CN211742697U - 一种大功率风力发电机用电磁线结构 - Google Patents
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Abstract
一种大功率风力发电机用电磁线结构，包括电磁线本体，所述电磁线本体由内至外依次包括基体铜、镍保护层、第一绝缘层，所述第一绝缘层包括第一绝缘内层和绕包在所述第一绝缘内层外周部的第一绝缘外层，所述第一绝缘外层包括玻璃丝和涤纶丝，所述涤纶丝在加热时能够融化，所述玻璃丝与所述第一绝缘内层通过热融化的所述涤纶丝固定连接；所述电磁线本体有若干根。本实用新型所述的大功率风力发电机用电磁线结构，采用若干根电磁线本体组成，易加工成形，使得拉制出的电磁线圈的形状规整美观，也不易受到损伤，电磁线本体由内至外依次包括基体铜、镍保护层、第一绝缘层以及第二绝缘层，机械性能好，绝缘型好，提高了使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及电磁线技术领域，具体涉及一种大功率风力发电机用电磁线结构。
背景技术
电磁线，也称为绕组线，在己有磁场中作为绕组切割磁力线产生电流，或者以电磁线圈的形式通电后产生动能，是电能和动能相互转化的媒介，常见的有漆包线、绕包线等。电磁线广泛应用于电力、机电、电气设备、家用电器、电子、通讯和交通等多个行业，涵盖了以电力、机电，以及家电产品为主的传统行业，和以电子信息产品、新能源汽车、高端装备制造为主导的新兴行业。
随着经济的不断发展，我国现代化工业呈现一个高速增长的发展趋势，发电机产业的发展速度也比较快。大功率风力发电机作为发电机产业中重要的种类之一，是将风能转化为电能的装置，风能作为可再生的、无污染的自然能源，正在世界上形成一股热潮，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。电磁线是大功率风力发电机的核心材料之一，电磁线的性能对大功率风力发电机的整体性能起到十分重要的作用。
现有技术中应用于大功率7MW及以上的直驱风力发电机的定子线圈， 使用的电磁线尺寸规格通常在4mm× 16mm及以上，绕制成梭形线圈时，通常由11到12匝单根电磁线堆叠在一起，由于单根电磁线的规格越大其强度及硬度越高，在拉制成框形线圈时需要用很大的力才能够拉制成形，拉制时对拉形设备的要求很高，同时拉制出的线圈的形状不够规整完美，在后道的烘压过程中较难将形状校正，而且电磁线在成形的过程中易受到损伤；另外由于电磁线的宽度较宽，在R弯处铜线易变形而影响绝缘较果。此外，现有技术为避免发生在加工过程中出现绝缘损伤的情况，一般将绝缘厚度设置在0 .70mm-0 .75mm，绝缘厚度较厚，使发电机的槽满率低，功效相对低下。
此外，现有技术中的电磁线，通常包括线芯和玻璃丝绕包层，玻璃丝绕包在线芯外周部后，通过浸漆的方式使玻璃丝附着在线芯上。这种电磁线的绝缘机械强度较低。因此，需要研发出一种大功率风力发电机用电磁线结构。
中国专利申请号为 CN201521095572.9公开了一种新型的干式平波电抗器电磁线结构，是通过在每根单丝小线外先包一层聚酰亚胺薄膜，再包一层机械特性较好的聚脂膜，以来提高电磁线的机械强度，不是针对大功率风力发电机用电磁线设计，此外没有解决电磁线绕制成梭形线圈整体强度硬度降低、不易加工成形、形状不规整技术问题。
实用新型内容
实用新型目的：为了克服以上不足，本实用新型的目的是提供一种大功率风力发电机用电磁线结构，结构简单，采用若干根电磁线本体组成，易加工成形，使得拉制出的电磁线圈的形状规整美观，也不易受到损伤，电磁线本体由内至外依次包括基体铜、镍保护层、第一绝缘层以及第二绝缘层，机械性能好，绝缘型好，提高了使用寿命，应用前景广泛。
技术方案：一种大功率风力发电机用电磁线结构，包括电磁线本体，所述电磁线本体由内至外依次包括基体铜、镍保护层、第一绝缘层，所述第一绝缘层包括第一绝缘内层和绕包在所述第一绝缘内层外周部的第一绝缘外层，所述第一绝缘外层包括玻璃丝和涤纶丝，所述涤纶丝在加热时能够融化，所述玻璃丝与所述第一绝缘内层通过热融化的所述涤纶丝固定连接；所述电磁线本体有若干根，若干根所述电磁线本体排列形成第一排、第二排和第三排并且电磁线本体之间紧密靠拢。
