一種城軌車輛用直線電機(jī)初級線圈高導(dǎo)熱絕緣結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)領(lǐng)域，特別是指一種城軌車輛用直線電機(jī)初級線圈高導(dǎo)熱絕緣結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]城軌車輛用直線電機(jī)安裝尺寸受到嚴(yán)格限制，要求結(jié)構(gòu)緊湊、功率大、體積小、重量輕，而直線電機(jī)由于電流密度大，所以發(fā)熱量很大，局部最高能達(dá)到140°C甚至更高。而作為直線電機(jī)關(guān)鍵的絕緣材料主要是由一些導(dǎo)熱系數(shù)不高的有機(jī)高分子材料(通常為膠粘劑)和無機(jī)材料(通常為云母紙和玻璃纖維布等)組成，一般組成的絕緣結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)在0.20?0.25W/mK，在直線電機(jī)運行的過程中會阻止熱量向鐵心和冷卻介質(zhì)發(fā)散，導(dǎo)致電機(jī)溫升較高，而較高的工作溫度會勢必會引起絕緣材料老化失效、降低電性能及力學(xué)性能，進(jìn)而影響使用壽命。因此，從根本上提升電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)，同時不破壞電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)的機(jī)械性能，成為阻礙電機(jī)設(shè)計發(fā)展的一大難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種在不破壞電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)的機(jī)械性能的同時，提升電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)的電機(jī)初級線圈絕緣結(jié)構(gòu)。
[0004]基于上述目的本發(fā)明提供的一種城軌車輛用直線電機(jī)初級線圈高導(dǎo)熱絕緣結(jié)構(gòu)，其特征在于包括絕緣結(jié)構(gòu)槽、磁性槽楔、第一絕緣層、第二絕緣層、絕緣墊條和線芯；所述線芯夾在所述絕緣墊條之間，并依次由第二絕緣層和第一絕緣層包覆，第一絕緣層貼合在所述絕緣結(jié)構(gòu)槽內(nèi)側(cè)，所述絕緣結(jié)構(gòu)槽的槽口由所述磁性槽楔閉合，所述第一絕緣層為高導(dǎo)熱槽口絕緣層，所述第二絕緣層為高導(dǎo)熱槽絕緣層。
[0005]進(jìn)一步的，所述磁性槽楔由纖維布表面涂布填充填料的膠粘劑熱壓后制成。其中含有質(zhì)量為60?70 %還原性鐵粉及10 %的微米級的AlN粉末，膠粘劑為酚醛環(huán)氧，作為補強材料的纖維布為電工用無堿玻璃布、聚酯纖維布、氮化硅纖維布、氮化硼纖維布、碳化硅纖維布、錦綸、氯綸或腈綸的任意一種。
[0006]進(jìn)一步的，所述高導(dǎo)熱槽口絕緣，是由中間一層含有高導(dǎo)熱聚酰亞胺薄膜及其兩面含有高導(dǎo)熱填料的芳綸纖維紙粘合而成，其中高導(dǎo)熱填料選擇納米氧化鋁或納米氮化鋁或兩者混合物與微米氧化鋁或氮化硼摻合而成，填料組分中納米級與微米級填料的總質(zhì)量為芳綸紙質(zhì)量的50%?60%。
[0007]進(jìn)一步的，所述高導(dǎo)熱槽絕緣，是由含有高導(dǎo)熱填料的芳綸纖維紙構(gòu)成。
[0008]進(jìn)一步的，所述絕緣墊條是由含高導(dǎo)熱填料的芳綸纖維經(jīng)熱壓處理而制成的條狀材料。
[0009]進(jìn)一步的，所述線芯由外向內(nèi)依次包括第三絕緣層、第四絕緣層、第五絕緣層、第六絕緣層和電磁線。所述第三絕緣層為高導(dǎo)熱滌玻帶；所述第四絕緣層為高導(dǎo)熱聚酰亞胺薄膜；所述第五絕緣層為高導(dǎo)熱云母帶；所述第六絕緣層為高導(dǎo)熱聚酰亞胺薄膜。
[0010]進(jìn)一步的，所述高導(dǎo)熱滌玻帶是由滌綸纖維和玻璃纖維混織，其表面涂布含有高導(dǎo)熱填料的膠粘劑制成。其中高導(dǎo)熱填料為粒徑為5?30 μm的氧化鋁或氮化硼或兩者的混合物，膠粘劑為改性的聚氨酯。
[0011]進(jìn)一步的，所述第四絕緣層和所述第六絕緣層為含有高導(dǎo)熱填料的高導(dǎo)熱聚酰亞胺薄膜，高導(dǎo)熱填料為5?10 μπι的氧化鋁或氮化硼或氮化鋁粉末或任意兩者的混合物5?10 μπι的氧化鋁或氮化硼或氮化鋁粉末或任意兩者的混合物。
[0012]進(jìn)一步的，所述高導(dǎo)熱云母帶是由高導(dǎo)熱聚酰亞胺薄膜1、含高導(dǎo)熱填料的膠粘劑
