專利名稱：用于電機(jī)端部繞組的防濕型防護(hù)層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電機(jī)端部繞組的防護(hù)層。
技術(shù)背景這種設(shè)置在電機(jī)(例如實(shí)施為電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī))端部繞組上的防護(hù)層具 有電絕緣、機(jī)械保護(hù)、化學(xué)保護(hù)或防潮等作用。已知的防護(hù)層是用填充性樹 脂和浸漬清漆經(jīng)過部分多次浸漬制備而成，或用無機(jī)填充性樹脂(澆鑄樹脂) 洗注而成。DE 31 33 734 C2中對一種由有機(jī)硅合成橡膠的一硬質(zhì)涂層制成的防護(hù) 層進(jìn)行了說明，這一有機(jī)硅合成橡膠例如為在室溫條件下可固化的有機(jī)改性 硅橡膠材料。這種已知防護(hù)層例如在溫度發(fā)生變化的情況下容易形成裂紋， 至少局部出現(xiàn)分層現(xiàn)象，使水分滲透過所產(chǎn)生的裂紋，對電機(jī)造成很大程度 的損傷。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于電機(jī)端部繞組的防護(hù)層，這種防護(hù) 層可提供更好的防潮保護(hù)。這個(gè)目的通過獨(dú)立權(quán)利要求1的特征而達(dá)成。本發(fā)明的電機(jī)端部繞組防 護(hù)層涉及的是這樣一種防護(hù)層a) 設(shè)置有一防濕型防護(hù)層材料，以及b) 所述防護(hù)層材料用在端部繞組上后具有 一 納米結(jié)構(gòu)(nanostructured )表面，c) 從而產(chǎn)生一至少為120°的水接觸角。本發(fā)明的防護(hù)層由于水接觸角很大而具有非常良好的防水性。由于納米 結(jié)構(gòu)表面具有高度的非潤濕性，因此，所述防護(hù)層也稱為"超防水防護(hù)層"。 由于水接觸角非常之大，因而即使當(dāng)防護(hù)層中出現(xiàn)裂紋時(shí)，事實(shí)上也不會有 水分滲入裂紋，從而避免發(fā)生絕緣強(qiáng)度下降、絕緣電阻減小、爬電距離縮短 或電擊穿等后果。對于防護(hù)層中的氣孔而言也同樣如此。更確切地說，水滴 會停留在納米結(jié)構(gòu)表面上，并從此處滾落。優(yōu)選地，本發(fā)明的防護(hù)層可用在強(qiáng)制通風(fēng)型電機(jī)中，這種電機(jī)的端部繞 組至少需部分與一冷卻空氣流直接接觸。因此，端部繞組在防潮、防止鹽霧、 化學(xué)物質(zhì)和磨蝕性污垢顆粒(被冷卻空氣流攜帶到端部繞組上)侵蝕方面必 須滿足很高的防護(hù)要求。本發(fā)明的防護(hù)層針對這些環(huán)境因素提供一種非常良 好的保護(hù)。其還能防止其他液體(例如油)和污垢顆粒的粘附。更確切地i兌， 可通過冷卻空氣流將這些外來物質(zhì)重新排出電機(jī)。 此外，本發(fā)明的防護(hù)層還能減輕涂層表面的清洗工作難度，因而無需4吏 用具有化學(xué)腐蝕性的洗滌劑。借此可延長防護(hù)層的使用壽命。本發(fā)明的防護(hù)層的優(yōu)選實(shí)施方案可從權(quán)利要求1的從屬權(quán)利要求的特征 中獲得。一種有利的實(shí)施方案是將表面建構(gòu)為雙結(jié)構(gòu)表面。也就是說，除納米結(jié) 構(gòu)外，所述表面還具有一例如為微結(jié)構(gòu)的其他結(jié)構(gòu)。借此可進(jìn)一步增大水接觸角。可達(dá)到150°及以上的水接觸角。通過這種方法甚至能實(shí)現(xiàn)170°的 水接觸角。根據(jù)另一實(shí)施方案，防護(hù)層材料具有電絕緣特性。這一點(diǎn)之所以有利的 原因主要在于，電機(jī)的待涂覆端部繞組包括電活性導(dǎo)體布置。也就是說，導(dǎo) 體布置在電機(jī)工作時(shí)通電，且具有一定電壓。因此，采用電絕緣實(shí)施方案無 需再額外設(shè)置絕緣層就能實(shí)現(xiàn)絕緣。借此可降低制備成本。優(yōu)選地，防護(hù)層材料用一種由硅橡膠(silicone rubber )、聚酯酰亞胺 (polyester iniide )或不々包和聚面旨杉十月旨(unsaturated polyester resin) 構(gòu)成的基本材料制成。防護(hù)層材料特別含有表面改性全氟(perfluorated)顆粒，例如添加在 上述基本材料內(nèi)的全氟化合物。表面改性全氟顆粒的平均粒徑優(yōu)選約為10 nm。


