IT202100020936A1 - Metodo per l’isolamento elettromagnetico di componenti di un motore elettrico - Google Patents
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Description
METODO PER L?ISOLAMENTO ELETTROMAGNETICO DI COMPONENTI DI UN
MOTORE ELETTRICO
DESCRIZIONE
La presente divulgazione si riferisce in generale al settore tecnico dei motori elettrici, in particolare si riferisce ad un metodo per l?isolamento elettromagnetico di componenti conduttori elettrici presenti in un motore elettrico. Pi? in particolare la presente divulgazione riguarda un metodo per un rivestimento isolante in materiale ceramico per alte temperature ottenuto mediante polimeri preceramici.
Nel settore dei motori elettrici ? fondamentale l?utilizzo di rivestimenti isolanti per proteggere i componenti conduttori elettromagnetici all?interno del motore per garantire un isolamento elettrico ottimale rispetto all?esterno e per fornire ai componenti una resistenza chimica, ad esempio contro la corrosione, ed una resistenza termica, in particolare per temperature superiori ai 600?C.
La tecnica nota prevede principalmente l?utilizzo di due diverse soluzioni per l?isolamento dei componenti conduttori di un motore elettrico. Una prima soluzione prevede l?utilizzo di isolanti in materiali polimerici, che garantiscono semplicit? costruttiva grazie ai numerosi processi di produzione con cui possono essere lavorati a temperature relativamente moderate. Questa soluzione tuttavia presenta degli svantaggi importanti, ad esempio i materiali polimerici presentano una scarsa resistenza alla radiazione ultravioletta ed alle alte temperature, che possono provocarne il deterioramento e la perdita delle propriet? isolanti, rendendo spesso necessario l?impiego di un sistema di raffreddamento all?interno del motore.
Per ovviare a questa problematica, ? noto l?utilizzo di smalti ceramici o vetrosi come rivestimento isolante per i componenti conduttori da proteggere. Questa soluzione garantisce un?ottima resistenza alle alte temperature. Tuttavia, l?utilizzo di questi materiali risulta particolarmente svantaggioso in quanto necessita di un complesso processo di costruzione e messa in posa, che deve avvenire ad alte temperature e pu? risultare in un rivestimento fragile a temperatura ambiente.
La presente divulgazione parte quindi dalla posizione del problema tecnico di fornire un rivestimento isolante per componenti conduttori elettromagnetici di un motore elettrico che consenta di andare incontro alle necessit? sopra menzionate con riferimento alla tecnica nota, e di superare i suddetti inconvenienti e/o che consenta di conseguire ulteriori vantaggi.
Ci? ? ottenuto mediante un metodo per l?isolamento elettromagnetico di elementi conduttori di un motore elettrico e un motore elettrico comprendente gli elementi conduttori ottenuti con il suddetto metodo secondo le rispettive rivendicazioni indipendenti. Caratteristiche secondarie della presente divulgazione sono definite nelle corrispondenti rivendicazioni dipendenti.
Alla base della presente divulgazione vi ? un riconoscimento da parte dell?inventore che ? possibile risolvere le problematiche che presentano le soluzioni secondo la tecnica nota tramite l?utilizzo di un rivestimento che comprenda un polimero preceramico sottoposto a ceramizzazione in seguito all?applicazione sugli elementi conduttori elettromagnetici.
Un rivestimento di questo tipo, infatti, permette di ottenere il vantaggio della semplicit? di costruzione e messa in posa tipiche dei rivestimenti polimerici, ad esempio mediante l?utilizzo di una pasta o un composto con una viscosit? tale da poter essere facilmente applicato sull?elemento da rivestire. Inoltre, a seguito dell?applicazione del rivestimento e di un trattamento termico che permetta la ceramizzazione tramite pirolisi del composto preceramico, ? possibile ottenere un composto ceramico, noto come polymer derived ceramic (PDC), che presenta le caratteristiche di resistenza chimica e termica tipiche dei materiali ceramici.
In questo modo ? possibile ottenere un rivestimento finale dotato di ottima resistenza chimica e termica, nonch? di una fondamentale semplicit? di messa in posa sugli elementi conduttori del motore elettrico, andando quindi incontro agli svantaggi delle attuali soluzioni secondo la tecnica nota.
Nel dettaglio, il metodo secondo la presente divulgazione ? volto all?isolamento elettromagnetico di un primo elemento conduttore e di un secondo elemento conduttore di un motore elettrico. Nel dettaglio, il primo elemento conduttore ed il secondo elemento conduttore possono essere elementi conduttori di uno statore e/o di un rotore di un motore elettrico, preferibilmente di uno statore di un motore elettrico.
