CN217606579U - 异型绝缘电线、线圈和电子/电气设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种异型绝缘电线、线圈和电子/电气设备，该异型绝缘电线包括：导体裸线；以及由内至外依次形成于所述导体裸线外侧的粘合层和PEEK树脂绝缘层；其中，所述导体裸线为扁平的多边形柱体，所述导体裸线具有两个相对的侧面和两个相对的斜面，两个相对的斜面与两个相对的侧面分别相接，两个相对的斜面之间的距离向远离两个相对的侧面的一端逐渐减小。该绝缘电线可在卷绕应用时，斜面的设置使得相邻的绝缘电线之间贴合得更紧，间隙更小，可绕制匝数多，分布紧凑；并且斜面可增大线圈的散热面积，散热性能优异，同时可兼顾PEEK绝缘树脂良好的耐热冲击、耐高压和耐溶剂性能结合，使得绝缘电线发挥优异的应用优势。

Description

异型绝缘电线、线圈和电子/电气设备

技术领域

本实用新型涉及电气设备的技术领域，特别涉及一种异型绝缘电线、线圈和电子/电气设备。

背景技术

导体被覆有绝缘覆膜而成的绝缘电线被用于绕制线圈，线圈常用于以马达、变压器为代表的电气/电子设备中。由于现有的绕组线圈的内部结构不紧凑、空隙大，线与线之间的接触面积小，散热和热传导较差，影响了绕组线圈以及电气/电子设备应用的发展。

发明内容

(一)发明目的

本实用新型的目的是提供一种异型绝缘电线、线圈和电子/电气设备，该异型绝缘电线绕制线圈时，相邻的绝缘电线之间贴合得更紧，间隙更小，可绕制匝数多，分布紧凑。

(二)技术方案

本实用新型的第一方面提供了一种异型绝缘电线，包括：导体裸线；以及由内至外依次形成于所述导体裸线外侧的粘合层和PEEK树脂绝缘层；其中，所述导体裸线为扁平的多边形柱体，所述导体裸线具有两个相对的侧面和两个相对的斜面，两个相对的斜面与两个相对的侧面分别相接，两个相对的斜面之间的距离向远离两个相对的侧面的一端逐渐减小。

进一步地，沿与所述导体裸线长度方向相切的横截面呈六边形或八边形结构。

进一步地，所述导体裸线的宽度为0.30-25.00mm；厚度为0.20-5.00mm。

进一步地，所述粘合层的厚度为5-30μm，所述PEEK树脂绝缘层的厚度为10-1000μm。

进一步地，围合成所述六边形结构或八边形结构的周面中包括相对设置的第一侧面和第二侧面；以及，相对设置的第三侧面和第四侧面；其中，第一侧面和第二侧面均与第三侧面或第四侧面分别相接斜面；或者，第一侧面和第二侧面均与第三侧面分别相接斜面，及第一侧面和第二侧面均与第四侧面分别相接斜面。

进一步地，所述斜面与所述第一侧面的夹角设为10-40度。

进一步地，所述斜面与所述第一侧面的夹角设为20-25度。

进一步地，所述斜面与第三侧面或第四侧面的连接处设置圆弧。

本实用新型的第二方面提供了一种线圈，包含所述的异型绝缘电线。

本实用新型的第三方面提供了一种电子/电气设备，包含所述的线圈。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

通过在导体裸线的两个相对的侧面上均连接两个相对的斜面，两个相对的斜面构成收缩部，使得绝缘电线的靠内侧收缩部的厚度小于其总厚度；该绝缘电线可在卷绕应用时，相邻的线材之间扁平的宽度面相贴紧，斜面之间不贴合，具有一定的空隙，当绝缘电线受挤压变形后其内侧收缩部的厚度膨胀，斜面之间的空隙为该膨胀预留了空间，因此相邻的绝缘电线之间贴合得更紧，间隙更小，可绕制匝数多，分布紧凑；并且斜面可增大线圈的散热面积，散热性能优异，同时可兼顾PEEK绝缘树脂良好的耐热冲击、耐高压和耐溶剂性能结合，使得绝缘电线发挥优异的应用优势。

附图说明

图1是根据本实用新型一实施方式的异型绝缘电线的结构示意图；

图2是根据本实用新型另一实施方式的异型绝缘电线的结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例提供的导体裸线的结构示意图；

附图标记：

11-导体裸线；12-粘合层；13-PEEK树脂绝缘层；

111-第一侧面；112-第二侧面；113-第三侧面；114-第四侧面；115-斜面；116-圆弧。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

