CN218826425U - 绝缘结构、电机和电子装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及绝缘材料技术领域，尤其涉及一种绝缘结构、电机和电子装置。绝缘结构包含复合绝缘材料，复合绝缘材料包括由上而下依次设置的第一间位芳纶纸层、第一云母纸层、薄膜、第二云母纸层和第二间位芳纶纸层；相邻的两层通过胶黏剂层固定粘结。本公开绝缘结构中的复合绝缘材料通过间位芳纶纸提供了耐热保护及耐刮保护，且可以有效吸附绝缘漆，提高绝缘漆浸渍饱和度，含有双层云母纸极大提高了复合绝缘材料的耐电晕性能，并可有效减小局部放电量，位于复合绝缘材料中心的薄膜可以大幅提升复合材料的机械强度和电气强度。

Description

绝缘结构、电机和电子装置

技术领域

本公开涉及绝缘材料技术领域，尤其涉及一种绝缘结构、电机和电子装置。

背景技术

当电动机通过高频逆变器控制且运行电压提升至800V及以上运行时，不可避免的会出现局部放电以及电晕现象。为了延长电动机的使用寿命及运行可靠性，需要提高绝缘材料的耐电晕性能，也需要有效减小局部放电量。同时，由于绝缘材料在安装过程中，会不可避免对绝缘材料产生刮、划等机械损伤，因此还需要进一步提高绝缘材料的耐刮性能。现有的绝缘材料无法同时满足上述要求。

鉴于此，特提出本公开。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本公开提供了一种复合绝缘材料，其制备方法及包含该复合绝缘材料的耐电晕电机绝缘结构、电机和电子装置。

本公开提供了一种复合绝缘材料，包括由上而下依次设置的第一间位芳纶纸层、第一云母纸层、薄膜、第二云母纸层和第二间位芳纶纸层；第一间位芳纶纸层和所述第一云母纸层之间设置有第一胶黏剂层；第一云母纸层和薄膜之间设置有第二胶黏剂层；薄膜和第二云母纸层之间设置有第三胶黏剂层；第二云母纸层和第二间位芳纶纸层之间设置有第四胶黏剂层；胶黏剂层用于将相邻的两层固定粘结。

可选的，第一薄膜选自聚酰亚胺薄膜和聚酯薄膜，第二薄膜选自聚酰亚胺薄膜和聚酯薄膜。

可选的，聚酰亚胺薄膜的厚度为0.025mm～0.125mm，聚酯薄膜的厚度为0.025mm～0.125mm。

可选的，第一间位芳纶纸层的厚度为0.04mm～0.13mm，第二间位芳纶纸层的厚度为0.04mm～0.13mm。

可选的，云母纸层的厚度为0.03mm～0.05mm。

可选的，复合绝缘材料的厚度为0.15mm～0.35mm。

本公开提供一种电机耐电晕绝缘结构，其包含上述复合绝缘材料。

本公开提供一种电机，其包含上述电机耐电晕绝缘结构。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开的复合绝缘材料通过间位芳纶纸提供了耐热保护及耐刮保护，且可以有效吸附绝缘漆，提高绝缘漆浸渍饱和度，含有双层云母纸极大提高了复合绝缘材料的耐电晕性能，并可有效减小局部放电量，位于复合绝缘材料中心的薄膜可以大幅提升复合材料的机械强度和电气强度。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例复合绝缘材料的结构示意图；

其中：

1-第一间位芳纶纸层；

2-第一云母纸层；

3-薄膜；

4-第二云母纸层；

5-第二间位芳纶纸层；

6-胶黏剂层；

61-第一胶黏剂层；

62-第二胶黏剂层；

63-第三胶黏剂层；

64-第四胶黏剂层。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本公开实施例提出一种复合绝缘材料，具体为一种在电机槽绝缘和槽盖纸绝缘中应用的复合绝缘材料，其结构示意图如图1所示。由图1可知，复合绝缘材料包括由上而下依次设置的第一间位芳纶纸层1、第一云母纸层2、薄膜3、第二云母纸层4和第二间位芳纶纸层6，相邻的两层之间通过胶黏剂层6固定粘结，即，第一间位芳纶纸层1和第一云母纸层2之间设置有第一胶黏剂层61；第一云母纸层2和薄膜3之间设置有第二胶黏剂层62；薄膜3和第二云母纸层4之间设置有第三胶黏剂层63；第二云母纸层4和第二间位芳纶纸层5之间设置有第四胶黏剂层64。胶黏剂层由制备过程中涂覆的胶黏剂经固化后形成。