Tale metodo comprende una fase di rivestimento del primo e del secondo elemento conduttore con almeno un composto isolante che ? configurato, in uso, per isolare elettromagneticamente tale primo e secondo elemento conduttore. L?almeno un composto isolante comprende almeno un polimero preceramico. Il metodo prevede poi una fase di asciugatura, preferibilmente ad aria, dei due elementi conduttori rivestiti dall?almeno un composto isolante. Inoltre, il metodo comprende una ulteriore fase di rivestimento del primo elemento conduttore con un composto sigillante, il quale comprende anch?esso un polimero preceramico, ed il quale ? configurato per favorire una adesione del secondo elemento conduttore al primo elemento conduttore. Successivamente, il metodo prevede di assemblare il primo elemento conduttore ed il secondo elemento conduttore a formare il motore elettrico, preferibilmente lo statore di tale motore elettrico. Il primo elemento conduttore ed il secondo elemento conduttore assemblati vengono poi trattati termicamente con un riscaldamento fino ad una temperatura di almeno 350?C ed un successivo raffreddamento. Vantaggiosamente, sopra i 350 ?C i siliconi completano una prima trasformazione, corrispondente all?ottenimento di una struttura molecolare reticolata.
Secondo un aspetto preferito della presente divulgazione, l?almeno un composto isolante comprende un elemento siliconico e/o un elemento vetroso e/o allumina.
Preferibilmente, l?almeno un composto isolante comprende tutti e tre tali elementi. Nel dettaglio, l?allumina ? un ottimo isolante elettrico, ma utilizzato da solo richiede una sinterizzazione ad alte temperature, oltre i 1600?C. Il silicone risulta ottimale al fine di ottenere un composto isolante realizzabile a temperature inferiori, in quanto si trasforma in silice vetrosa al di sopra di 500?C. Il silicone, unitamente all?allumina crea vantaggiosamente un composto silice-allumina. L?aggiunta di un elemento vetroso consente ulteriormente di diluire il silicone, e di formare una fase liquida ad alta temperatura in grado di sigillare vantaggiosamente eventuali cricche nel composto silice-allumina.
In altre parole quindi, l?allumina conferisce le caratteristiche di isolamento elettromagnetico al composto isolante, mentre l?elemento siliconico e l?elemento vetroso contribuiscono a cementare il composto isolante agli elementi conduttori sia a basse temperature che ad alte temperature.
In combinazione o in sostituzione dell?allumina, ? possibile utilizzare altri materiali, purch? siano buoni isolanti elettromagnetici e non siano chimicamente reattivi in un intervallo di temperatura compreso tra 0?C e 600?C.
Secondo un ulteriore aspetto della presente divulgazione, l?almeno un composto isolante comprende un primo composto isolante ed un secondo composto isolante. In tal senso, la fase di rivestimento prevede di rivestire il primo elemento conduttore con il primo composto isolante, ed il secondo elemento conduttore con il secondo composto isolante.
Vantaggiosamente, il primo composto isolante permette un rivestimento del primo elemento conduttore pi? spesso, rendendo pi? difficile l?espulsione di gas dalla successiva fase di trattamento termico. Inoltre, vantaggiosamente, il primo composto isolante pu? avere un contenuto di elemento vetroso maggiore, favorendo quindi la sigillatura di eventuali cricche che possono formarsi durante la fase di trattamento termico.
Nel dettaglio, secondo un aspetto preferito, il primo composto isolante presenta la seguente composizione (wt%): 12% ? 3% di silicone, preferibilmente silicone H44?, 5% ? 3% di isopropanolo, 7.5% ? 3% di silicone, preferibilmente silicone H62C?, 57% ? 3% di allumina, 8.5% ? 3% di vetro, 2% ? 3% trietilammina, 8.5% ? 3% acqua distillata. Secondo tale aspetto, inoltre, il secondo composto isolante presenta la seguente composizione (wt%): 22% ? 3% di silicone, preferibilmente silicone H44?, 9% ? 3% di isopropanolo, 14% ? 3% di silicone, preferibilmente silicone H62C?, 15% ? 3% di allumina, 36% ? 3% di vetro, 3.6% ? 0.3% di trietilammina. Preferibilmente, l?allumina e/o il vetro sono/? in polvere.
Ancora pi? nello specifico, il primo composto isolante presenta la seguente composizione (wt%): 11.92%? 3% di silicone, preferibilmente silicone H44?, 4.74%? 3% di isopropanolo, 7.45%? 3% di silicone, preferibilmente silicone H62C?, 56.83%? 3% di allumina, 8.47%? 3% di vetro, 2.12%? 3% trietilammina, 8.47%? 3% acqua distillata. Secondo tale aspetto, inoltre, il secondo composto isolante presenta la seguente composizione (wt%): 22.41%? 3% di silicone, preferibilmente silicone H44?, 8.97%? 3% di isopropanolo, 14.00%? 3% di silicone, preferibilmente silicone H62C?, 14.57%? 3% di allumina, 36.41%? 3% di vetro, 3.64%? 0,3% di trietilammina. Preferibilmente, l?allumina e/o il vetro sono/? in polvere.
