專利名稱：絕緣材料和電機繞組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種絕緣材料，用于形成電機繞組、旋轉(zhuǎn)電機繞組的主絕緣。
背景技術(shù)：
日本未審查專利申請63-110929號描述了一種用于旋轉(zhuǎn)電機的繞組絕緣層的制造方法，即環(huán)繞導(dǎo)體束纏繞一種絕緣材料，該絕緣材料有一云母層、一加強材料層、和一含有高導(dǎo)熱性填充材料的填充材料層，其中的這些層含有熱固化樹脂。這種絕緣材料圍繞纏在一束繞組導(dǎo)體的外周部分，而絕緣材料中的樹脂則在對其加壓的情況下波被熱和固化以形成電機繞組的絕緣層。在制造電機繞組時，導(dǎo)體邊上用上述的云母和加強絕緣材料纏繞，而且絕緣材料層用含有細(xì)微粉狀的無機填充物成份的熱固化樹脂制品浸漬然后再加壓、加熱、和固化。在這方面，描述了一種方法，用來在將云母箔纏到導(dǎo)體束周圍之前將含有填充物的熱固化樹脂制品浸漬和施加到云母箔中或箔上。
在日本未審查專利申請55-53802號中描述了一種絕緣材料，其中的組合云母片和合成纖維及高導(dǎo)熱率的無機粉末相混合并用熱固化樹脂浸漬。在這方面，在這個專利公報中說明了一種絕緣片，它由將玻璃絲布用環(huán)氧樹脂粘在組合云母箔上而制成。
對于工作在低電壓的旋轉(zhuǎn)電機來說，使用具有由上述絕緣材料形成的絕緣層的電機繞組是沒有問題的。但是，如果電機繞組是用于在高電壓下工作的這種旋轉(zhuǎn)電機，例如工業(yè)用發(fā)電機或高壓電機，那就會出現(xiàn)這種情況，即由于電氣缺陷而在電特性上出現(xiàn)問題。本發(fā)明人研究了絕緣材料的電缺陷的原因并發(fā)現(xiàn)電缺陷的起因是包含在云母層、加強材料層和填充材料層的樹脂中的細(xì)水氣泡部分，當(dāng)絕緣材料環(huán)繞纏在電機繞組的導(dǎo)體束上并擠壓成形時這些氣泡沒有從樹脂部分中被驅(qū)趕出來而是留在了絕緣材料中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，這是由于在擠壓、成形、固化電機繞組的絕緣層的過程中所生產(chǎn)的浸漬樹脂的不充分流動和不平衡流動所造成的，因為在每一層云母層和填充材料層中的樹脂量沒有保持在合適的數(shù)值上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種絕緣材料，它能夠產(chǎn)生具有優(yōu)異電特性的電機繞組的絕緣層，并提供一種具有優(yōu)異電特性的絕緣層的電機繞組。
為此，本發(fā)明提供了一種帶狀或片狀的絕緣材料，所述絕緣材料由下列各層疊壓和粘結(jié)而制成由薄片狀的無機絕緣材料并用熱固化樹脂粘結(jié)而成的電介質(zhì)層、包括熱固化樹脂的加強材料層，以及將高導(dǎo)熱性無機填充劑擴散在熱固化樹脂中的導(dǎo)熱層，其中，電介質(zhì)層中樹脂的量是絕緣材料重量的10到25wt％，而導(dǎo)熱層中樹脂的量是絕緣材料重量的10到25wt％，其中電介質(zhì)層中樹脂的量近似等于導(dǎo)熱層中樹脂的量，且它們之間的差不大于按重量的10wt％。
本發(fā)明還提供了一種電機繞組，具有由帶狀絕緣材料纏繞在其一束繞組導(dǎo)體周圍而形成的絕緣層，其中該帶狀絕緣材料是由下列各層疊壓和粘合而制成的由薄片狀無機絕緣材料用熱固化樹脂排列并粘結(jié)制成的電介質(zhì)層、在加強材料中含有熱固化樹脂的加強材料層，以及將高導(dǎo)熱性無機填充劑擴散在熱固化樹脂中的導(dǎo)熱層，其中，電介質(zhì)層中樹脂的量為絕緣材料重量的10到25wt％，而導(dǎo)熱層中樹脂的量為絕緣材料重量的10到25wt％，其中無機絕緣材料層中樹脂的量近似地等于導(dǎo)熱層中樹脂的量。


