高導(dǎo)熱絕緣纏繞帶及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于絕緣材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是用于高壓電機(jī)定子線圈的一種高導(dǎo)熱絕緣纏繞帶及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電機(jī)不斷向高電壓、大容量、運(yùn)行穩(wěn)定及環(huán)保方向發(fā)展，對高壓電機(jī)的絕緣結(jié)構(gòu)提出了新的要求:減薄絕緣結(jié)構(gòu)，降低溫升，提高整機(jī)的設(shè)計(jì)功率。這就需要電機(jī)中的絕緣材料具有更好的電氣絕緣性能和熱導(dǎo)性能。在普通大功率電機(jī)的運(yùn)行中，其電機(jī)絕緣材料中使用的云母帶因不具有高導(dǎo)熱的特性，而其作為熱的障礙體將阻止熱量向鐵芯和冷卻介質(zhì)發(fā)散，導(dǎo)熱能力差，致使電機(jī)溫度升高，而較高的工作溫度勢必會(huì)引起絕緣結(jié)構(gòu)材料的老化、降低介電性能及機(jī)械性能，導(dǎo)致電機(jī)效率下降及壽命減少。現(xiàn)有技術(shù)中，國外Vonroll公司在上世紀(jì)90年代就研制出了高導(dǎo)熱少膠云母帶，應(yīng)用于電機(jī)上，但目前仍未得到廣泛的使用，主要是導(dǎo)熱性不是很高，雖然可以降低定子線圈的溫升，但對整機(jī)的散熱能力貢獻(xiàn)有限，而且價(jià)格成本較高。目前國內(nèi)少膠粉云母帶中所采用的膠粘劑通常為環(huán)氧樹脂，但其耐熱性偏低，并且，在保證電機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定與可靠的前提下，其成本較高，因此在降低電機(jī)產(chǎn)品的制造成本方面缺乏市場競爭力。為此，研制適用于高壓電機(jī)的高導(dǎo)熱絕緣纏繞帶乃是當(dāng)前制造業(yè)亟待解決的關(guān)鍵問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種用于電機(jī)定子線圈絕緣，且導(dǎo)熱性好、耐熱性、防潮性及電氣性能機(jī)械強(qiáng)度高，并能夠在保證電機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定與可靠性前提下降低成本的高導(dǎo)熱絕緣纏繞帶及其制備方法。
[0004]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采取的技術(shù)方案是:該絕緣纏繞帶是由高導(dǎo)熱云母粉紙層、補(bǔ)強(qiáng)材料層、高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠層復(fù)合壓制而成的單面型、雙面型和三合一型三種高導(dǎo)熱絕緣纏繞帶，其中，補(bǔ)強(qiáng)材料層采用的是無堿玻璃纖維、無堿玻璃布和薄膜，所述的高導(dǎo)熱云母粉紙是由以下重量份的原料配制而成:云母鱗片70?75份、氮化鋁20?30份；
所述的高導(dǎo)熱絕緣纏繞帶的制作方法是按以下步驟進(jìn)行:
一、高導(dǎo)熱云母粉紙的制作:
步驟1:復(fù)合云母粉的制備:按所述配比將挑選出的云母磷片放入煅燒爐內(nèi)在100(TC?1300°C的高溫下煅燒，在煅燒的過程中，再按所述配比加入氮化鋁，煅燒時(shí)間為1?5h，制成煅燒復(fù)合云母粉備用；
步驟2:高導(dǎo)熱復(fù)合云母粉紙的制備:將煅燒后的復(fù)合云母粉置入云母抄紙機(jī)上，過網(wǎng)碾壓成型為按設(shè)計(jì)要求厚度的高導(dǎo)熱復(fù)合云母粉紙，收卷后備用；
二、高導(dǎo)熱絕緣纏繞帶的制作方法如下:
a)單面型絕緣纏繞帶:以高導(dǎo)熱復(fù)合云母粉紙為基材，用無堿玻璃纖維作單面補(bǔ)強(qiáng)材料，在復(fù)合機(jī)上，下層為高導(dǎo)熱復(fù)合云母粉紙，上層為無堿玻璃纖維，兩層之間涂覆有高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠，其涂覆量為單面型纏繞帶總質(zhì)量的5 %?11 %，經(jīng)復(fù)合壓制后，置入烘干爐中，其烘干溫度為115°C?130°C，烘干時(shí)間1?3 h，烘干至半固化狀態(tài)后，取樣檢測符合膠凝固化的標(biāo)準(zhǔn)即可，制成單面型高導(dǎo)熱絕緣纏繞帶卷材，收卷后備用；
b)雙面型絕緣纏繞帶:以高導(dǎo)熱復(fù)合云母粉紙為基材，用無堿玻璃纖維和無堿玻璃纖維布作雙面補(bǔ)強(qiáng)材料，在復(fù)合機(jī)上，下層為無堿玻璃纖維布，中層為高導(dǎo)熱復(fù)合云母粉紙，上層為無堿玻璃纖維，各層間涂覆有高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠，其涂覆量為雙面型纏繞帶總質(zhì)量的5%?11%，經(jīng)復(fù)合壓制后，置入烘干爐中，其烘干溫度為115°C?130°C，烘干時(shí)間1?3 h，烘干至半固化狀態(tài)后，取樣檢測符合膠凝固化的標(biāo)準(zhǔn)即可，制成雙面型高導(dǎo)熱絕緣纏繞帶卷材，收卷后備用；