Secondo un ulteriore aspetto, il composto sigillante presenta invece la seguente composizione (wt%): 25.00%? 3% di silicone, preferibilmente silicone H62C?, 75.00%? 3% di vetro. Preferibilmente, il vetro ? in polvere.
Secondo un ulteriore aspetto della presente divulgazione, nella fase di trattamento termico del primo e del secondo elemento conduttore assemblati, il riscaldamento di questi ultimi prevede un aumento di temperatura degli elementi conduttori stessi compresa tra 5?C al minuto e 7,5?C al minuto, preferibilmente pari a 5?C al minuto. Vantaggiosamente un aumento di temperatura di 5?C favorisce una ottimale espulsione di gas nella fase di trattamento termico.
Secondo un ulteriore aspetto preferito, la fase di trattamento termico prevede un riscaldamento del primo elemento conduttore e del secondo elemento conduttore fino ad una temperatura compresa tra 500?C e 600?C ed un mantenimento di tali primo e secondo elemento conduttore a tale temperatura per almeno 180 minuti. Vantaggiosamente, sopra i 350 ?C i siliconi completano una prima trasformazione, corrispondente all?ottenimento di una struttura molecolare reticolata. Un ulteriore aumento di temperatura nell?intervallo compreso tra 500?C e 600?C permette il verificarsi della trasformazione ceramica del silicone.
Vantaggiosamente, la fase di trattamento termico ? configurata per ceramizzare il silicone presente nell?almeno un composto isolante e nel composto sigillante. Inoltre, tale intervallo di temperature non eccede la temperatura di fusione del vetro utilizzato nel composto isolante e nel composto sigillante.
Secondo un ulteriore aspetto preferito della presente divulgazione, il primo elemento conduttore ed il secondo elemento conduttore sono elementi conduttori di uno statore di un motore elettrico. Preferibilmente, il primo elemento conduttore ? un nucleo ferromagnetico di uno statore di un motore elettrico, mentre il secondo elemento conduttore ? un filo di rame o, preferibilmente, una treccia di rame di uno statore di un motore elettrico. Vantaggiosamente, l?utilizzo di una treccia di rame favorisce l?adesione dell?almeno un composto isolante, nel dettaglio del secondo composto isolante.
La presente divulgazione ha come ulteriore oggetto un motore elettrico comprendente un primo elemento conduttore ed un secondo elemento conduttore elettromagneticamente isolati con il metodo descritto e rivendicato.
Ulteriori vantaggi, caratteristiche e le modalit? d'impiego dell'oggetto della presente divulgazione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di sue forme di realizzazione, presentate a scopo esemplificativo e non limitativo.
? comunque evidente come ciascuna forma di realizzazione dell'oggetto della presente divulgazione possa presentare uno o pi? dei vantaggi sopra elencati; in ogni caso non ? richiesto che ciascuna forma di realizzazione presenti simultaneamente tutti i vantaggi elencati.
Verr? fatto riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui:
- le Figure 1 mostra una vista prospettica di un primo elemento conduttore di un motore elettrico secondo un aspetto della presente divulgazione;
- la Figura 2 mostra una vista in prospettiva di un primo elemento conduttore di un motore elettrico rivestito con almeno un composto isolante secondo un aspetto della presente divulgazione;
- la Figura 3 mostra una vista prospettica di un secondo elemento conduttore rivestito con almeno un composto isolante e assemblato su un primo elemento conduttore rivestito con almeno un composto isolante secondo un aspetto della presente divulgazione; - la Figura 4 mostra una vista in prospettiva di due elementi conduttori di un motore elettrico assemblati secondo la presente invenzione.
Nella descrizione dettagliata dell?invenzione e delle sue forme di realizzazione preferite verr? fatto riferimento alla classe dei polimeri preceramici, intendendo con questo termine i diversi composti polimerici, generalmente a base di silicio, configurati per poter essere convertiti in materiali ceramici mediante un trattamento termico.