圖1(a)和1(b)是按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例的一種高導(dǎo)熱率絕緣帶材料結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖2是按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例的電機繞組的一種結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖3是說明按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例的一種電機繞組制造過程的透視圖。
圖4是按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例的旋轉(zhuǎn)電機結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖5是用來說明圖4中定子結(jié)構(gòu)的截面透視圖。
具體實施例方式
在上述的絕緣材料中，片狀的無機絕緣材料是指，例如云母和利用熱固性樹脂將云母排列成預(yù)定方向的云母層，是一種用來保證繞組或繞圈的電絕緣的電介質(zhì)層。
與無機絕緣材料層相鄰地疊在一起的加強材料層是一種纖維狀的絕緣材料，例如玻璃絲布或聚酰亞胺膜這樣的薄膜，特別是，它保證絕緣材料在兩維方向上的機械強度。填充材料層優(yōu)選地包括無機填充劑和/或短纖維，它具有5W/m·K或更高的導(dǎo)熱率并且按重量1到80％，更具體是2到50％的無機填充劑是球形填充劑，這樣更有效。合適量的球狀填充劑可以改進填充劑在樹脂中的彌散性并且在絕緣帶材繞在導(dǎo)線束的周圍并擠壓而成形時可給樹脂制品提供合適的流動性，這可以從含有樹脂的絕緣層中驅(qū)走在繞制的絕緣帶材中的微小氣泡。
優(yōu)選的是微粒形的填充劑或箔片形的填充劑(例如礬土)中平均微粒直徑為0.1μm到20μm，尤其是，0.2μm到10μm。如果微粒尺寸太小，則當(dāng)絕緣材料圍繞纏在導(dǎo)體束上時熱固化樹脂的粘度增加而樹脂的流動性變劣。如果微粒的尺寸太大，則當(dāng)絕緣材料層被擠壓而成形時片狀的云母可能受損傷。一般說來，優(yōu)選的是，球形填充劑的尺寸要大于非晶形填充劑的尺寸。這是因為非晶形填充劑會進入球形填充劑間的空隙以增加填充材料層的熱傳導(dǎo)率。
制造球形填充劑的方法的一個例子是將諸如石英、礬土、氧化鈦、二氧化硅的填充劑微粒吹到一個火焰中以使微粒的部分表面熔融而使它們形成圓形。微粒沒有必要形成真正的球狀。圓形的微粒與未處理的微粒相比能平滑地在樹脂中流動。利用任意形狀的填充劑質(zhì)點和圓形填充劑相結(jié)合將能合適地保持熱固化樹脂的流動。
作為無機絕緣材料的一種優(yōu)選云母層是一層包括由小的云母片構(gòu)成的組合云母箔，尤其是，用造紙法以片狀云母(云母片)制成的片材并用熱固化樹脂浸漬過。云母片是層疊的并在兩維方向上安排成近似平行狀，并且用熱固化樹脂相互粘結(jié)。
加強材料層是由加強材料制成的，例如玻璃絲布。為了把這種加強材料粘結(jié)在云母層上，加強材料用熱固化樹脂浸漬并粘結(jié)到云母箔上然后將樹脂半固化。作為玻璃絲布，可以使用紡織布和無紡布，但紡織布更為合適。玻璃絲布的厚度可任意選擇，但優(yōu)選的是約0.04mm到0.1mm。