本公开实施例的复合绝缘材料中，薄膜位于该复合绝缘材料的中心，薄膜具有较好的机械强度以及致密性，因此以薄膜作为复合绝缘材料的骨架，可以显著提高复合绝缘材料的机械强度和电气强度，最大限度发挥其机械的优势，并且还可以提高制备的便利性。本公开实施例的复合绝缘材料中，间位芳纶纸层具有良好的耐磨防刮的功能，将本公开的复合绝缘材料的上下表面设置为间位芳纶纸层，可以提高耐刮性能，避免其在安装或使用过程中的表面发生刮、擦等磨损现象。

相比对位芳纶(芳纶1414)材料，间位芳纶材料具有更强的耐高温绝缘性，温度指数在210℃及以上。因此，本公开选用了间位芳纶为原料的芳纶纸。在优选的技术方案中，本公开的间位芳纶纸层采用杜邦公司的NOMEX纸。NOMEX纸以NOMEX短纤维和NOMEX沉析纤维为造纸原料。其中，短纤维由造纸用NOMEX长丝切断成约6mm制成，其主要贡献为纸的力学强度；沉析纤维由NOMEX聚合物溶液经喷嘴流入高速旋转的NOMEX沉淀剂中，在强剪切力作用下，聚合物分散凝固为二维结构薄的纤维絮状物组成，它是NOMEX纸页结构中起短纤维间填充和粘结作用。也可以选用其他公司的出品的与NOMEX纸参数相近的间位芳纶纸。具体的，为了进一步提高其耐刮性能，本公开实施例进一步优选致密型间位芳纶纸，致密的纤维结构使复合绝缘材料具有良好的耐刮性能以及绝缘漆的吸附性。具体可选用的型号包括：

本公开实施例所选用芳纶纸具有良好的吸收性，因此将其设置于复合绝缘材料的上下表面，可有效吸附绝缘漆，提高复合绝缘材料对绝缘漆浸渍的饱和度。

在本公开实施例的复合绝缘材料中，第一间位芳纶纸层的厚度为0.04mm～0.13mm，在含有第二间位芳纶纸层的形式中，第二间位芳纶纸层的厚度为0.04mm～0.13mm，当复合绝缘材料含有两层间位芳纶纸层时，两层间位芳纶纸层的厚度可以相同，也可以不同。该厚度范围内的间位芳纶纸层可以保证复合绝缘材料的机械性能和耐刮性能最优。在具体实例中，间位芳纶纸层的厚度可为0.04mm、0.05mm、0.08mm、0.13mm。由于复合绝缘材料在电机槽绝缘和槽盖纸绝缘应用时有尺寸上的要求，复合绝缘材料的整体厚度不应超出该尺寸要求。如果间位芳纶纸层的厚度过大，就会超出复合绝缘材料的整体厚度。

在本公开实施例的复合绝缘材料中，薄膜可选自聚酰亚胺薄膜(polyimide film，PI film)和聚酯薄膜(polyester film)。聚酰亚胺薄膜包括均苯型聚酰亚胺薄膜和联苯型聚酰亚胺薄膜两类，聚酰亚胺薄膜具有优良的耐热性能和电气强度，机械性能及化学稳定性，可以大幅提高复合材料的电气强度性能。聚酰亚胺薄膜可以用于H级以及以上温度等级的绝缘系统。聚酯薄膜是以聚对苯二甲酸乙二醇酯为原料，采用挤出法制成厚片，再经拉伸制成的薄膜材料。聚酯薄膜具有优良的电气性能、机械性能和化学稳定性，可以大幅提高复合材料的电气强度性能。涉及薄膜厚度的选择上，聚酰亚胺薄膜的厚度为0.025mm～0.125mm，聚酯薄膜的厚度为0.025mm～0.125mm。该厚度范围内的薄膜可以保证复合绝缘材料的电气性能和机械性能，以及制备过程中的成型情况。由于复合绝缘材料在电机槽绝缘和槽盖纸绝缘应用时有尺寸上的要求，复合绝缘材料的整体厚度不应超出该尺寸要求。如果薄膜的厚度过大，就会超出复合绝缘材料的整体厚度。