Con riferimento alle figure allegate, un metodo per l?isolamento elettromagnetico di un primo elemento conduttore 1 e un secondo elemento conduttore 2, facenti parte di un motore elettrico, comprende le fasi descritte qui di seguito. Secondo una forma di realizzazione preferita, il primo elemento conduttore 1 e il secondo elemento conduttore 2 sono elementi elettricamente e/o magneticamente conduttori di uno statore e/o di un rotore di un motore elettrico. Preferibilmente, il primo elemento conduttore 1 e il secondo elemento conduttore 2 sono elementi elettricamente e/o magneticamente conduttori di uno statore di un motore elettrico. Ancora pi? preferibilmente, il primo elemento conduttore 1 ? un nucleo ferromagnetico di uno statore di un motore elettrico, ovvero ? la parte magnetica dello statore avente la funzione di canalizzare il flusso magnetico. Il secondo elemento conduttore 2 ? un filo di rame, o pi? preferibilmente una treccia di rame, di uno statore di un motore elettrico, ovvero la porzione di statore che ha la funzione di condurre corrente elettrica. Ancora pi? preferibilmente, il secondo elemento conduttore 2 comprende trecce di rame dissaldanti. Vantaggiosamente, tali trecce di rame dissaldanti sono prodotti commercialmente disponibili in cui il rame non presenta alcun rivestimento isolante. E? tuttavia possibile utilizzare trecce di rame con caratteristiche tecniche affini a quelle delle trecce di rame dissaldanti.
Inizialmente, il metodo oggetto del presente trovato prevede una fase di rivestimento del primo elemento conduttore 1 e del secondo elemento conduttore 2 con almeno un composto isolante A, B. Tale almeno un composto isolante A, B ? configurato, in uso, per isolare elettromagneticamente il primo elemento conduttore 1 e il secondo elemento conduttore 2.
L?almeno un composto isolante A, B comprendente almeno un polimero preceramico.
Con l?espressione ?polimero preceramico? si intende, nell?ambito della presente divulgazione, un composto polimerico che pu?, ad esempio tramite pirolisi, essere convertito in un composto ceramico, dotato vantaggiosamente di elevata stabilit?, sia termica che chimica.
Pi? nel dettaglio, l?almeno un composto isolante A, B, comprende un materiale vetroso e un materiale a base di un ossido non vetroso, cio? in grado di formare un reticolo cristallino. Preferibilmente, il materiale vetroso e il materiale a base di un ossido non vetroso sono aggiunti all?almeno un composto isolante A, B sotto forma di polveri.
Ad esempio, l?almeno un composto isolante pu? comprendere un polimero preceramico a base di silicone, un materiale vetroso come il sodio fosfato o l?anidride borica e ossido di alluminio o allumina. Preferibilmente, il materiale a base di un ossido non vetroso ? un materiale elettricamente isolante e termicamente inerte in prossimit? di una temperatura massima di una fase di trattamento termico successivamente descritta nel dettaglio.
Preferibilmente, il materiale vetroso dell?almeno un composto isolante A, B presenta una temperatura di fusione superiore alla temperatura della fase di trattamento termico del primo elemento conduttore 1 e del secondo elemento conduttore 2. Inoltre, il materiale vetroso presenta preferibilmente una temperatura di transizione vetrosa tale per cui durante fase di trattamento termico ? permessa una transizione vetrosa del materiale vetroso verso una fase con minore viscosit?.
Preferibilmente, l?almeno un composto isolante A, B comprende ulteriormente allumina. In combinazione o in alternativa all?allumina, l?almeno un composto isolante A, B pu? comprendere materiali che siano non vetrosi, siano buoni isolanti elettrici e non siano reattivi nell?intervallo di temperature della fase di trattamento termico successivamente descritta.
Il metodo secondo il presente trovato prevede poi una fase di asciugatura del primo elemento conduttore e del secondo elemento conduttore 1, 2 rivestiti dall?almeno un composto isolante A, B.
Secondo un aspetto preferito del presente trovato, l?almeno un composto isolante A, B, comprende un primo composto isolante A ed un secondo composto isolante B.
Secondo tale aspetto, la fase di rivestimento del primo e del secondo elemento conduttore 1, 2, prevede di rivestire il primo elemento conduttore 1 con il primo composto isolante A ed il secondo elemento conduttore 2 con il secondo composto isolante B.
Nel dettaglio, il primo composto isolante A comprende almeno un elemento siliconico ed un elemento vetroso. Preferibilmente il primo composto isolante A comprende ulteriormente allumina. Pi? nello specifico, il primo composto isolante A presenta la seguente composizione, in percentuale rispetto al peso complessivo del composto A stesso: - 12% ? 3%, preferibilmente 11,92%? 3% di silicone, preferibilmente silicone H44?. Vantaggiosamente il silicone H44? ? miscibile con il silicone H62C? e garantisce una buona resa ceramica, ovvero un rapporto relativamente elevato tra la massa di polimero che si trasforma in silice durante il trattamento termico e la massa iniziale di polimero;
- 5% ? 3%, preferibilmente 4,74%? 3%, di isopropanolo;
- 7,5%? 3%, preferibilmente, 7,45%? 3%, di silicone, preferibilmente silicone H62C?.