填充材料層是把填充劑擴散到熱固化樹脂中并把它們填充進去而制成的，填充劑具有的導(dǎo)熱率至少是5W/m·K并由高導(dǎo)熱率的無機微粒制成，它們是例如礬土、氮化硼、氧化鎂、氮化鋁、氟化鎂、二氧化硅、氟化硅等。作為填充劑，可以使用箔形礬土。填充材料層是一個導(dǎo)熱層，其中的無機微粒起著將旋轉(zhuǎn)電機的繞組中產(chǎn)生的熱量發(fā)送和擴散到外界去的作用。具有導(dǎo)熱率為30W/m·K或更高的無機填充劑，例如礬土、氮化硼是特別優(yōu)選的。無機填充劑不僅存在于填充材料層而且也可以存在于加強材料層的布的網(wǎng)眼中。優(yōu)選的是無機填充劑按其重量的1％到80％是球形填充劑。使用合適的球形填充劑可以改進非球形填充劑在樹脂中的擴散并產(chǎn)生樹脂的合適的流動性，并且在絕緣材料層擠壓成形并固化時將包含在帶有樹脂的絕緣材料層中的微小氣泡驅(qū)趕到成形模子之外。
絕緣材料含有熱固化樹脂，例如環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、醇酸樹脂、蜜胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、樹脂的總量構(gòu)成了絕緣材料總重量的按重量的20％到50％。在云母層中樹脂的量和在填充層中樹脂的量的每一個要分別調(diào)整以便使它成為絕緣材料總重量的按重量的10％到25％。
這里，云母層和樹脂量和填充層的樹脂量的每一個要分別調(diào)節(jié)使它成為絕緣材料總重量的按重量的10％到25％，其理由如下絕緣材料是用作為半固化物的外形的。換句話說，浸漬到或加到云母層、加強材料層和填充材料層中的熱固化樹脂是半固化成處于B階段的(即在用手拿時它并不沾手的狀態(tài))。當(dāng)形成電機繞組的絕緣層時，在將絕緣帶材或片材按產(chǎn)生所需的介電強度而要求的層數(shù)在導(dǎo)體束周圍纏繞以及在擠壓和形成疊層的絕緣材料這一過程中，包含在云母層、加強材料層和填充材料層中的微小氣泡和多余的樹脂一起被驅(qū)趕出來。為了驅(qū)趕樹脂中的微小氣泡，并保證為了保持絕緣性質(zhì)和機械強度所需的樹脂量，就有必要將云母層和填充層的每一個用其量不少于絕緣材料總重量的10％的樹脂來浸漬。同時，在云母層和填充層中每一個的樹脂量要做到不多于絕緣材料總重量的按重量的25％。這是因為如果樹脂重量超過了絕緣材料總重量的25％，則可操縱性就下降而且絕緣材料會起皺，因此在將絕緣材料圍繞繞組導(dǎo)體纏繞時不能產(chǎn)生一個良好的絕緣層。同時，這也是因為填充劑的量相對不足因而絕緣材料的熱傳導(dǎo)率降低。尤其是，希望云母層的樹脂量和填充層的樹脂量分別被調(diào)節(jié)到絕緣材料總重量的按重量的12％到18％。在這種情況下，樹脂的總量構(gòu)成了絕緣材料總重量的按重量的24％到36％。在這方面，在上述的估算中，在加強材料層中樹脂的量是包括在云母樹脂的量中的。
同時，對于按照本發(fā)明的絕緣材料中的樹脂的量，在云母層中樹脂的量和在填充層中樹脂的量之間的差別要做到不大于按重量的10％，更具體的是按重量不大于5％。更為可取的是，這兩層在樹脂的量方面幾乎相互等同。這里，在云母層的樹指量和填充層的樹脂量之間的差要做到按重量不大于10％。這是因為，如果在云母層中的樹指量和在填充層中的樹指量之間的差超過了按重量的10％，那么當(dāng)電機繞組在形成時的擠壓過程中含有要被驅(qū)趕出去的微小氣泡的部分樹脂將會從具有較多量樹脂的層中進入并保留在具有較少量的樹脂的層中。具體說，樹脂量之間的差別不大于按重量的5％，那么樹脂的額外流動到別的層去的情況是不會發(fā)生的。因此，最好的情況在兩個層內(nèi)樹脂量彼此接近于相等。
在這方面，在加強層中的樹脂量，例如在玻璃絲布中，不超過絕緣材料總重量的按重量的7％，一般說來是按重量的3到5％。