本实用新型所述的大功率风力发电机用电磁线结构，结构简单，电磁线本体由三层构成，第一层是基体铜，第二层为镍保护层，第三层为第一绝缘层。在基体铜表面电镀一层镍保护层可以防止在高温下铜与空气中的氧气发生氧化；镍为银白色金属，密度 8.9g/cm3，熔点 1455°C，沸点 2730°C，良好的铁磁性和延展性，导电和导热性能优良，不但能阻止铜继续被氧化，而且能耐碱、盐溶液的腐蚀 。
相比于现有技术中的玻璃丝绕包后通过漆膜附着于铜线芯上，本实用新型采用的第一绝缘外层包括玻璃丝和涤纶丝，涤纶丝在加热时能够融化，玻璃丝与第一绝缘内层通过热融化的涤纶丝固定连接，提升了玻璃丝的机械性能，提高了第一绝缘层的机械强度，从而提高 了电磁线本体在窄边弯曲成型中的工艺适应性，解决了在大线规结构电机定子线圈成型过程电磁线易损伤的问题，进而可降低手工加半自动化生产模式下窄边弯曲成型的不良率，提高发电机匝间绝缘的可靠性。
此外，本实用新型采用若干根小规格的电磁线本体组成的大功率风力发电机用电磁线结构来代替现有技术中的一根大规格的电磁线结构，使电磁线的整体强度硬度降低，易加工成形，使得拉制出的电磁线圈的形状规整美观，电磁线在成形的过程中也不易受到损伤，也从而避免加工时因电磁线变形而损失绝缘层的情况发生。
进一步的，上述的大功率风力发电机用电磁线结构，所述基体铜的线径为1-2mm，所述镍保护层的厚度为1.0-1.5 μm。
进一步的，上述的大功率风力发电机用电磁线结构，还包括第二绝缘层，所述第二绝缘层将若干根所述电磁线本体捆绑并且紧密包覆在电磁线本体外侧。
第二绝缘层既起到了固定作用，又起到了绝缘保护作用，还将降低了绝缘层整体的厚度，有利于提高应用大功率风力发电机定子后的槽满率，在相同的体积条件下，大功率风力发电机的功效更高。
进一步的，上述的大功率风力发电机用电磁线结构，所述第一绝缘层整体厚度为5-10μm，所述第二绝缘层整体厚度为10-20μm。
进一步的，上述的大功率风力发电机用电磁线结构，所述第二绝缘层包括云母基带、分别贴附于云母基带内侧面和外侧面的玻璃布薄膜和聚酰胺酰亚胺薄膜；所述云母基带浸渍有环氧桐马胶 。
所述云母基带浸渍有环氧桐马胶，在后续的烘压加温过程中环氧桐马胶会溢出，冷却后会固化，起到线圈匝间粘结定型作用。
进一步的，上述的大功率风力发电机用电磁线结构，所述第一绝缘内层为带状聚酰亚胺薄膜烧结层或聚酯薄膜烧结层
进一步的，上述的大功率风力发电机用电磁线结构，所述第一绝缘内层朝向所述镍保护层的一面涂覆有第一树脂，所述第一绝缘内层朝向所述第一绝缘外层的一面涂覆有第二树脂。
第一绝缘内层通过第一树脂、第二树脂进一步提高与镍保护层、第一绝缘外层的连接强度。 本实用新型对第一树脂和第二树脂的具体材质不做限定，第一树脂和第二树脂可以为同一种树脂，也可以为不同的树脂，例如F46树脂。
进一步的，上述的大功率风力发电机用电磁线结构，所述第一绝缘外层还包括丝包线漆；所述玻璃丝通过热融化的涤纶丝与第一绝缘内层固定连接后，再浸涂所述丝包线漆，使所述玻璃丝、热融化后冷却的涤纶丝和丝包线漆共同形成第一绝缘外层。
丝包线漆可进一步提高玻璃丝的附着性，提高电磁线本体的绝缘机械强度和工艺操作的适应性。其中，在玻璃丝绕包中混入涤纶丝并通过将涤纶丝加热融化，使玻璃丝与第一绝缘内层通过热融化的涤纶丝固定连接的工艺方法为现有方法，浸涂丝包线漆工艺方法为现有方法，在这里就不一一赘述。
本实用新型的有益效果为：
（1）本实用新型所述的大功率风力发电机用电磁线结构，结构简单，电磁线本体由三层构成，第一层是基体铜，第二层为镍保护层，第三层为第一绝缘层。在基体铜表面电镀一层镍保护层可以防止在高温下铜与空气中的氧气发生氧化；所述第一绝缘外层包括玻璃丝和涤纶丝，涤纶丝在加热时能够融化，玻璃丝与第一绝缘内层通过热融化的涤纶丝固定连接，提升了玻璃丝的机械性能，提高了第一绝缘层的机械强度，从而提高了电磁线本体在窄边弯曲成型中的工艺适应性，解决了在大线规结构电机定子线圈成型过程电磁线易损伤的问题，进而可降低手工加半自动化生产模式下窄边弯曲成型的不良率，提高发电机匝间绝缘的可靠性；