Vantaggiosamente, il silicone H62C? ? un silicone liquido che risulta ottimale per la miscelazione con gli altri componenti a basse temperature;
- 57% ? 3%, preferibilmente 56,83%? 3%, di allumina, preferibilmente allumina in polvere;
- 8,5% ? 3%, preferibilmente, 8,47%? 3%, di vetro, preferibilmente vetro in polvere;
- 2% ? 0,3%, preferibilmente 2,12%? 0,3%, di trietilammina;
- 8,5% ? 3%, preferibilmente 8, 47%? 3%, di acqua, preferibilmente acqua distillata.
Preferibilmente, per la realizzazione del primo composto isolante A, si procede come illustrato di seguito. Il silicone H44?, preferibilmente in forma di polvere, viene sciolto in isopropanolo fino all?ottenimento di un gel. A tale gel viene unito il silicone H62C?, preferibilmente in forma liquida, e si mescola fino all?ottenimento di un composto uniforme. Successivamente vengono aggiunte allumina e vetro, preferibilmente entrambi in forma di polvere, e si procede al mescolamento, preferibilmente a macchina, preferibilmente a 2000 rpm, preferibilmente per almeno 2 minuti. Viene successivamente aggiunta la trietilammina, la quale, vantaggiosamente, agisce da cross-linker e si mescola fino a che il composto non ha una viscosit? uniforme. Si aggiunge poi l?acqua, preferibilmente distillata, e si procede al mescolamento del composto ottenuto fintantoch? il silicone non forma una pasta densa. Infine, preferibilmente, viene effettuata una ulteriore miscelazione, preferibilmente a macchina, preferibilmente a 2000 rpm, preferibilmente per almeno 2 minuti. Tale miscelazione finale ha lo scopo di rimuovere aria in eccesso eventualmente presente nel composto.
Per quanto riguarda il materiale vetroso, ? preferibile utilizzare sodio fosfato o anidride borica. Possono tuttavia essere utilizzati vetri differenti. Va tuttavia tenuto conto che, in generale, maggiore ? la percentuale di sodio del materiale vetroso, minore ? l?isolamento elettrico del composto isolante risultante. Inoltre, ? necessario che la temperatura di transizione vetrosa del materiale vetroso selezionato corrisponda alla temperatura della fase di trattamento termico successivamente descritta. Infine, la temperatura di fusione del materiale vetroso selezionato non deve essere inferiore alle temperature di trattamento e funzionamento del motore elettrico composto dal primo elemento conduttore 1 e dal secondo elemento conduttore 2.
Secondo un aspetto preferito, la fase di rivestire il primo elemento conduttore 1 con il primo composto isolante A prevede di quest?ultimo sul primo elemento conduttore 1 stesso. Nel dettaglio, nel caso in cui il primo elemento conduttore 1 ? un nucleo ferromagnetico di uno statore di un motore elettrico, il primo composto isolante A viene steso nelle zone dei pacchi lamellari su cui poi saranno avvolte le spire di rame. Nel dettaglio, il primo composto isolante A viene steso in modo da ottenere, nel primo elemento conduttore 1, uno strato sottile e uniforme, vale a dire che non presenti fori o sporgenze. Preferibilmente, il primo elemento conduttore 1 viene rivestito con il primo composto isolante A entro un?ora da quando viene aggiunto il cross-linker, preferibilmente la trietilammina.
Preferibilmente, la fase di asciugatura del primo elemento conduttore 1, rivestito dal primo composto isolante A, prevede una asciugatura ad aria e preferibilmente a temperatura ambiente. Preferibilmente, tale fase di asciugatura ha una durata di almeno 24 ore.
Il secondo composto isolante B comprende almeno un elemento siliconico ed un elemento vetroso. Preferibilmente il secondo composto isolante B comprende ulteriormente allumina. Pi? nello specifico, il secondo composto isolante B presenta la seguente composizione, in percentuale rispetto al peso complessivo del composto A stesso:
- 22% ? 3%, preferibilmente 22,41%? 3%, di silicone, preferibilmente silicone H44?.
Vantaggiosamente il silicone H44? ? miscibile con il silicone H62C? e garantisce una buona resa ceramica, ovvero un rapporto relativamente elevato tra la massa di polimero che si trasforma in silice durante il trattamento termico e la massa iniziale di polimero;
- 9% ? 3%, preferibilmente 8,97%? 3%, di isopropanolo;
- 14% ? 3% di silicone, preferibilmente silicone H62C?. Vantaggiosamente, il silicone H62C? ? un silicone liquido che risulta ottimale per la miscelazione con gli altri componenti a basse temperature;
- 15% ? 3%, preferibilmente 14,57%? 3%, di allumina, preferibilmente allumina in polvere;
- 36% ? 3%, preferibilmente 36,41%? 3%, di vetro, preferibilmente vetro in polvere;
- 3,6% ? 0,3%, preferibilmente 3,64%? 0,3%, di trietilammina.