下面借助附圖所示的實(shí)施例對本發(fā)明的特征、優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)作進(jìn)一步說 明，其中圖1為一電機(jī)的實(shí)施例，所述電機(jī)的端部繞組包括多個(gè)經(jīng)保護(hù)性涂覆的 導(dǎo)體布置；以及圖2為一用于圖1所示的導(dǎo)體布置的防護(hù)層實(shí)施例的橫截面圖。
具體實(shí)施方式
相同部件在圖1和圖2中均用相同參考符號表示。圖1以局部橫截面圖的形式顯示一電機(jī)1的實(shí)施例。電機(jī)1的截面圖事 實(shí)上是沿旋轉(zhuǎn)軸2截取的電機(jī)1的一定子3的截面圖，但只顯示了定子3的 上半部分。圖1沒有詳細(xì)顯示帶有定子鐵心疊片和嵌在槽內(nèi)的電線圈導(dǎo)體的 區(qū)域4，而是僅以示意圖形式對這個(gè)有效區(qū)域進(jìn)行了圖示。定子3所具有的 兩個(gè)端部繞組5和6分別布置在有效區(qū)4軸向的兩側(cè)上。端部繞組5和6由大量在旋轉(zhuǎn)軸2的方向上從定子層壓芯中引出的電導(dǎo) 體布置7構(gòu)成。通過在端部繞組5和6區(qū)域內(nèi)對導(dǎo)體布置7進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾娺B 接而形成線圈繞組。端部繞組5和6區(qū)域內(nèi)的導(dǎo)體布置7被涂覆，以達(dá)到電 絕緣、防潮、防止鹽霧、化學(xué)物質(zhì)和磨蝕性污垢侵蝕等目的，其中，所述涂 層具有一納米結(jié)構(gòu)外表面8。從圖2所示的導(dǎo)體布置7的實(shí)施例的橫截面圖中可以看出，導(dǎo)體布置7 包括多個(gè)彼此電絕緣的部分導(dǎo)線9。部分導(dǎo)線9由銅棒組成。每個(gè)部分導(dǎo)線9均被一用聚酰亞胺薄膜(Kapton film)制成的部分導(dǎo)線絕緣層10包圍。 根據(jù)另一未作圖示的實(shí)施例，導(dǎo)體布置7也可以只包括單獨(dú)一^f艮導(dǎo)線。在圖2所示的實(shí)施例中，導(dǎo)體布置7被一雙層式防護(hù)層布置11包圍。 防護(hù)層布置11包含一第一防護(hù)層12與一第二防護(hù)層13,所述第一防護(hù)層用 一高彈性硅凝膠(silicone gel )制成，所述第二防護(hù)層用一硅橡膠(silicone rubber)基防濕型防護(hù)層材料制成，這一防護(hù)層材料中添加有平均粒徑約為 10 nm的細(xì)粒狀表面改性全氟化合物。這兩個(gè)防護(hù)層12和13均實(shí)施為浸漬 涂層。原則上也可使用其他涂層方法(例如靜電噴涂法)來涂覆防護(hù)層12 和13。第一防護(hù)層12的粘性硅凝膠很好地粘附在導(dǎo)體布置7上，其本質(zhì)上可 消除引起裂紋和分層的機(jī)械應(yīng)力。此外，硅凝膠還具有一定的自愈性。第二防護(hù)層13的硅橡膠基防護(hù)層材料構(gòu)成對凝膠狀第一防護(hù)層12的保 護(hù)，例如可防止污垢顆粒粘附在第一防護(hù)層12的相對較粘的硅凝膠上。由 于兩個(gè)防護(hù)層12和13均由硅基材料構(gòu)成，因而二者能很好地粘附在一起。此外，第二防護(hù)層13還構(gòu)成外表面8,在本實(shí)施例中該外表面具有雙結(jié) 構(gòu)。除一納米結(jié)構(gòu)14外，第二防護(hù)層13還具有一其他結(jié)構(gòu)，即疊加在納米 結(jié)構(gòu)14上的微結(jié)構(gòu)15。微結(jié)構(gòu)15并非是絕對必要的，但其可以進(jìn)一步改善 表面的防水性能。整體而言，由此產(chǎn)生一高達(dá)約150°的水接觸角，使得第 二防護(hù)層13和防護(hù)層布置11整體而言具有非常良好的防水性能。