（2）本实用新型所述的大功率风力发电机用电磁线结构，采用若干根小规格的电磁线本体组成的大功率风力发电机用电磁线结构来代替现有技术中的一根大规格的电磁线结构，使电磁线的整体强度硬度降低，易加工成形，使得拉制出的电磁线圈的形状规整美观，电磁线在成形的过程中也不易受到损伤，也从而避免加工时因电磁线变形而损失绝缘层的情况发生；
（3）本实用新型所述的大功率风力发电机用电磁线结构，所述第二绝缘层既起到了固定作用，又起到了绝缘保护作用，还将降低了绝缘层整体的厚度，有利于提高应用大功率风力发电机定子后的槽满率，在相同的体积条件下，大功率风力发电机的功效更高。
附图说明
图1为本实用新型所述大功率风力发电机用电磁线结构的整体剖面示意图；
图2为本实用新型所述大功率风力发电机用电磁线结构的电磁线本体剖面示意图；
图中：电磁线本体1、基体铜11、镍保护层12、第一绝缘层13、第一绝缘内层131、第一绝缘外层132、第一树脂133、第二树脂134、第二绝缘层14、云母基带141、玻璃布薄膜142、聚酰胺酰亚胺薄膜143。
具体实施方式
下面结合附图1、2和具体实施例，进一步阐明本实用新型。
如图1、2所示的上述结构的大功率风力发电机用电磁线结构，包括电磁线本体1，所述电磁线本体1由内至外依次包括基体铜11、镍保护层12、第一绝缘层13，所述第一绝缘层13包括第一绝缘内层131和绕包在所述第一绝缘内层131外周部的第一绝缘外层132，所述第一绝缘外层132包括玻璃丝和涤纶丝，所述涤纶丝在加热时能够融化，所述玻璃丝与所述第一绝缘内层131通过热融化的所述涤纶丝固定连接；所述电磁线本体1有若干根，若干根所述电磁线本体1排列形成第一排、第二排和第三排并且电磁线本体1之间紧密靠拢。
此外，所述基体铜11的线径为1-2mm，所述镍保护层12的厚度为1.0-1.5 μm。
此外，还包括第二绝缘层14，所述第二绝缘层14将若干根所述电磁线本体1捆绑并且紧密包覆在电磁线本体1外侧。
此外，所述第一绝缘层13整体厚度为5-10μm，所述第二绝缘层14整体厚度为10-20μm。
进一步的，所述第二绝缘层14包括云母基带141、分别贴附于云母基带141内侧面和外侧面的玻璃布薄膜142和聚酰胺酰亚胺薄膜143；所述云母基带141浸渍有环氧桐马胶。
此外，所述第一绝缘内层131为带状聚酰亚胺薄膜烧结层或聚酯薄膜烧结层
进一步的，所述第一绝缘内层131朝向所述镍保护层12的一面涂覆有第一树脂133，所述第一绝缘内层131朝向所述第一绝缘外层132的一面涂覆有第二树脂134。
进一步的，所述第一绝缘外层132还包括丝包线漆
；所述玻璃丝通过热融化的涤纶丝与第一绝缘内层131固定连接后，再浸涂所述丝包线漆，使所述玻璃丝、热融化后冷却的涤纶丝和丝包线漆共同形成第一绝缘外层132。
实施例
基于以上的结构基础，如图1、2所示。
本实用新型所述的大功率风力发电机用电磁线结构，结构简单，电磁线本体1由三层构成，第一层是基体铜11，第二层为镍保护层12，第三层为第一绝缘层13。在基体铜11表面电镀一层镍保护层12可以防止在高温下铜与空气中的氧气发生氧化；镍为银白色金属，密度 8.9g/cm3，熔点 1455°C，沸点 2730°C，良好的铁磁性和延展性，导电和导热性能优良，不但能阻止铜继续被氧化，而且能耐碱、盐溶液的腐蚀 。
相比于现有技术中的玻璃丝绕包后通过漆膜附着于铜线芯上，本实用新型采用的第一绝缘外层132包括玻璃丝和涤纶丝，涤纶丝在加热时能够融化，玻璃丝与第一绝缘内层131通过热融化的涤纶丝固定连接，提升了玻璃丝的机械性能，提高了第一绝缘层13的机械强度，从而提高了电磁线本体在窄边弯曲成型中的工艺适应性，解决了在大线规结构电机定子线圈成型过程电磁线易损伤的问题，进而可降低手工加半自动化生产模式下窄边弯曲成型的不良率，提高发电机匝间绝缘的可靠性。
进一步的，所述第二绝缘层14既起到了固定作用，又起到了绝缘保护作用，还将降低了绝缘层整体的厚度，有利于提高应用大功率风力发电机定子后的槽满率，在相同的体积条件下，大功率风力发电机的功效更高。