2、云母紙3組成。其中高導(dǎo)熱填料為5?10 μπι的氧化鋁或氮化硼或氮化鋁粉末或任意兩者的混合物，膠粘劑為耐高溫的酚醛環(huán)氧或聚酯亞胺或BT樹脂或任意兩者或兩者以上的混合。云母紙為非煅燒云母紙或混抄云母紙。
[0013]進(jìn)一步的，所述電磁線的條數(shù)至少為兩條，所述電磁線外包覆有匝間絕緣層，所述匝間絕緣層由高導(dǎo)熱聚酰亞胺薄膜燒結(jié)而成。
[0014]從上面所述可以看出，本發(fā)明提供的一種城軌車輛用直線電機(jī)初級線圈高導(dǎo)熱絕緣結(jié)構(gòu)，各種絕緣材料在保證絕緣性能和機(jī)械性能的基礎(chǔ)上，導(dǎo)熱系數(shù)有明顯提高線圈直線部分的導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到0.46W/mK(普通的絕緣結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱系數(shù)為0.20?0.25ff/mK)，與普通絕緣結(jié)構(gòu)相比能夠降低8-10K的溫升，提高電機(jī)散熱效率，增加電機(jī)的使用壽命，提高電機(jī)設(shè)計功率；單邊絕緣厚度小；絕緣結(jié)構(gòu)具有優(yōu)異電氣絕緣性能和機(jī)械性能及耐熱性能；有良好的兼容性，可以與環(huán)氧酸酐、有機(jī)硅、聚酯亞胺等體系的浸漬漆配套適用；適合VPI工
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【附圖說明】
[0015]圖1為直線電機(jī)初級線圈高導(dǎo)熱絕緣結(jié)構(gòu)截面示意圖；
[0016]圖2為高導(dǎo)熱云母帶截面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0018]如圖1所示，為直線電機(jī)初級線圈高導(dǎo)熱絕緣結(jié)構(gòu)截面示意圖，所述絕緣結(jié)構(gòu)槽9截面為U型，絕緣結(jié)構(gòu)槽9的槽口由所述磁性槽楔I閉合，所述絕緣結(jié)構(gòu)槽9和所述磁性槽楔I構(gòu)成中空的管狀結(jié)構(gòu)。管腔內(nèi)側(cè)為第一絕緣層2，所述第一絕緣層2為高導(dǎo)熱槽口絕緣。所述第一絕緣層內(nèi)為第二絕緣層3，所述第二絕緣層3為高導(dǎo)熱槽絕緣。所述第二絕緣層3內(nèi)有夾在絕緣墊條間的兩條線芯。每條線芯由外向內(nèi)依次包括第三絕緣層5、第四絕緣層6、第五絕緣層7、第六絕緣層10和電磁線8。
[0019]所述磁性槽楔I是由纖維布表面涂布填充填料的膠粘劑熱壓后制成，其中含有質(zhì)量為60?70%還原性鐵粉及10%的微米級的AlN粉末，膠粘劑為酚醛環(huán)氧，作為補強材料的纖維布可以是電工用無堿玻璃布、聚酯纖維布、氮化硅纖維布、氮化硼纖維布、碳化硅纖維布、錦綸、氯綸或腈綸的任意一種，優(yōu)選電工無堿玻璃布，其本身既能降低電機(jī)損耗又能提高散熱效率。
[0020]所述高導(dǎo)熱槽口絕緣是由中間一層含有高導(dǎo)熱聚酰亞胺薄膜及其兩面含有高導(dǎo)熱填料的芳綸纖維紙粘合而成，其中高導(dǎo)熱填料選擇納米氧化鋁或納米氮化鋁或兩者混合物與微米氧化鋁或氮化硼摻合而成，填料組分中納米級與微米級填料的總質(zhì)量為芳綸紙質(zhì)量的50%?60%。
[0021]在本發(fā)明的另一個實施例中，所述高導(dǎo)熱槽絕緣是由含有高導(dǎo)熱填料的芳綸纖維紙構(gòu)成，其中高導(dǎo)熱填料選擇納米氧化鋁或納米氮化鋁或兩者混合物與微米氧化鋁或氮化硼摻合而成，填料組分中納米級與微米級填料的總質(zhì)量為芳纟侖紙質(zhì)量的50%?60%。
[0022]所述絕緣墊條4為高導(dǎo)熱絕緣墊條，所述高導(dǎo)熱絕緣墊條是由含高導(dǎo)熱填料的芳綸纖維經(jīng)熱壓處理而制成的條狀材料。其中高導(dǎo)熱填料選擇納米氧化鋁或納米氮化鋁或兩者混合物與微米氧化鋁或氮化硼摻合而成，填料組分中納米級與微米級填料的總質(zhì)量為芳綸纖維質(zhì)量的55%?65%。所述高導(dǎo)熱絕緣墊條作為線圈徑向及線圈間的固定材料，可以有效的固定線圈，起到導(dǎo)熱、絕緣、防震的作用。
[0023]所述第三絕緣層5為高導(dǎo)熱滌玻帶，是由滌綸纖維和玻璃纖維混織，其表面涂布含有高導(dǎo)熱填料的膠粘劑制成。其中高導(dǎo)熱填料為粒徑為5?30 μπι的氧化鋁或氮化硼或兩者的混合物，膠粘劑為改性的聚氨酯。所述高導(dǎo)熱滌玻帶能夠有效防止電磁線因生產(chǎn)組裝造成絕緣破損而短路。
[0024]所述第四絕緣層6和第六絕緣層10為高導(dǎo)熱聚酰亞胺薄膜。所述第五絕緣層7為高導(dǎo)熱云母帶，所述第