按照本發(fā)明電機繞組的絕緣層是利用具有電介質(zhì)層、加強材料層、和導(dǎo)熱層的絕緣材料層形成的，其中在電介質(zhì)層和導(dǎo)熱層中每一層的樹脂量做成絕緣層總重量的按重量的10％到25％。電介質(zhì)層是含有云母箔的云母層。加強材料層是含有例如玻璃絲布或聚酰亞胺薄膜的加強材料的層。導(dǎo)熱層是含有填充劑的填充材料層，填充劑具有至少為5W/m·K的熱傳導(dǎo)率，例如礬土填充劑。每一層含有熱固化樹脂，例如環(huán)氧樹脂。樹脂的總量構(gòu)成了絕緣材料總重量的按重量的20％到50％，云母層中樹脂量構(gòu)成了絕緣材料總重量的按重量的10％到25％，而填充材料層的樹脂量構(gòu)成了絕緣材料總重量的按重量的10％到25％。
按照本發(fā)明的絕緣材料做成帶材或片材的形狀并圍繞一束絕緣的單根導(dǎo)線而纏繞并使它每一圈都密集地相互重疊。然后把它放進一個不密封型的成形模子中并使在帶材或片材中的熱固化樹脂受壓、加熱和固化，這時部分樹脂帶著氣泡被從絕緣層中擠出，由于這一原因，成形模子最好是不密封型的。帶材或片材中樹脂的理想量是主絕緣材料的重量的按重量的25％到40％，而且優(yōu)選的是最后留在主絕緣層中的樹脂量的按重量的20％到30％，更具體的是主絕緣材料重量的按重量的28％到32％。
絕緣材料是以這樣的方式纏在繞組導(dǎo)體束的外周圍部分的，即云母層或填充材料層的任何一層都可以是挨著繞組導(dǎo)體側(cè)邊的。然后，在繞在繞組導(dǎo)體周圍的絕緣材料的外周邊部分加上脫模劑。然后安裝一個成形夾具，絕緣材料經(jīng)過成形夾具而被擠壓其外表面(壓力在20kg/cm2到50kg/cm2)并被加熱(約在180℃)。在這種方式下，包含在絕緣材料中的微小氣泡隨著絕緣材料中的樹脂的一部分一起被排出而且還同時對絕緣材料中的樹脂進行固化以形成絕緣層。以這種方式制造的電機繞組被插入定子的槽中或旋轉(zhuǎn)電機的電樞中。
按照本發(fā)明，圍繞導(dǎo)體束而形成的絕緣層能夠具有特別優(yōu)異的電特性，例如交流絕緣擊穿電壓為26.5kV/mm到29.0kV/mm。
圖4是使用本發(fā)明的一種旋轉(zhuǎn)電機的截面圖。圖5是使用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機的定子的截面透視圖。在圖中，定子30由定子機架100支持。按照本發(fā)明制成的繞組40插入到定子30的線槽50中，類似地，電樞60由安裝在定子機架100上的軸承20可旋轉(zhuǎn)地支持。插在定子線槽50中的繞組40用彈簧60、90和槽楔80固定在槽中。
(優(yōu)選實施例1)按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例將在附圖的基礎(chǔ)上加以說明。按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例在圖1A的基礎(chǔ)上來說明高導(dǎo)熱率的絕緣帶材(高導(dǎo)熱率半固化帶材)的材料結(jié)構(gòu)，高導(dǎo)熱率的絕緣帶材1是層壓的，其中具有組合云母箔片2的云母層3(電介質(zhì)層)、具有玻璃絲布4的加強材料層5、以及具有礬土微粒6的高導(dǎo)熱率的填充材料層7(導(dǎo)熱層)，這些層按這一順序疊壓在一起。在這方面，如圖1B所示，這個疊層也可以按高導(dǎo)熱性填充材料層7、云母層3、和加強材料層5這一次序?qū)訅憾瞥伞Ｍ瑫r，高導(dǎo)熱性絕緣帶材1在云母層3、加強材料層5和高導(dǎo)熱填充材料層7的每一層中都含有樹脂8、且樹脂8的總量構(gòu)成了高導(dǎo)熱性絕緣帶材1的總重的百分之31.4。包含在云母層3中的樹脂的量占高導(dǎo)熱性絕緣帶材1的總重量的12.9％的重量，包含在高導(dǎo)熱填充材料層7中的樹脂的量占高導(dǎo)熱性絕緣帶材1的總重量的15.0％的重量，因此包括在玻璃絲布層中的樹脂8的量占高導(dǎo)熱性絕緣帶材1的總重量的3.5％的重量。
