專利名稱：城軌車輛用長初級直線電機絕緣結構的制作方法及結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電機絕緣結構的制作方法及結構，具體說涉及一種城軌車輛用長初級直線電機絕緣結構的制作方法及結構，主要用于制作直線電機。
背景技術：
電機主要包括定子和轉子，在制作電機的定子和轉子時都需要進行絕緣處理。隨著城市軌道交通的不斷發(fā)展，對軌道交通牽引電機大功率化、小型輕量化和可靠性的要求也越來越高，而牽引電機的絕緣結構成為滿足上述要求的關鍵。牽引電機的絕緣結構是由云母帶、浸潰漆等關鍵材料組成，由于同時承受著溫度、電場、環(huán)境條件和機械應力的影響，對云母帶和浸潰漆的耐溫等級、絕緣帶包扎、絕緣處理等結構設計是非常重要的。直線電機城軌車輛是當今世界上先進的城市軌道交通工具之一，直線電機地鐵具有造價低、振動小、噪聲低、爬坡能力強、牽引能力優(yōu)越、通過曲線半徑小、安全性能好等諸多優(yōu)點，非常適合大中城市大中運量交通發(fā)展的要求，為城市軌道交通開辟了一條新的途徑，是輪軌交通的一項重大的技術突破和將來的發(fā)展趨勢，具有十分廣闊的應用前景。國外在70年代開始了直線電機相關技術的研究，并在多個城市的地鐵系統(tǒng)得到了應用，我國在此領域起步較晚，之前缺少大功率城軌車輛用長初級直線電機絕緣結構的系統(tǒng)設計，尤其對于沿海地區(qū)鹽霧腐蝕嚴重、空氣濕度大的運行環(huán)境，對于牽引電機的絕緣結構破壞作用非常大。由于直線電機懸掛在車體下方，初級線圈直接暴露在外面，無外殼防護，車體運行時，雨水將直接濺落在線圈上，軌道上的雜物也會直接附著在電機表面，這種惡劣的工況環(huán)境對牽引電機的絕緣結構提出了很高的要求。但是現(xiàn)有城軌車輛用大功率長初級直線電機的絕緣結構尚不能滿足車輛啟動頻繁、振動大、溫升高、工況環(huán)境惡劣要求，耐候性較差，導致電機容易擊穿；因此很有必要對此加以改進。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有直線電機絕緣結構的不足，提出一種新的絕緣結構，該種絕緣結構可以有效克服現(xiàn)有直線電機絕緣結構的不足，能夠滿足城軌車輛使用環(huán)境和工作條件的要求。本發(fā)明的目的是通過下述技術方案來實現(xiàn)的:一種城軌車輛用長初級直線電機絕緣結構的制作方法，將城軌車輛用長初級直線電機絕緣結構分為兩部分，其中一部分為初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈的直線部分，另一部分為嵌在初級鐵芯內的線圈的端頭部分，兩部分分別采用不同的絕緣結構；所述初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈的直線部分采取在初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈外先包繞一層以上少膠云母帶，再包繞一層以上薄膜補強中膠云母帶，最后包裹一層以上薄膜的三層絕緣結構；在所述嵌在初級鐵芯內的線圈的端頭部分采取先包繞一層以上聚四氟乙烯帶，再包繞一層以上少膠云母帶，再包繞一層以上薄膜補強中膠云母帶，最后包裹一層以上薄膜的四層絕緣結構；且所述的初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈與各絕緣層通過真空壓力浸潰無溶劑絕緣漆粘結為一體。進一步地，所述的初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈的直線部分依次采用半疊包方式包扎的兩層少膠云母帶，半疊包方式包扎兩層聚酰亞胺薄膜補強中膠云母帶，平包方式包扎的一層聚酰亞胺薄膜。進一步地，所述的嵌在初級鐵芯內的線圈的端頭部分采用半疊包方式包扎的兩層經活化處理過的聚四氟乙烯帶，半疊包方式包扎的兩層少膠云母帶，半疊包方式包扎的兩層聚酰亞胺薄膜補強中膠云母帶，平包方式包扎的一層聚酰亞胺薄膜。