即便在出 現(xiàn)原本就不太可能形成的裂紋的情況下，也不會有水分滲入防護(hù)層布置11 中。在圖2所示的實(shí)施例中，這一點(diǎn)通過一位于裂紋17上方的表面8上的 水滴16而得到說明。由于納米及微結(jié)構(gòu)表面8的潤濕性在實(shí)際操作中可忽 略不計(jì)，而且水具有表面張力，因此，水滴16無法進(jìn)入裂紋17。水滴16 停留在表面8上，并從此處滾落。表面8的輕微傾斜或電機(jī)1的冷卻空氣流 就足以使水滴16從表面8上滾落。防護(hù)層12和13具有電絕緣功能。因此，防護(hù)層布置11還承擔(dān)了主要 的電絕緣功能，因而無需一額外的中間絕緣層。借此不僅可筒化結(jié)構(gòu)，還可 降低成本。采用其他未作圖示的實(shí)施例時(shí)，這一中間絕緣層完全可以存在。設(shè)置中 間絕緣層時(shí)需在導(dǎo)體布置7上巻繞云母帶。但是，這種巻繞正是在端部繞組 5和6區(qū)域內(nèi)比較復(fù)雜，往往只能手工進(jìn)行。而涂覆防護(hù)層12和13所用的 浸漬法或靜電噴涂法完全可以自動(dòng)進(jìn)行。也就是說，本發(fā)明的具有納米結(jié)構(gòu)表面8的防護(hù)層13用于涂覆電活性 部件。導(dǎo)體布置7在電機(jī)1工作時(shí)通電，且具有一定電壓。而已知的納米結(jié) 構(gòu)涂層一直以來僅應(yīng)用在非電活性部件上。包括本發(fā)明的防護(hù)層13的防護(hù) 層布置11的其他優(yōu)點(diǎn)在于可提供持久耐濕的電絕緣。其中，絕緣強(qiáng)度不僅取決于所用防護(hù)涂覆材料的電絕緣性能，主要地還 取決于納米結(jié)構(gòu)表面8。即使當(dāng)防護(hù)層13中出現(xiàn)氣孔或裂紋時(shí)，納米結(jié)構(gòu)表
面8也能阻止水分的滲入，從而防止防護(hù)層13因此而失去電絕緣功能。也 就是說，無論防護(hù)層材料是否為絕緣體，防護(hù)層13的納米結(jié)構(gòu)表面8均能 附帶或間接地起到電絕緣作用。
權(quán)利要求
1.一種用于電機(jī)(1)端部繞組(5，6)的防護(hù)層，其中，a)設(shè)置有一防濕型防護(hù)層材料，以及b)所述防護(hù)層材料用在所述端部繞組(5，6)上后具有一納米結(jié)構(gòu)表面(8)，c)從而產(chǎn)生一至少為120°的水接觸角。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防護(hù)層，其特征在于， 所述表面(8)具有雙結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防護(hù)層，其特征在于， 所述防護(hù)層材料具有電絕緣特性。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的防護(hù)層，其特征在于， 所述防護(hù)層材料基于硅橡膠、聚酯酰亞胺或不飽和聚酯樹脂。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的防護(hù)層，其特征在于， 所述防護(hù)層材料含有表面改性全氟顆粒。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的防護(hù)層，其特征在于， 所述表面改性全氟顆粒的平均粒徑約為10 nm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于電機(jī)端部繞組的防護(hù)層(13)。所述防護(hù)層用一防濕型防護(hù)層材料制成，所述防護(hù)層材料涂覆在所述端部繞組上后具有一納米結(jié)構(gòu)表面(8)，從而產(chǎn)生一至少為120°的水接觸角。
文檔編號H02K3/30GK101156296SQ200680011882
公開日2008年4月2日 申請日期2006年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月13日
發(fā)明者亞歷山大·莫勒, 伯恩哈德·克勞斯納 申請人:西門子公司