本实用新型的第一方面提供了一种异型绝缘电线，如图1-图3所示，包括：导体裸线11；以及由内至外依次形成于所述导体裸线11外侧的粘合层 12和PEEK树脂绝缘层13；其中，所述导体裸线11为扁平的多边形柱体，所述导体裸线11具有两个相对的侧面和两个相对的斜面，两个相对的斜面与两个相对的侧面分别相接，两个相对的斜面之间的距离向远离两个相对的侧面的一端逐渐减小。导体裸线11的材质可以包括为铜、铝及其合金，出于焊接的考虑，优选含氧量为30ppm以下的低氧铜或无氧铜的导体。粘合层12可以包括粘合剂，粘合剂的组分包括有机溶剂、聚酰胺酰亚胺(PAI)树脂以及PEEK 纳米粉末材料；其中按重量份数计，有机溶剂50-80份、聚酰胺酰亚胺树脂 20-30份以及PEEK纳米粉末材料2-8份。聚醚醚酮(PEEK)绝缘树脂均匀地被覆于异形导体四周，粘合层既能够很好地与导体裸线材料粘合，也能够很好地与PEEK树脂绝缘层粘合。通过在导体裸线11的两个相对的侧面上均连接两个相对的斜面，两个相对的斜面构成收缩部，使得绝缘电线的收缩部的厚度小于其总厚度；当导体裸线11的横截面呈扁平的矩形结构时，即其宽度面的尺寸大于厚度面，可在宽度面上设置斜面与厚度面相接，该绝缘电线可在卷绕应用时，相邻的线材之间扁平的宽度面相贴紧，斜面之间不贴合，具有一定的空隙，当绝缘电线受挤压变形后其内侧收缩部的厚度膨胀，斜面115 之间的空隙为该膨胀预留了空间，因此相邻的绝缘电线之间贴合得更紧，间隙更小，可绕制匝数多，分布紧凑，斜面可增大线圈的散热面积，散热性能优异，同时可兼顾PEEK绝缘树脂良好的耐热冲击、耐高压和耐溶剂性能结合，使得绝缘电线发挥优异的应用优势，以促进应用绕组线圈的电气/电子设备应用的发展。

一些实施例中，粘合层12的制作包括以下步骤：

粘合层12可以直接涂覆在导体裸线11上，可以先在导体裸线11上设置一层PAI底漆层，其通过在导体上涂覆PAI清漆，然后进行烘烤所得；但出于成本的考虑，更优选地，粘合层直接涂覆在导体表面，而无需单独设置PAI 底漆层；且粘合层主要为PAI树脂，能够起到现有技术中普遍层间绝缘作用，因此无需在导体裸线表层烘烤形成单独的PAI底漆层。

粘合层12中粘合剂的组分可包括有机溶剂、聚酰胺酰亚胺(PAI)树脂以及PEEK纳米粉末材料；其中按重量份数计，有机溶剂50-80份、聚酰胺酰亚胺树脂20-30份以及PEEK纳米粉末材料2-8份。

对于有机溶剂的选择，考虑能够溶解PAI树脂，也能够使PEEK纳米粉末在PAI树脂基体中良好分散的种类，包括含氮极性溶剂、醚基溶剂、二甲苯或其混合，其中含氮极性溶剂具体选自：N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、四甲基脲以及二甲基乙烯脲中的一种或二种以上的溶剂，醚基溶剂具体选自：二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、二乙二醇以及三乙二醇中的一种或二种以上的溶剂。

为了使得PEEK纳米粉末材料在有机溶剂中具有较好的分散性，也可以添加分散剂，分散剂为本领域常用的表面活性剂，进一步优选为：十六烷基三甲基溴化铵、烷基酚环氧乙烷缩合物乳化剂、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种。

对于PAI树脂的选择，出于粘合层替代底漆层的考虑，同时兼具良好的拉伸弯折性能，优选PAI为玻璃化转变温度为200℃以上300℃以下的非晶性树脂。若玻璃化转变温度过低，在耐热性试验中电学特性有可能降低。另一方面，若玻璃化转变温度过高，在焊接时有可能未完全熔融而残存，从而焊接性变差，弹性模量为100MPa-1000MPa，优选为300-800MPa，在此范围中兼具较好的机械强度和弯曲性能。