Preferibilmente, per la realizzazione del secondo composto isolante B, si procede come illustrato di seguito. Il silicone H44?, preferibilmente in forma di polvere, viene sciolto in isopropanolo fino all?ottenimento di un gel. A tale gel viene unito il silicone H62C?, preferibilmente in forma liquida, e si mescola fino all?ottenimento di un composto uniforme. Successivamente vengono aggiunte allumina e vetro, preferibilmente entrambi in forma di polvere, e si procede al mescolamento, preferibilmente a macchina, preferibilmente a 2000 rpm, preferibilmente per 2 minuti. Viene successivamente aggiunta la trietilammina, la quale, vantaggiosamente, agisce da cross-linker e si mescola fino a che il composto non ha una viscosit? uniforme. Preferibilmente inoltre, prima di rivestire il secondo elemento conduttore 2 con il secondo composto isolante B, si aggiunge ulteriore isopropanolo in modo tale che il composto abbia una viscosit? sufficiente.
Come precedentemente anticipato relativamente al primo composto isolante A, anche per il materiale vetroso del secondo composto isolante B ? preferibile utilizzare sodio fosfato o anidride borica. Possono tuttavia essere utilizzati vetri differenti. Va tuttavia tenuto conto che, in generale, maggiore ? la percentuale di sodio del materiale vetroso, minore ? l?isolamento elettrico del composto isolante risultante. Inoltre, ? necessario che la temperatura di transizione vetrosa del materiale vetroso selezionato corrisponda alla temperatura della fase di trattamento termico successivamente descritta. Infine, la temperatura di fusione del materiale vetroso selezionato non deve essere inferiore alle temperature di trattamento e funzionamento del motore elettrico composto dal primo elemento conduttore 1 e dal secondo elemento conduttore 2.
Preferibilmente, la fase di rivestire il secondo elemento conduttore 2 con il secondo composto isolante B prevede di immergere il secondo elemento conduttore 2 nel secondo composto isolante B, preparato, ad esempio e preferibilmente, come sopra descritto. Successivamente si procede con la fase di asciugatura del secondo elemento conduttore 2 rivestito con il secondo composto isolante B. Preferibilmente tale asciugatura avviene appendendo il secondo elemento conduttore 2 ed ha una durata preferibilmente di almeno 24 ore. Preferibilmente, la fase di asciugatura del secondo elemento conduttore 2 avviene ad aria e a temperatura ambiente. In tale fase di asciugatura, ove il secondo elemento conduttore 2 ? una treccia di rame, ? opportuno assicurarsi che tale treccia non sia attorcigliata o avvolta su s? stessa e che non sia a contatto con altri oggetti in modo tale da ottenere una asciugatura uniforme. Indipendentemente dalla struttura del secondo elemento conduttore 2, ? comunque importante assicurarsi che quest?ultimo, durante la fase di asciugatura, sia libero e non a contatto con ulteriori oggetti.
Inoltre, preferibilmente, durante la fase di asciugatura del secondo elemento conduttore 2, il metodo pu? prevedere una verifica della viscosit? del secondo composto isolante B. In particolare, tale fase di verifica prevede di osservare la distribuzione del secondo composto isolante B nel secondo elemento conduttore 2. Nel caso in cui il secondo composto isolante B non aderisca bene al secondo elemento conduttore 2, la viscosit? del secondo composto isolante B stesso ? troppo bassa, mentre se eventuali gocce di secondo composto isolante B si induriscono sull?elemento conduttore 2, la viscosit? del secondo composto isolante B stesso ? troppo elevata. Nel caso in cui si verifichino tali casistiche, il metodo prevede preferibilmente un ulteriore rivestimento del secondo elemento conduttore 2 con il secondo composto isolante B. In combinazione o in alternativa a tale ulteriore rivestimento del secondo elemento conduttore 2 con il secondo composto isolante B, il metodo oggetto del presente trovato pu? prevedere di modificare la viscosit? del secondo composto isolante B, riducendola, ad esempio aggiungendo un opportuno solvente, preferibilmente isopropanolo.
Una volta rivestiti il primo elemento conduttore 1 ed il secondo elemento conduttore 2 con l?almeno un composto isolante A, B, preferibilmente il primo elemento conduttore 1 con il primo composto isolante A ed il secondo elemento conduttore 2 con il secondo composto isolante B, e successivamente asciugati detti primo e secondo elemento conduttore 1, 2, il metodo secondo il presente trovato prevede una fase di rivestire il primo elemento conduttore 1 con un composto sigillante C. Tale composto sigillante C comprende almeno un polimero preceramico. Pi? nel dettaglio, il composto sigillante C comprende almeno un elemento siliconico ed un elemento vetroso. Il composto sigillante C ? configurato per favorire una adesione del secondo elemento conduttore 2 al primo elemento conduttore 1.