根據上述方法所制作出的一種城軌車輛用長初級直線電機絕緣結構，包括初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈，在初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈外包裹有絕緣層；其特點在于，所述初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈的絕緣層分為兩種，其中，所述初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈的直線部分采取在初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈外先包繞一層以上少膠云母帶，再包繞一層以上薄膜補強中膠云母帶，最后包裹一層以上薄膜的三層絕緣結構；在所述嵌在初級鐵芯內的線圈的端頭部分采取先包繞一層以上聚四氟乙烯帶，再包繞一層以上少膠云母帶，再包繞一層以上薄膜補強中膠云母帶，最后包裹一層以上薄膜的四層絕緣結構；且所述的初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈與各絕緣層通過真空壓力浸潰無溶劑絕緣漆粘結為一體。進一步地，所述的薄膜補強中膠云母帶為聚酰亞胺膜補強的中膠云母帶；所述的薄膜為聚酰亞胺薄膜。進一步地,所述的初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈的直線部分依次采用半疊包方式包扎的兩層少膠云母帶，半疊包方式包扎兩層聚酰亞胺薄膜補強中膠云母帶，平包方式包扎的一層聚酰亞胺薄膜。進一步地，所述的嵌在初級鐵芯內的線圈的端頭部分采用半疊包方式包扎的兩層經活化處理過的聚四氟乙烯帶，半疊包方式包扎的兩層少膠云母帶，半疊包方式包扎的兩層聚酰亞胺薄膜補強中膠云母帶，平包方式包扎的一層聚酰亞胺薄膜。進一步地，所述的初級浸潰漆為200級環(huán)氧酸酐無溶劑浸潰漆。本發(fā)明具有以下優(yōu)點:初級線圈圓弧角至端部最內層采用半疊包方式包扎兩層經活化處理過的聚四氟乙烯帶，可以有效防止直線電機槽口處因爬電而造成局部擊穿的問題。采用兩層200級少膠云母帶、兩層200級聚酰亞胺薄膜補強中膠云母帶和一層聚酰亞胺薄膜作為線圈對地絕緣，可以滿足對地耐壓700(T26000V的要求，有效防止了電機在過電壓時線圈絕緣內外電腐蝕的破壞，同時滿足電機運行時線圈表面溫度高達195°C的耐溫要求。采用200級環(huán)氧酸酐無溶劑漆進行VPI真空壓力浸潰，該浸潰漆與含有特定固化促進劑的少膠云母帶、中膠云母帶配合使用，固化揮發(fā)份(180±2°C /2h) < 1%，填充性好，掛漆量大，漆膜光滑致密，一體化程度高，有效防止了潮氣、鹽霧等化學物質對電機絕緣的侵蝕，滿足了電機浸入水中經規(guī)定的時間后絕緣電阻> 10ΜΩ的要求，提高了電機運行可靠性和使用壽命。本結構所用絕緣材料成本較低，同時解決了城軌車輛用長初級直線電機啟動頻繁、振動大、溫升高、工作環(huán)境惡劣而易出現(xiàn)局部擊穿的問題。


圖1是本發(fā)明的實施例1絕緣結構的直線部分示意圖。圖2是本發(fā)明的實施例1絕緣結構的端部部分示意圖。圖3是本發(fā)明的實施例2絕緣結構的直線部分示意圖。
圖4是本發(fā)明的實施例2絕緣結構的端部部分示意圖。