此外，所述第二绝缘层14包括云母基带141、分别贴附于云母基带141内侧面和外侧面的玻璃布薄膜142和聚酰胺酰亚胺薄膜143；所述云母基带141浸渍有环氧桐马胶 。所述云母基带141浸渍有环氧桐马胶，在后续的烘压加温过程中环氧桐马胶会溢出，冷却后会固化，起到线圈匝间粘结定型作用。
进一步的，第一绝缘内层131通过第一树脂133、第二树脂134进一步提高与镍保护层12、第一绝缘外层132的连接强度。本实用新型对第一树脂133和第二树脂134的具体材质不做限定，第一树脂133和第二树脂134可以为同一种树脂，也可以为不同的树脂，例如F46树脂。
进一步的，所述第一绝缘外层132还包括丝包线漆。丝包线漆可进一步提高玻璃丝的附着性，提高电磁线本体1的绝缘机械强度和工艺操作的适应性。其中，在玻璃丝绕包中混入涤纶丝并通过将涤纶丝加热融化，使玻璃丝与第一绝缘内层131通过热融化的涤纶丝固定连接的工艺方法为现有方法，浸涂丝包线漆工艺方法为现有方法，在这里就不一一赘述。
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本实用新型的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
Claims (8)
1.一种大功率风力发电机用电磁线结构，其特征在于，包括电磁线本体（1），所述电磁线本体（1）由内至外依次包括基体铜（11）、镍保护层（12）、第一绝缘层（13），所述第一绝缘层（13）包括第一绝缘内层（131）和绕包在所述第一绝缘内层（131）外周部的第一绝缘外层（132），所述第一绝缘外层（132）包括玻璃丝和涤纶丝，所述涤纶丝在加热时能够融化，所述玻璃丝与所述第一绝缘内层（131）通过热融化的所述涤纶丝固定连接；所述电磁线本体（1）有若干根，若干根所述电磁线本体（1）排列形成第一排、第二排和第三排并且电磁线本体（1）之间紧密靠拢。
2.根据权利要求1所述的大功率风力发电机用电磁线结构，其特征在于，所述基体铜（11）的线径为1-2mm，所述镍保护层（12）的厚度为1.0-1.5 μm。
3.根据权利要求1所述的大功率风力发电机用电磁线结构，其特征在于，还包括第二绝缘层（14），所述第二绝缘层（14）将若干根所述电磁线本体（1）捆绑并且紧密包覆在电磁线本体（1）外侧。
4.根据权利要求3所述的大功率风力发电机用电磁线结构，其特征在于，所述第一绝缘层（13）整体厚度为5-10μm，所述第二绝缘层（14）整体厚度为10-20μm。
5.根据权利要求3所述的大功率风力发电机用电磁线结构，其特征在于，所述第二绝缘层（14）包括云母基带（141）、分别贴附于云母基带（141）内侧面和外侧面的玻璃布薄膜（142）和聚酰胺酰亚胺薄膜（143）；所述云母基带（141）浸渍有环氧桐马胶 。
6.根据权利要求1所述的大功率风力发电机用电磁线结构，其特征在于，所述第一绝缘内层（131）为带状聚酰亚胺薄膜烧结层或聚酯薄膜烧结层。
7.根据权利要求6所述的大功率风力发电机用电磁线结构，其特征在于，所述第一绝缘内层（131）朝向所述镍保护层（12）的一面涂覆有第一树脂（133），所述第一绝缘内层（131）朝向所述第一绝缘外层（132）的一面涂覆有第二树脂（134）。
8.根据权利要求1所述的大功率风力发电机用电磁线结构，其特征在于，所述第一绝缘外层（132）还包括丝包线漆
；所述玻璃丝通过热融化的涤纶丝与第一绝缘内层（131）固定连接后，再浸涂所述丝包线漆，使所述玻璃丝、热融化后冷却的涤纶丝和丝包线漆共同形成第一绝缘外层（132）。
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|---|---|---|---|---|
| CN113593754A (zh) * | 2021-08-13 | 2021-11-02 | 江苏宝杰隆电磁线有限公司 | 一种磁悬浮用特种电磁线和电磁线生产设备及生产工艺 |
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2020
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