Preferibilmente, il composto sigillante C presenta la seguente composizione, in percentuale rispetto al peso totale del composto sigillante C stesso:
- 25% ? 3% silicone, preferibilmente silicone H62C?;
- 75% ? 3% vetro, preferibilmente in polvere.
Preferibilmente, al fine di preparare il composto sigillante C, il silicone ed il vetro vengono mescolati finch? il silicone non risulta completamente assorbito. Preferibilmente, il composto sigillante C ha una conformazione di una pasta uniforme dall?aspetto cremoso.
Preferibilmente, il rivestimento del primo elemento conduttore 1 con il composto sigillante C prevede di spalmare quest?ultimo sulle zone del primo elemento conduttore 1 rivestite dall?almeno un composto isolante A, B, preferibilmente dal primo composto isolante A. In questo modo, il composto sigillante C pu? fungere da cemento per il secondo elemento conduttore 2 e pu? chiudere, o coprire, eventuali cricche nel primo elemento conduttore 1 che si possono formare in una successiva fase di trattamento termico dello stesso.
Il metodo secondo il presente trovato prevede ulteriormente una fase di assemblaggio del primo elemento conduttore 1 e del secondo elemento conduttore 2 a formare, preferibilmente, uno statore di un motore elettrico. Preferibilmente, tale fase di assemblaggio prevede di avvolgere il secondo elemento conduttore 2 attorno al primo elemento conduttore 1 a formare una pluralit? di spire.
Nel dettaglio, preferibilmente, tale fase prevede di avvolgere la treccia di rame del secondo elemento conduttore 2, rivestita dal secondo composto isolante B, attorno al nucleo ferromagnetico del primo elemento conduttore 1. Nel caso in cui due o pi? spire della treccia di rame del secondo elemento conduttore 2 si sovrappongano attorno al primo elemento conduttore 1, il metodo secondo il presente trovato pu? comprendere una fase di spalmare ulteriore composto sigillante C tra una spira e l?altra.
Successivamente, il metodo pu? comprendere una fase di compressione del secondo elemento conduttore 2 attorno al primo elemento conduttore 1, in particolare della treccia di rame, in modo tale da rimuovere, vantaggiosamente, eventuale composto sigillante C in eccesso ed aumentare la densit? di avvolgimento della treccia di rame attorno al primo elemento conduttore 1.
Il metodo secondo il presente trovato prevede ulteriormente un trattamento termico del primo elemento conduttore 1 e del secondo elemento conduttore 2, una volta assemblati. Tale fase di trattamento termico prevede di riscaldare il primo ed il secondo elemento conduttore 1, 2 ad una temperatura di almeno 350?C. Successivamente, la fase di trattamento termico prevede un raffreddamento del primo e del secondo elemento conduttore 1, 2. Tale fase di trattamento termico risulta vantaggiosamente necessaria per ceramizzare il silicone presente nell?almeno un composto isolante A, B e nel composto sigillante C.
Pi? nel dettaglio, preferibilmente, la fase di trattamento termico il riscaldamento del primo elemento conduttore 1 e del secondo elemento conduttore 2 assemblati comprende un riscaldamento del primo elemento conduttore 1 e del secondo elemento conduttore 2 fino ad una temperatura compresa tra 500?C e 600?C. Inoltre, il primo elemento conduttore 1 e li secondo elemento conduttore 2 vengono preferibilmente mantenuti alla temperatura compresa tra 500?C e 600?C per almeno 180 minuti. La temperatura massima raggiunta dal primo e dal secondo elemento conduttore 1, 2 ? comunque inferiore alla temperatura di fusione del vetro impiegato nell?almeno un composto isolante A, B e nel composto sigillante C.
Successivamente, preferibilmente, il primo elemento conduttore 1 ed il secondo elemento conduttore 2 vengono lasciati raffreddare, preferibilmente naturalmente per convenzione.
Secondo un aspetto preferito, il riscaldamento del primo elemento conduttore 1 e del secondo elemento conduttore 2 prevede un aumento di temperatura del primo elemento conduttore 1 e del secondo elemento conduttore 2 di 5?C/min.
La presente invenzione si riferisce inoltre ad un motore elettrico comprendente un primo elemento conduttore 1 e un secondo elemento conduttore 2 elettromagneticamente isolati tramite il metodo descritto in precedenza nelle sue forme di realizzazione.
La presente invenzione, descritta secondo delle forme di realizzazione preferite, permette di raggiungere il compito e gli scopi preposti per il superamento dei limiti della tecnica nota.