具體實施例方式下面將結合附圖和實施例對本發(fā)明的進一步的描述。附圖1和2給出了本發(fā)明的一個實施例，通過附圖可以看出，本發(fā)明涉及一種城軌車輛用長初級直線電機絕緣結構的制作方法，將城軌車輛用長初級直線電機絕緣結構分為兩部分，其中一部分為初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈的直線部分，另一部分為嵌在初級鐵芯內的線圈的端頭部分，兩部分分別采用不同的絕緣結構；所述初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈的直線部分采取在初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈外先包繞一層以上少膠云母帶，再包繞一層以上薄膜補強中膠云母帶，最后包裹一層以上薄膜的三層絕緣結構；在所述嵌在初級鐵芯內的線圈的端頭部分采取先包繞一層以上聚四氟乙烯帶，再包繞一層以上少膠云母帶，再包繞一層以上薄膜補強中膠云母帶，最后包裹一層以上薄膜的四層絕緣結構；且所述的初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈與各絕緣層通過真空壓力浸潰無溶劑絕緣漆粘結為一體。進一步地，所述的初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈的直線部分依次采用半疊包方式包扎的兩層少膠云母帶，半疊包方式包扎兩層聚酰亞胺薄膜補強中膠云母帶，平包方式包扎的一層聚酰亞胺薄膜。進一步地，所述的嵌在初級鐵芯內的線圈的端頭部分采用半疊包方式包扎的兩層經活化處理過的聚四氟乙烯帶，半疊包方式包扎的兩層少膠云母帶，半疊包方式包扎的兩層聚酰亞胺薄膜補強中膠云母帶，平包方式包扎的一層聚酰亞胺薄膜。根據上述方法所制作出的一種城軌車輛用長初級直線電機絕緣結構，包括初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈，在初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈外包裹有絕緣層；其特點在于，所述初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈的絕緣層分為兩種，其中，所述初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈的直線部分采取在初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈外先包繞一層以上少膠云母帶，再包繞一層以上薄膜補強中膠云母帶，最后包裹一層以上薄膜的三層絕緣結構；在所述嵌在初級鐵芯內的線圈的端頭部分采取先包繞一層以上聚四氟乙烯帶，再包繞一層以上少膠云母帶，再包繞一層以上薄膜補強中膠云母帶，最后包裹一層以上薄膜的四層絕緣結構；且所述的初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈與各絕緣層通過真空壓力浸潰無溶劑絕緣漆粘結為一體。進一步地，所述的薄膜補強中膠云母帶為聚酰亞胺膜補強的中膠云母帶；所述的薄膜為聚酰亞胺薄膜。進一步地,所述的初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈的直線部分依次采用半疊包方式包扎的兩層少膠云母帶，半疊包方式包扎兩層聚酰亞胺薄膜補強中膠云母帶，平包方式包扎的一層聚酰亞胺薄膜。進一步地，所述的嵌在初級鐵芯內的線圈的端頭部分采用半疊包方式包扎的兩層經活化處理過的聚四氟乙烯帶，半疊包方式包扎的兩層少膠云母帶，半疊包方式包扎的兩層聚酰亞胺薄膜補強中膠云母帶，平包方式包扎的一層聚酰亞胺薄膜。進一步地，所述的初級浸潰漆為200級環(huán)氧酸酐無溶劑浸潰漆。實施例1由圖1知，城軌車輛用長初級直線電機絕緣結構由3根雙玻璃絲包銅扁線并繞8匝1，依次有采用半疊包兩層少膠云母帶3、半疊包兩層聚酰亞胺薄膜補強中膠云母帶4、平包一層聚酰亞胺薄膜5 ;由圖2知，線圈端部1，依次有采用半疊包兩層聚四氟乙烯帶6、半疊包兩層少膠云母帶3、半疊包兩層聚酰亞胺薄膜補強中膠云母帶4、平包一層聚酰亞胺薄膜5。圖1中數(shù)字符號說明如下:
a,b分別為銅扁線的厚度和寬度； a+0.45為銅扁線絕緣后的厚度； b+0.45為銅扁線絕緣后的寬度；
8 (a+0.45) +0.86為線圈直線部分包過對地絕緣后的高度；
8為一個線圈由8匝組成；