這種高導(dǎo)熱性的絕緣帶材1是按下述方式制造的。首先要制備組合云母箔2(重量165g/m2)和玻璃絲布(重量35g/m2)，組合云母箔是利用造紙機由擴散在水中的組合云母微粒制成的，把云母箔和玻璃絲布用樹脂8浸漬，樹脂包括100份按重量的酚醛型環(huán)氧樹脂和3份按重量的BF3單乙胺(浸漬樹脂量85g/m2)，然后兩者相互粘合而成為組合云母片狀(云母層3和加強材料層5的疊層)。
然后，礬土微粒6和樹脂8包括100份按重量的酚醛型環(huán)氧樹脂和3份按重量的BF3單乙胺按如下方式混合在一起，即礬土微粒對樹脂8的重量比為2比1，并且在其中加入按重量的10％的甲基乙基酮(丁酮)。以這種方式制成的混合物利用滾筒涂敷器加到組合云母片的加強材料層5的邊上，其量為一層256g/m2。然后將甲基乙基酮在干燥爐中揮發(fā)并移走從而產(chǎn)生高導(dǎo)熱性的絕緣片材。高導(dǎo)熱性的絕緣片材再用切帶機切成30mm寬以產(chǎn)生高導(dǎo)熱性的絕緣帶材1。
其次，在圖2的基礎(chǔ)上說明按照本發(fā)明優(yōu)選實施例的電機繞組9的結(jié)構(gòu)，電機繞組9含有繞組導(dǎo)體10，它是由多個絕緣導(dǎo)體10a繞制而成的，繞組還有高導(dǎo)熱性絕緣層11，它形成于繞組導(dǎo)體10的外周邊部分。這個電機繞組9用下列方式制成。首先，如圖2所示，多個絕緣導(dǎo)體10a繞制若干圈以形成繞組導(dǎo)體10，示于圖1A的高導(dǎo)熱性絕緣帶材1以如下方式環(huán)繞繞組導(dǎo)體10的外周邊纏繞，即要使得它相互部分地重疊。這里，云母層3的高導(dǎo)熱性填充材料層7的任何一層都可以安排在挨著繞組導(dǎo)體10的邊上，在本優(yōu)選實施例中，高導(dǎo)熱性絕緣帶材1圍繞繞組導(dǎo)體10的外周邊部分并使云母層3挨著繞組導(dǎo)體10的邊上。在這方面，在使用圖1b所示的高導(dǎo)熱性絕緣帶材的情況下，加強材料層5或高導(dǎo)熱性填充材料層7都可以安排在鄰近于繞組導(dǎo)體10。在高導(dǎo)熱性絕緣帶1的外周邊部分還繞著脫模帶12。這是因為為了防止成形模子粘在高導(dǎo)熱性絕緣帶1上，所以要把脫模帶12圍在高導(dǎo)熱性絕緣帶1的外周邊部分。
然后，如圖3所示，具有加熱和加壓裝置(未示出)的成形模13安裝在高導(dǎo)熱性絕緣帶1上并在高導(dǎo)熱性絕緣帶1的外表面上施加外力以便將包含在高導(dǎo)熱性絕緣帶1中的微小氣泡和包含在高導(dǎo)熱性絕緣帶1中的一部分樹脂一起驅(qū)趕出來，而高導(dǎo)熱性絕緣帶1被同時加熱到予定的溫度以固化在高導(dǎo)熱性絕緣帶1中的樹脂8，這樣就形成了高導(dǎo)熱性絕緣層11。電機繞組9就以這種方式生產(chǎn)。因這種方式生產(chǎn)的電機繞組9放在例如發(fā)電機、電機或其類似物這樣的旋轉(zhuǎn)電機的鐵芯的槽中。(比較實施例)下面將要在表1的基礎(chǔ)上說明本優(yōu)選實施例的電機繞組和對照實施例的電機繞組的交流介電擊穿電壓試驗的結(jié)果。使用了由按下列方式制成的高導(dǎo)熱性絕緣帶所形成的高導(dǎo)熱性絕緣的電機繞組。高導(dǎo)熱性絕緣帶材是按下列方法制成的。首先，制備了組合云母箔2(重量165g/m2)和玻璃絲布4，云母箔是利用造紙機由擴散在水中的組合云母微粒所制成的，云母箔和玻璃絲布用樹脂浸漬，樹脂包括100份按重量的酚醛型環(huán)氧樹脂和3份按重量的BF3單乙胺，(浸漬樹脂的量40g/m2)，將兩者相互粘合以產(chǎn)生組合云母片材(云母層3和加強材料層5的疊層)。