在本公开实施例的复合绝缘材料中，云母纸为使用云母为主要原料经过造纸工艺成为云母纸。云母属于无机材料，耐热性极高，云母的片/层状结构具有良好的电气强度，有效的减少了局部放电量并提高耐电晕性能。本公开的实施例的复合绝缘材料中，含有两层云母纸，可以有效的延长电树枝增长路径，从而显著提升了复合材料的耐电晕性能。两层云母纸的厚度可以相同，也可以不同，具体可根据复合材料对于抗电晕性能的要求及整体厚度要求而定。

涉及云母纸层厚度的选择上，云母纸层的厚度为0.03mm～0.05mm，具体可采用0.04mm。该厚度范围内的云母纸层可保证复合绝缘材料的机械性能和耐电晕性能最佳。由于复合绝缘材料在电机槽绝缘和槽盖纸绝缘应用时有尺寸上的要求，复合绝缘材料的整体厚度不应超出该尺寸要求。如果云母纸层的厚度过大，就会超出复合绝缘材料的整体厚度。使用两层云母纸层分别制备于薄膜两侧的好处为使绝缘纸两面均具有良好的抗电晕性能。

在本公开实施例的复合绝缘材料中，第一胶黏剂层、第二胶黏剂层、第三胶黏剂层、第四胶黏剂层的厚度分别为0.01mm。

在本公开实施例的复合绝缘材料中，复合绝缘材料的整体厚度为0.15mm～0.35mm。基于复合绝缘材料在电机槽绝缘和槽盖纸绝缘中的应用，复合绝缘材料的厚度应满足厚度范围的要求。复合绝缘材料的整体厚度不应超出该尺寸要求。

本公开实施例第二方面提出该复合绝缘材料制备方法，至少包括以下步骤；

S1、将胶黏剂均匀涂敷于薄膜的上下表面上，将两层云母纸分别复合于薄膜的上下表面上，固化后得到云母纸-薄膜-云母纸的三层复合结构；

S2、将胶黏剂均匀涂敷于三层复合结构的上下表面上，两层间位芳纶纸分别复合于三层复合结构的上下表面上，固化后得到复合绝缘材料；胶黏剂经固化形成胶黏剂层。

本公开实施例的制备方法中，以机械性能更好的薄膜作为核心，将其余各层逐层叠加的方式，制备更加容易。其中，固化方式根据胶黏剂的类型进行选择。例如，可选择耐热聚氨酯胶粘剂或环氧胶粘剂，同时选用加热固化，并优选热压固化，从而获得平整的产品。

本公开实施例还提供一种电机耐电晕绝缘结构(Insulation structure ofcorona resistant motor)，包含本公开实施例上述的复合绝缘材料。电机耐电晕绝缘结构由耐电晕漆包线、浸渍树脂、聚酰亚胺薄膜、槽绝缘材料等集成制备而成(模型线圈)，适用于800V及以上电机耐电晕绝缘。电机用复合绝缘材料具体安装于电机耐电晕结构的槽绝缘和槽盖绝缘。

本公开实施例还提供一种电机，其包含本公开实施例上述的电机耐电晕绝缘结构。其中，特别适用于II型电机绝缘。

本公开实施例还提供一种电子装置，其包含本公开实施例的电机。本公开实施例的电子装置包括本领域一般的电子装置，例如电动摩托车、电动汽车、电动玩具等。

以下结合实施例进一步说明本公开的有益效果。

在以下实施例中，性能检测的方法或标准如下：

1、耐热温度：GB/T 11026；

2、耐电晕性能：GB/T 21707；

3、拉伸强度：GB/T 5591.2；

4、电气强度：GB/T 1408.1；

5、局部放电起始电压、放电量：GB/T 7354。

在以下实施例和实验例中，间位芳纶纸的牌号均为(厚度分别为0.04mm、0.05mm)，(厚度分别为0.08mm、0.13mm)。

实施例

本实施例用以说明本公开实施例技术方案的技术效果：

S1、将胶黏剂均匀涂敷于薄膜的上下表面上，将两层云母纸分别复合于薄膜的上下表面上，高温固化后得到云母纸—薄膜—云母纸的三层复合结构；

S2、将胶黏剂均匀涂敷于三层复合结构的上下表面上，两层间位芳纶纸分别复合于三层复合结构的上下表面上，高温固化后得到复合绝缘材料；胶黏剂经固化形成胶黏剂层。

得到的具体实施例如表1所示：

表1：单位(mm)