3(b+0.45) +0.86為線圈直線部分包過對地絕緣后的寬度；
3為由3根并繞。圖2中數(shù)字符號說明如下:
8 (a+0.45) +1.012 為線圈端部部分包過對地絕緣后的高度；
3(b+0.45) +1.012為線圈端部部分包過對地絕緣后的寬度。實施例2
由圖3知，城軌車輛用長初級直線電機絕緣結構由4根雙玻璃絲包銅扁線并繞10匝2，依次有采用半疊包兩層少膠云母帶3、半疊包兩層聚酰亞胺薄膜補強中膠云母帶4、平包一層聚酰亞胺薄膜5 ;由圖4知，線圈端部2，依次有采用半疊包兩層聚四氟乙烯帶6、半疊包兩層少膠云母帶3、半疊包兩層聚酰亞胺薄膜補強中膠云母帶4、平包一層聚酰亞胺薄膜5。圖3中數(shù)字符號說明如下:
c，d分別為銅扁線的厚度和寬度； c+0.45為銅扁線絕緣后的厚度； d+0.45為銅扁線絕緣后的寬度；
10 (c+0.45) +0.86為線圈直線部分包過對地絕緣后的高度；
10為一個線圈由10匝組成；
4(d+0.45) +0.86為線圈直線部分包過對地絕緣后的寬度；
4為由4根并繞。4中數(shù)字符號說明如下:
10(c+0.45) +1.012為線圈端部部分包過對地絕緣后的高度；
4(d+0.45) +1.012為線圈端部部分包過對地絕緣后的寬度。本發(fā)明具有以下優(yōu)點:初級線圈圓弧角至端部最內層采用半疊包方式包扎兩層經活化處理過的聚四氟乙烯帶，可以有效防止直線電機槽口處因爬電而造成局部擊穿的問題。采用兩層200級少膠云母帶、兩層200級聚酰亞胺薄膜補強中膠云母帶和一層聚酰亞胺薄膜作為線圈對地絕緣，可以滿足對地耐壓700(T26000V的要求，有效防止了電機在過電壓時線圈絕緣內外電腐蝕的破壞，同時滿足電機運行時線圈表面溫度高達195°C的耐溫要求。采用200級環(huán)氧酸酐無溶劑漆進行VPI真空壓力浸潰，該浸潰漆與含有特定固化促進劑的少膠云母帶、中膠云母帶配合使用，固化揮發(fā)份(180±2°C /2h) < 1%，填充性好，掛漆量大，漆膜光滑致密，一體化程度高，有效防止了潮氣、鹽霧等化學物質對電機絕緣的侵蝕，滿足了電機浸入水中經規(guī)定的時間后絕緣電阻> 10ΜΩ的要求，提高了電機運行可靠性和使用壽命。本結構所用絕緣材料成本較低，同時解決了城軌車輛用長初級直線電機啟動頻繁、振動大、溫升高、工作環(huán)境惡劣而易出現(xiàn)局部擊穿的問題。
權利要求
1.一種城軌車輛用長初級直線電機絕緣結構的制作方法，其特征在于，將城軌車輛用長初級直線電機絕緣結構分為兩部分，其中一部分為初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈的直線部分，另一部分為嵌在初級鐵芯內的線圈的端頭部分，兩部分分別采用不同的絕緣結構；所述初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈的直線部分采取在初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈外先包繞一層以上少膠云母帶，再包繞一層以上薄膜補強中膠云母帶，最后包裹一層以上薄膜的三層絕緣結構；在所述嵌在初級鐵芯內的線圈的端頭部分采取先包繞一層以上聚四氟乙烯帶，再包繞一層以上少膠云母帶，再包繞一層以上薄膜補強中膠云母帶，最后包裹一層以上薄膜的四層絕緣結構；且所述的初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈與各絕緣層通過真空壓力浸潰無溶劑絕緣漆粘結為一體。
2.如權利要求1所述的城軌車輛用長初級直線電機絕緣結構的制作方法，其特征在于，所述的初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈的直線部分依次采用半疊包方式包扎的兩層少膠云母帶，半疊包方式包扎兩層聚酰亞胺薄膜補強中膠云母帶，平包方式包扎的一層聚酰亞胺薄膜。