然后，礬土微粒和樹脂包括100份按重量的酚醛型環(huán)氧樹脂和3份按重量的BF3單乙胺以如下方式混合，即礬土微粒對樹脂8的重量比為3.5比1，并在其中加入10％按重量的甲基乙基酮。按這種方式制成的混合物利用滾筒涂敷器加到組合云母片材的加強材料層的一側(cè)，一層的量為230g/m2。然后甲基乙基酮在干燥爐中被揮發(fā)并移走以產(chǎn)生高導(dǎo)熱性絕緣片材。然后高導(dǎo)熱性絕緣片材用切帶機切成寬度為30mm以生產(chǎn)高導(dǎo)熱性絕緣帶材1。在高導(dǎo)熱性絕緣帶中，樹脂占高導(dǎo)熱性絕緣帶總重量的19.3％。云母層中樹脂的量占高導(dǎo)熱性絕緣帶的總重量的7.1％，高導(dǎo)熱性填充材料層中樹脂的總量占高導(dǎo)熱性絕緣帶材的總重量的10.4％，因此玻璃絲布層中樹脂量占高導(dǎo)熱性絕緣帶材的總重量的1.8％。
此后，用按上述方法制造的高導(dǎo)熱性絕緣帶材來制造電機繞組。(EP0762445A2)。制造高導(dǎo)熱性絕緣帶材的方法和在本優(yōu)選實施例中所說明的方法是相同的，因此對它的說明將被省略。在進行交流電介質(zhì)擊穿試驗之前，先將鋁箔分別圍繞在本優(yōu)選實施例的電機繞組和對照實施例的電機繞組的每一個外周邊部分以形成一個鋁電極。跨越鋁電極和本優(yōu)選實施例和對照實施例的每一個電機繞組的繞組導(dǎo)體加上交流電壓，并測量交流電介質(zhì)擊穿電壓。試驗結(jié)果如表1所示。
表1電介質(zhì)擊穿電壓測試結(jié)果

如從表1很明顯，本優(yōu)選實施例的電機繞組的交流電介質(zhì)擊穿電壓比比對照實施例的電機繞組的要高。這是因為本優(yōu)選實施的電機繞組的高導(dǎo)熱性的絕緣層是用高導(dǎo)熱性絕緣帶材形成的，其中云母層的樹脂量和高導(dǎo)熱性填充材料層的樹脂數(shù)各自分別占材料總重量的百分之10到15，當(dāng)高導(dǎo)熱性絕緣層在形成時，包含在高導(dǎo)熱性絕緣帶材中的微小氣泡能在擠壓過程中隨著高導(dǎo)熱性絕緣帶材中的一部分樹脂一起被驅(qū)趕出來。因此，由于本優(yōu)選實施例電機繞組含有電氣性能優(yōu)異的致密的高導(dǎo)熱性絕緣層，所以它能對工作在高電壓下的旋轉(zhuǎn)電機提供高可靠性。
(優(yōu)選實施例2)其次將要說明另一個優(yōu)選實施例，其中混合使用了任意形狀的填充料(A)和球形填充料(B)。
在本發(fā)明中，云母粉被擴散在水中并用造紙機組合以形成組合厚度為0.08mm的云母箔。玻璃絲布其厚度為0.03mm被用作為加強件，并用樹脂合成物把它和組合云母箔粘合在一起，樹脂包括100份按重量的酚醛型環(huán)氧樹脂和3份按重量的BF3單乙胺，把它加在其上以形成片材。上述的環(huán)氧合成物用甲基乙基酮混以任意形狀的填充劑(A)和球形填充劑(B)，其成份如表2所示。這一組合物用滾筒涂敷器加在上述的云母片材的加強材料的一側(cè)以生成絕緣片材。這種絕緣片材被切成30mm的寬度以生產(chǎn)云母帶材。上述這種云母帶材圍繞一束導(dǎo)體纏繞7圈，這些導(dǎo)體的單獨導(dǎo)線先經(jīng)過絕緣處理，其尺寸為40mm×10mm×1000mm長，纏繞的方式是在它的寬度一半的范圍內(nèi)相互重疊，然后加熱到110℃延續(xù)15分鐘，再加熱到170℃延續(xù)60分鐘并加壓5MPa以形成絕緣材料層，從而制造成絕緣繞組。作為對照，制造了只使用任意形狀的填充劑而不用球形填充劑的電機繞組，并測量了它的特性。測量結(jié)果示于表2中。