制备得到上述材料后，按照本公开实施例中的实验方法对性能进行检测，得到实验结果如表2所示：

表2

实验例1

本实验例用以说明本公开实施例的中间层选择薄膜的技术效果：

参考实施例的方法制备以下复合绝缘材料，区别在于薄膜替换为以下选用以下材料：得到的具体实施例如表3所示：

表3：单位(mm)

其中，打孔PI薄膜为在PI薄膜上设置有1～2mm的孔，打孔面积为5％。制备得到上述对比材料后，按照本公开实施例中的实验方法对性能进行检测，得到实验结果如表4所示：

表4

根据上述对比可知，中间层材料采用疏松材料的话，复合绝缘材料耐热温度虽然没有明显变化，但耐电晕性能发生显著的衰减，无法很好的满足电机用复合绝缘材料的要求。

实验例2

本实验例用以说明本公开实施例的层结构设计的技术效果：

参考实施例的方法制备以下复合绝缘材料，包括芳纶纸、云母纸和PI薄膜，或芳纶纸、云母纸和PI薄膜，或得到的具体实施例如表5和表6所示：

表5：单位(mm)

材料	间位芳纶纸	云母纸	PI薄膜	胶黏剂层(每层)	总厚度
						材料D5	0.05	0.04	0.05	0.01	0.16
材料D6	0.08	0.04	0.05	0.01	0.19
						材料D7	0.13	0.04	0.05	0.01	0.24
材料D8	0.04	0.04	0.05	0.01	0.15

表6：单位(mm)

制备得到上述对比材料后，按照本公开实施例中的实验方法对性能进行检测，得到实验结果如表7所示：

表7

根据上述对比可知，如仅采用一层间位芳纶纸(材料D5～D10)，复合绝缘材料的耐电晕性能发生显著的衰减，且在安装使用过程中，容易被划伤、划破；如不添加薄膜，耐电晕性能及机械性能均显著降低，无法很好的满足电机用复合绝缘材料的要求。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种绝缘结构，其特征在于，所述绝缘结构包含复合绝缘材料，所述复合绝缘材料包括由上而下依次设置的第一间位芳纶纸层、第一云母纸层、薄膜、第二云母纸层和第二间位芳纶纸层；

所述第一间位芳纶纸层和所述第一云母纸层之间设置有第一胶黏剂层；所述第一云母纸层和所述薄膜之间设置有第二胶黏剂层；所述薄膜和所述第二云母纸层之间设置有第三胶黏剂层；所述第二云母纸层和所述第二间位芳纶纸层之间设置有第四胶黏剂层；所述胶黏剂层用于将相邻的两层固定粘结。

2.根据权利要求1所述的绝缘结构，其特征在于，所述薄膜选自聚酰亚胺薄膜和聚酯薄膜。

3.根据权利要求2所述的绝缘结构，其特征在于，所述聚酰亚胺薄膜的厚度为0.025mm～0.25mm，所述聚酯薄膜的厚度为0.05mm～0.35mm。

4.根据权利要求1所述的绝缘结构，其特征在于，所述第一间位芳纶纸层的厚度为0.04mm～0.13mm，所述第二间位芳纶纸层的厚度为0.04mm～0.13mm。

5.根据权利要求1所述的绝缘结构，其特征在于，所述云母纸层的厚度为0.03mm～0.05mm。

6.根据权利要求1所述的绝缘结构，其特征在于，所述复合绝缘材料的厚度为0.15mm～0.35mm。

7.一种电机，其包含权利要求1～6任一项所述的绝缘结构。

8.一种电子装置，其包含权利要求7所述的电机。

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