herva
DE3824254A1 (de) * 1988-07-14 1990-01-18 Siemens Ag Isolierband zur herstellung einer mit einer heisshaertenden epoxid-saeureanhydrid-mischung impraegnierten isolierhuelse fuer elektrische leiter
DE4244298C2 (de) * 1992-12-28 2003-02-27 Alstom Isolierband und Verfahren zu seiner Herstellung
JPH0945133A (ja) * 1995-08-01 1997-02-14 Japan Mica Ind Co Ltd マイカ基材シート状体及び絶縁コイル
CN1044647C (zh) * 1996-02-14 1999-08-11 陈云生 耐火合成云母带及其生产工艺
JPH11234938A (ja) * 1998-02-13 1999-08-27 Hitachi Ltd 高圧回転電機およびその製造方法
JP3458693B2 (ja) * 1998-02-27 2003-10-20 株式会社日立製作所 絶縁材及び電機巻線

Also Published As

Publication number Publication date
EP1220240A1 (en) 2002-07-03
KR100428888B1 (ko) 2004-04-29
CN1574113A (zh) 2005-02-02
EP1220240A4 (en) 2007-05-02
JP4103390B2 (ja) 2008-06-18
CN1367931A (zh) 2002-09-04
DE69941734D1 (de) 2010-01-07
WO2001016965A1 (fr) 2001-03-08
EP1220240B1 (en) 2009-11-25
CN1317719C (zh) 2007-05-23
KR20010108281A (ko) 2001-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1215490C (zh) 绝缘材料和电机绕组及其制造方法
US6746758B2 (en) Insulating material and electric machine winding and method for manufacturing the same
CN1238944C (zh) 旋转电机的绕组及用于该绕组绝缘的云母带、云母片
JP4922018B2 (ja) 回転電機のコイル絶縁物
US6140590A (en) Stator winding insulation
EP0266602A1 (en) Coil for electrical machines and method of manufacturing the coil
Boulter et al. Historical development of rotor and stator winding insulation materials and systems
RU2608543C2 (ru) Материал изоляционной ленты, способ его изготовления и применение
CN1131529C (zh) 高压电气装置
CN101211678A (zh) 单面补强环氧中胶云母带及其制造方法和用途
CN102185432B (zh) 用于实现导电棒周围的绝缘体的方法
JP3879054B2 (ja) マイカ基材シート状体及び絶縁コイル
KR20070027583A (ko) 운모 함량이 최대화된 마이카 테이프
JP2000058314A (ja) 高熱伝導コイル、絶縁シート及びその製造方法
EP3069868A1 (en) Inorganic electrical insulation material
CN101211679A (zh) 单面补强环氧多胶云母带及其制造方法和用途
CN115118050A (zh) 一种高压电机定子线圈绝缘系统及其制备方法
JP2007200986A (ja) 電磁コイル、その製造方法および回転電機
JPS6136329B2 (zh)
JP4085346B2 (ja) マイカ基材シート状体及び絶縁コイル
JP2010166809A (ja) 回転電機
JPH11234938A (ja) 高圧回転電機およびその製造方法
CN217655749U (zh) 一种自粘型匝间绝缘云母带及匝间绝缘
Neal The development of micacous conductor/turn insulation for HV rotating machines
JP2023092752A (ja) プリプレグマイカテープ、回転電機及び回転電機の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: MITSUBISHI HITACHI POWER SYSTEM LTD.

Free format text: FORMER OWNER: HITACHI,LTD.

Effective date: 20150326

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20150326

Address after: Kanagawa, Japan

Patentee after: Mitsubishi Hitachi Power System Ltd.

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: Hitachi Ltd.

CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20050817

CX01 Expiry of patent term