表2填充劑成份的例子

如表2所示，按照本發(fā)明任意形狀的填充劑和球形填充劑的混合可以產(chǎn)生具有高電介質(zhì)擊穿電壓的高絕緣層而不會損害絕緣材料的導(dǎo)熱性，在云母中樹脂的量和在填充材料層中樹脂量之間的差別做到按重量不大于10％，當(dāng)形成電機繞組的絕緣層時，在擠壓過程中，要驅(qū)趕到外面去的含有微小氣泡的一部分樹脂可以防止從具有較多量樹脂的層中進入具有較少樹脂量的層中或仍留在那里，這樣就可以生產(chǎn)出具有優(yōu)異電特性的電機繞組的絕緣導(dǎo)。
按照本發(fā)明的電機繞組可以產(chǎn)生具有高可靠性的電機繞組，即使用于各種各樣的旋轉(zhuǎn)電機中它的電特性也不會變壞。
工業(yè)可應(yīng)用性按照本發(fā)明的絕緣材料，包含在絕緣材料中的微小氣泡可以充分地和在絕緣材料中的一部分樹脂一起驅(qū)趕出去，這能產(chǎn)生具有優(yōu)異電持性的電機繞組的絕緣層。
權(quán)利要求
1.一種帶狀或片狀的絕緣材料，所述絕緣材料由下列各層疊壓和粘結(jié)而制成由薄片狀的無機絕緣材料并用熱固化樹脂粘結(jié)而成的電介質(zhì)層、包括熱固化樹脂的加強材料層，以及將高導(dǎo)熱性無機填充劑擴散在熱固化樹脂中的導(dǎo)熱層，其中，電介質(zhì)層中樹脂的量是絕緣材料重量的10到25wt％，而導(dǎo)熱層中樹脂的量是絕緣材料重量的10到25wt％，其中電介質(zhì)層中樹脂的量近似等于導(dǎo)熱層中樹脂的量，且它們之間的差不大于按重量的10wt％。
2.如權(quán)利要求1所述的絕緣材料，其中，絕緣材料中樹脂的總量占絕緣材料總重量的20wt％到50wt％。
3.如權(quán)利要求1所述的絕緣材料，其中，導(dǎo)熱層中的填充劑是一種無機材料，其熱傳導(dǎo)率為5W/m·K或更高。
4.一種電機繞組，具有由帶狀絕緣材料纏繞在其一束繞組導(dǎo)體周圍而形成的絕緣層，其中該帶狀絕緣材料是由下列各層疊壓和粘合而制成的由薄片狀無機絕緣材料用熱固化樹脂排列并粘結(jié)制成的電介質(zhì)層、在加強材料中含有熱固化樹脂的加強材料層，以及將高導(dǎo)熱性無機填充劑擴散在熱固化樹脂中的導(dǎo)熱層，其中，電介質(zhì)層中樹脂的量為絕緣材料重量的10到25wt％，而導(dǎo)熱層中樹脂的量為絕緣材料重量的10到25wt％，其中無機絕緣材料層中樹脂的量近似地等于導(dǎo)熱層中樹脂的量。
5.如權(quán)利要求4所述的電機繞組，其中，絕緣材料中樹脂的總量占絕緣材料總重的20wt％到50wt％。
6.如權(quán)利要求4所述的電機繞組，其中，在導(dǎo)熱層中的填充劑是無機材料，其導(dǎo)熱率為5W/m·K或更高。
全文摘要
為了提供具有優(yōu)異電特性的絕緣材料以及具有這種絕緣材料形成的絕緣層的電機繞組，通過使用具有電介質(zhì)層(3)，加強材料層(5)和高導(dǎo)熱性填充材料層(7)的高導(dǎo)熱性絕緣帶(1)圍繞于繞組導(dǎo)體(10)的周圍而形成高導(dǎo)熱性絕緣層(11)，其中電介質(zhì)層(3)中樹脂的量占絕緣材料總重量的10wt％到25wt％，而導(dǎo)熱層中樹脂的量是絕緣材料重量的10wt％到25wt％，其中電介質(zhì)層中樹脂的量近似等于導(dǎo)熱層中樹脂的量，且它們之間的差不大于按重量的10wt％。
文檔編號H01F5/06GK1574113SQ20041006411
公開日2005年2月2日 申請日期1999年8月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月27日
發(fā)明者角田智也, 小野田滿, 本田龍夫, 天城滋夫 申請人:株式會社日立制作所