示例性实施例中，将25g改性聚酰胺酰亚胺树脂溶于50mlN-甲基吡咯烷酮(NMP)和二甲苯的混合液(V/V：1/1)中，加热搅拌溶解后，加入5gPEEK 纳米粉末材料，平均粒径为为50-100nm；充分搅拌溶解后，再次加入25mlN -甲基吡咯烷酮和二甲苯的混合液进行调整固含和粘度，得到粘合剂。将粘合剂使用漆包机在扁平型铜导体裸线上进行涂敷，涂敷厚度为15μm，涂敷过程中，粘合剂中的有机溶剂挥发，粘合剂固化形成粘合层，得到芯线，然后对芯线预热到400℃。

一些实施例中，所述粘合层12的厚度为5-30μm。优选地，粘合层12 的厚度为12-18μm。若粘合层12的厚度过薄，其对于导体裸线11和PEEK 树脂绝缘层13的粘结性不足；若粘合层12的厚度过厚，则在对绝缘电线进行弯曲加工时会难以弯曲。

一些实施例中，PEEK树脂绝缘层13的制作包括以下步骤：

提供玻璃化转变温度为340℃的PEEK树脂材料，将PEEK树脂材料加入螺杆挤出机料筒中，并加热达到380℃的熔融状态，然后通过螺杆挤出机螺杆的转动，使PEEK树脂材料在料筒内均匀流动，将预热后的芯线放置于螺杆挤出机机头前，机头处通过模具使PEEK树脂材料在芯线表面均匀的进行包裹，冷却结晶后形成厚度为100μm的PEEK树脂绝缘层，得到扁平型的绝缘电线。

一些实施例中，所述PEEK树脂绝缘层13的厚度为10-1000μm。优选地， PEEK树脂绝缘层13的厚度为100-200μm。绝缘电线具有一定厚度的PEEK 树脂绝缘层13，可使得本实用新型提供的绝缘电线具有良好的加工性能，且具备良好的耐热冲击、耐高压和耐溶剂性能。

选取绝缘电线的规格尺寸包括厚度T为1.50，宽度L为3.00mm，如表1 所示的实施例1-3，具有不同厚度的粘合层12和PEEK树脂绝缘层13，按照以下测试方法进行测试得到的各项性能见表1。

1)附着性测试：分别取实施例1-3得到的绝缘电线300mm作为试样，将试样放置于两夹具之间，试样与夹具放置在同一轴线上，夹住两端，以 300mm/min的速率拉伸20％，检查试样漆膜失去附着性的长度。本测试方法中，漆膜失去附着性的长度小于2mm则代表漆膜的附着性优异。

2)U型弯曲测试：取两条长500mm直线的绝缘电线，将该两条绝缘电线分别绕着一个抛光的试验轴芯弯曲180±2°，一条进行平绕(轴芯直径＝线厚2倍)，另一条进行立绕(轴芯直径＝线宽2倍)。本试验中，平绕和立绕后，将产品表面光洁无开裂的情况记为“合格”；将表面开裂的情况记为“不合格”。

3)绝缘击穿电压：将绝缘电线一端除去绝缘，在直径φ25mm圆棒上宽边弯曲后，放入至少有5mm厚的金属钢珠容器中，试样端头应伸出足够长度避免闪络。在导体和金属钢珠之间施加试验电压。以升压速度500V/秒、漏电流5mA进行升压。测试5次并将平均值作为绝缘击穿电压评价值。评价基准如下：

A+：10kV以上；

A：7kV以上且小于10kV；

B：5kV以上且小于7kV；

C：小于5kV；

4)耐热测试：将绝缘电线在240℃放置15min后，依上述绝缘击穿电压测试，要求满足对应上述基准测试值的50％以上。

表1性能测试结果

由表1可知，粘合层12的厚度为12-18μm，PEEK树脂绝缘层13的厚度为100-200μm时，经测试，漆膜的附着性优异，U形弯折测试合格，具备良好的耐热冲击、耐高压和耐溶剂性能。