L'oggetto della presente divulgazione ? stato fin qui descritto con riferimento a sue forme di realizzazione. ? da intendersi che possano esistere altre forme di realizzazione che afferiscono al medesimo nucleo inventivo, tutte rientranti nell'ambito di protezione delle rivendicazioni qui di seguito esposte.
Claims (10)
1. Metodo per l?isolamento elettromagnetico di un primo elemento conduttore (1) e di un secondo elemento conduttore (2) di uno statore e/o di un rotore di un motore elettrico, in cui detto metodo comprende le fasi di:
- rivestimento di detto primo elemento conduttore (1) e di detto secondo elemento conduttore (2) con almeno un composto isolante (A, B) configurato, in uso, per isolare elettromagneticamente detto primo elemento conduttore (1) e detto secondo elemento conduttore (2), in cui detto almeno un composto isolante (A, B) comprende almeno un polimero preceramico;
- asciugatura di detto primo elemento conduttore (1) e di detto secondo conduttore (2) rivestiti da detto almeno un composto isolante (A, B);
- rivestimento di detto primo elemento conduttore (1) con un composto sigillante (C) comprendente un polimero preceramico e configurato per favorire una adesione di detto secondo elemento conduttore (2) a detto primo elemento conduttore (1);
- assemblaggio di detto primo elemento conduttore (1) e secondo elemento conduttore (2) a formare detto statore di detto motore elettrico;
- trattamento termico di detto primo elemento conduttore (1) e di detto secondo elemento conduttore (2) assemblati, in cui detta fase di trattamento termico comprende un riscaldamento di detti primo elemento conduttore (1) e secondo elemento conduttore (2) fino ad una temperatura di almeno 350?C ed un successivo raffreddamento di detto primo elemento conduttore (1) e di detto secondo elemento conduttore (2).
2. Metodo secondo la rivendicazione precedente, in cui detto almeno un composto isolante (A, B) comprende almeno un elemento siliconico e/o un elemento vetroso e/o allumina.
3. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto almeno un composto isolante (A, B) comprende un primo composto isolante (A) ed un secondo composto isolante (B), in cui detta fase di rivestimento di detto primo elemento conduttore (1) e di detto secondo elemento conduttore (2) con almeno un composto isolante (A, B) prevede di rivestire detto primo elemento conduttore (1) con detto primo composto isolante (A) e di rivestire detto secondo elemento conduttore (2) con detto secondo composto isolante (B).
4. Metodo secondo la rivendicazione precedente, in cui detto primo composto isolante (A) presenta la seguente composizione (wt%): 12%? 3% di silicone, preferibilmente silicone H44?, 5%? 3% isopropanolo, 7,5%? 3% di silicone, preferibilmente silicone H62C?, 57%? 3% allumina, 8,5%? 3% vetro, 2%? 0,3% trietilammina, 8,5% ? 3% acqua distillata; e in cui detto secondo composto isolante (B) presenta la seguente composizione (wt%): 22%? 3% di silicone, preferibilmente silicone H44?, 9% ? 3% isopropanolo, 14%? 3% di silicone, preferibilmente silicone H62C?, 15%? 3% allumina, 36%? 3% vetro, 3,6%? 0,3% trietilammina.
5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto composto sigillante (C) presenta la seguente composizione (wt%): 25.00? 3% di silicone, preferibilmente silicone H62C?, 75.00? 3% vetro.
6. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui in detta fase di trattamento termico, detto riscaldamento di detti primo elemento conduttore (1) e secondo elemento conduttore (2) prevede un aumento di temperatura di detti primo elemento conduttore (1) e secondo elemento conduttore (2) di 5?C/min.
7. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta fase di trattamento termico di detto primo elemento conduttore (1) e di detto secondo elemento conduttore (2) assemblati comprende un riscaldamento di detti primo elemento conduttore (1) e secondo elemento conduttore (2) fino ad una temperatura compresa tra 500?C e 600?C, in cui detti primo elemento conduttore (1) e secondo elemento conduttore (2) vengono mantenuti a detta temperatura compresa tra 500?C e 600?C per almeno 180 minuti.
8. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto primo elemento conduttore (1) ? un nucleo ferromagnetico di uno statore di un motore elettrico ed in cui detto secondo elemento conduttore (2) ? un filo di rame o, preferibilmente, una treccia di rame di uno statore di un motore elettrico.
9. Metodo secondo la rivendicazione precedente, in cui detto primo elemento conduttore (1) ? un elemento in materiale ferromagnetico, ed in cui detto secondo elemento conduttore (2) ? un filo o una treccia di fili in materiale elettricamente conduttivo.
10. Motore elettrico comprendente un primo elemento conduttore (1) e un secondo elemento conduttore (2) elettromagneticamente isolati tramite il metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
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