3.如權利要求1所述的城軌車輛用長初級直線電機絕緣結構的制作方法，其特征在于，所述的嵌在初級鐵芯內的線圈的端頭部分采用半疊包方式包扎的兩層經活化處理過的聚四氟乙烯帶，半疊包方式包扎的兩層少膠云母帶，半疊包方式包扎的兩層聚酰亞胺薄膜補強中膠云母帶，平包方式包扎的一層聚酰亞胺薄膜。
4.根據權利要求1的方法所制作出的一種城軌車輛用長初級直線電機絕緣結構，包括初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈，在初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈外包裹有絕緣層；其特征在于，所述初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈的絕緣層分為兩種，其中，所述初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈的直線部分采取在初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈外先包繞一層以上少膠云母帶，再包繞一層以上薄膜補強中膠云母帶，最后包裹一層以上薄膜的三層絕緣結構；在所述嵌在初級鐵芯內的線圈的端頭部分采取先包繞一層以上聚四氟乙烯帶，再包繞一層以上少膠云母帶，再包繞一層以上薄膜補強中膠云母帶，最后包裹一層以上薄膜的四層絕緣結構；且所述的初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈與各絕緣層通過真空壓力浸潰無溶劑絕緣漆粘結為一體。
5.如權利要求4所述的城軌車輛用長初級直線電機絕緣結構，其特征在于，所述的薄膜補強中膠云母帶為聚酰亞胺膜補強的中膠云母帶；所述的薄膜為聚酰亞胺薄膜。
6.如權利要求5所述的城軌車輛用長初級直線電機絕緣結構，其特征在于，所述的初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈的直線部分依次采用半疊包方式包扎的兩層少膠云母帶，半疊包方式包扎兩層聚酰亞胺薄膜補強中膠云母帶，平包方式包扎的一層聚酰亞胺薄膜。
7.如權利要求5所述的城軌車輛用長初級直線電機絕緣結構，其特征在于，所述的嵌在初級鐵芯內的線圈的端頭部分采用半疊包方式包扎的兩層經活化處理過的聚四氟乙烯帶，半疊包方式包扎的兩層少膠云母帶，半疊包方式包扎的兩層聚酰亞胺薄膜補強中膠云母帶，平包方式包扎的一層聚酰亞胺薄膜。
8.如權利要求4所述的城軌車輛用長初級直線電機絕緣結構，其特征在于，所述的初級浸潰漆為200級環(huán)氧酸酐無溶劑浸潰漆。
全文摘要
城軌車輛用長初級直線電機絕緣結構的制作方法及結構，包括初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈，在初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈外包裹有絕緣層；初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈的絕緣層分為兩種，所述初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈的直線部分采取在初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈外先包繞少膠云母帶，再包繞薄膜補強中膠云母帶，最后包裹薄膜的三層絕緣結構；所述嵌在初級鐵芯內的線圈的端頭部分采取先包繞聚四氟乙烯帶，再包繞少膠云母帶，再包繞薄膜補強中膠云母帶，最后包裹薄膜的四層絕緣結構；且所述的初級鐵芯和嵌在初級鐵芯內的線圈與各絕緣層通過真空壓力浸漬無溶劑絕緣漆粘結為一體。
文檔編號H02K15/10GK103117629SQ201310089508
公開日2013年5月22日 申請日期2013年3月20日 優(yōu)先權日2013年3月20日
發(fā)明者王新劍, 李鴻巖, 馮迎懷, 宗紅武, 王楷, 彭愛民, 張木生 申請人:株洲南車機電科技有限公司