一些实施例中，沿与所述导体裸线长度方向相切的横截面呈六边形或八边形结构。

一些实施例中，所述导体裸线11的宽度L为0.30-25.00mm；厚度T为 0.20-5.00mm。

一些实施例中，围合成所述六边形结构或八边形结构的周面中包括相对设置的第一侧面111和第二侧面112；以及，相对设置的第三侧面113和第四侧面114；其中，第一侧面111与第三侧面113和/或第四侧面114相接斜面115，第二侧面112与第三侧面113和/或第四侧面114相接斜面115。第一侧面111和第二侧面112可设为宽度面，第三侧面113和第四侧面114可设为厚度面，当第一侧面111与第三侧面113和第四侧面114分别相接斜面 115，以及第二侧面112也与第三侧面113和第四侧面114分别相接斜面115 时，此时横截面呈八边形结构；当第一侧面111和第二侧面112与第三侧面 113或第四侧面114分别相接斜面115时，此时横截面呈六边形结构。在绕制线圈时，绝缘电线具有斜面的一侧朝向线圈的内侧，由于两个相对的斜面 115的设置构成收缩部，使得绝缘电线的靠内侧收缩部的厚度小于其总厚度，线与线之间的第一侧面111和第二侧面112贴合，斜面115之间不贴合，具有一定的空隙，当绝缘电线受挤压变形后其内侧收缩部的厚度膨胀，斜面115 之间的空隙为该膨胀预留了空间，因此相邻的绝缘电线之间贴合得更紧，间隙更小，可绕制匝数多，分布紧凑，在等空间内电性能和载流量更大，节约了设备内部空间，可促进电气/电子设备应用的发展。

一些实施例中，所述斜面115与所述第一侧面111的夹角α设为10-40 度。同理，由于对称设置，斜面115与第二侧面112的夹角α也可设为10-40 度。

一些实施例中，所述斜面115与所述第一侧面111的夹角α设为20-25 度。同理，由于对称设置，斜面115与第二侧面112的夹角α也可设为20-25 度。

一些实施例中，所述斜面115与第三侧面113或第四侧面114的连接处设置圆弧116。圆弧116的设置可避免尖锐棱角的出现，并可使绕制线圈时产生的形变量小。

本实用新型的第二方面提供了一种线圈，包含以上实施例所述的异型绝缘电线。在制备线圈的卷绕过程中，绝缘电线容易存在拉伸变形，使线材厚度内侧挤压变厚，导致绕组线圈结构不紧凑、空隙大，接触面积变小从而影响层间绝缘散热。针对该问题，本实用新型实施例中，导体裸线的异形结构可在卷绕应用时避免线材厚度侧挤压变形，同时增大线圈的接触面积，散热性能优异。在导体异形结构的基础上，在导体裸线外侧均匀设置粘合层和 PEEK树脂绝缘层能够兼顾PEEK绝缘树脂良好的耐热冲击、耐高压和耐溶剂性能结合，使得绝缘电线发挥优异的应用优势。

本实用新型的第三方面提供了一种电子/电气设备，包含所述的线圈。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种异型绝缘电线，其特征在于，包括：

导体裸线(11)；

以及由内至外依次形成于所述导体裸线(11)外侧的粘合层(12)和PEEK树脂绝缘层(13)；其中，

所述导体裸线(11)为扁平的多边形柱体，所述导体裸线(11)具有两个相对的侧面和两个相对的斜面，两个相对的斜面与两个相对的侧面分别相接，两个相对的斜面之间的距离向远离两个相对的侧面的一端逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的异型绝缘电线，其特征在于，沿与所述导体裸线长度方向相切的横截面呈六边形结构或八边形结构。

3.根据权利要求1所述的异型绝缘电线，其特征在于，所述导体裸线(11)的宽度为0.30-25.00mm；

厚度为0.20-5.00mm。

4.根据权利要求1所述的异型绝缘电线，其特征在于，所述粘合层(12)的厚度为5-30μm，所述PEEK树脂绝缘层(13)的厚度为10-1000μm。

5.根据权利要求2所述的异型绝缘电线，其特征在于，围合成所述六边形结构或八边形结构的周面中包括：

相对设置的第一侧面(111)和第二侧面(112)；以及，

相对设置的第三侧面(113)和第四侧面(114)；其中，

第一侧面(111)和第二侧面(112)均与第三侧面(113)或第四侧面(114)分别相接斜面(115)；或者，

第一侧面(111)和第二侧面(112)均与第三侧面(113)分别相接斜面(115)，及第一侧面(111)和第二侧面(112)均与第四侧面(114)分别相接斜面(115)。

6.根据权利要求5所述的异型绝缘电线，其特征在于，所述斜面(115)与所述第一侧面(111)的夹角设为10-40度。

7.根据权利要求6所述的异型绝缘电线，其特征在于，所述斜面(115)与所述第一侧面(111)的夹角设为20-25度。

8.根据权利要求5所述的异型绝缘电线，其特征在于，所述斜面(115)与第三侧面(113)或第四侧面(114)的连接处设为圆弧(116)。

9.一种线圈，其特征在于，包含如权利要求1-8任一项所述的异型绝缘电线。

10.一种电子/电气设备，其特征在于，包含如权利要求9所述的线圈。

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