c)三合一型絕緣纏繞帶:以高導(dǎo)熱復(fù)合云母粉紙為基材，用無堿玻璃纖維和薄膜作雙面補(bǔ)強(qiáng)材料，在復(fù)合機(jī)上，下層為薄膜，中層為高導(dǎo)熱復(fù)合云母粉紙，上層為無堿玻璃纖維，各層間涂覆有高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠，其涂覆量為三合一型纏繞帶總質(zhì)量的5%?11%，經(jīng)復(fù)合壓制后，置入烘干爐中，其烘干溫度為115°C?130°C，烘干時(shí)間1?3 h，烘干至半固化狀態(tài)后，取樣檢測符合膠凝固化的標(biāo)準(zhǔn)即可，制成三合一型高導(dǎo)熱絕緣纏繞帶卷材，收卷后備用；
d)分切成帶:分別將a)、b)、c)三種類型的纏繞帶卷材開卷后，按常規(guī)方法在分切機(jī)上分別分切成需要的纏繞帶寬度，即為高導(dǎo)熱絕緣纏繞帶狀材料。
[0005]本發(fā)明中所用到的高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠是本申請人在先申請的專利，其專利號(hào)為:201310635339.4專利名稱為“低壓高效電機(jī)高導(dǎo)熱絕緣結(jié)構(gòu)及其制作方法”。
[0006]按照上述方案制成的高導(dǎo)熱絕緣纏繞帶，其有益效果是:
(1)在本發(fā)明中采用了高云母含量的絕緣體系，所制作的高導(dǎo)熱絕緣纏繞帶具有很高的導(dǎo)熱性、耐熱性、防潮性、電氣性能機(jī)械強(qiáng)度和浸潰性能，通過將高導(dǎo)熱絕緣纏繞帶包繞在電機(jī)定子線圈上的直線部分和端線部分，既絕緣又有很好的導(dǎo)熱傳熱性能，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)損耗降低、效率提高、發(fā)熱量下降、溫升降低的目的，由此可進(jìn)一步提高高壓電機(jī)工作的穩(wěn)定性和可靠性，延長電機(jī)的使用壽命。
[0007](2)將具有優(yōu)良導(dǎo)熱性的高導(dǎo)熱絕緣纏繞帶，應(yīng)用在高壓電機(jī)有繞組定子鐵芯結(jié)構(gòu)中，能克服普通絕緣結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱能力差的弊端，并能順利地將電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的熱量導(dǎo)出，權(quán)衡電機(jī)內(nèi)部溫度不平衡的問題。因此，在同等條件下能夠有效地提高高壓電機(jī)效率1%?3%，電機(jī)溫升下降明顯，其電機(jī)平均溫升下降8K。并能有效改善高壓電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱性能，提高導(dǎo)熱系數(shù)，其絕緣可達(dá)到F、Η級(jí)的電機(jī)絕緣要求。
(3)本發(fā)明的高導(dǎo)熱絕緣纏繞帶，在纏繞前具有不分層、不粘連、室溫下柔軟度高等特點(diǎn)，易于繞包，并且在線圈繞包過程中無掉粉、粘連現(xiàn)象，繞包固化后外觀質(zhì)量較好，表面均勻；纏繞后線圈整體性良好，纏繞帶中所用到的無堿玻璃布屬于多孔性結(jié)構(gòu)，易浸潰，VPI容易滲透、線圈整體性好，材料成本只有環(huán)氧玻璃布少膠粉云母帶的75%。
[0008](4)本發(fā)明的高導(dǎo)熱絕緣纏繞帶，使纏繞成型后的高壓電機(jī)線圈具有較強(qiáng)的防潮性能，能夠達(dá)到防霉、防菌、防水的“三防”要求，并具有優(yōu)異的介電強(qiáng)度:高壓線圈經(jīng)過VPI浸潰后，線圈達(dá)到7Un的要求。經(jīng)線圈檢測的常態(tài)介損tg -u測試結(jié)果表明，本發(fā)明的高導(dǎo)熱絕緣纏繞帶與VPI浸潰膠或浸潰漆的相容性良好，按VPI高壓電機(jī)整浸絕緣線圈質(zhì)量分等標(biāo)準(zhǔn)，常態(tài)介損、155°C介損、180°C介損、Λ tg δ介損均能達(dá)到優(yōu)等水平。
【具體實(shí)施方式】
[0009]本發(fā)明的高導(dǎo)熱絕緣纏繞帶是由高導(dǎo)熱云母粉紙層、補(bǔ)強(qiáng)材料層、高導(dǎo)熱復(fù)合絕緣膠層復(fù)合壓制而成的單面型、雙面型和三合一型三種高導(dǎo)熱絕緣纏繞帶，其中，補(bǔ)強(qiáng)材料層采用的是無堿玻璃纖維、無堿玻璃布和薄膜，該薄膜采用的是聚酯薄膜或亞胺薄膜；所述的高導(dǎo)熱云母粉紙是由以下重量份的原料配制而成:云母鱗片70?75份、氮化鋁20?30份。
[0010]其高導(dǎo)熱云母粉紙的制作方法是:先進(jìn)行復(fù)合云母粉的制備，將挑選出的云母磷片放入煅燒爐內(nèi)在1000°c?1300°c的高溫下煅燒，在煅燒的過程中，按所述云母鱗片70?75份、氮化鋁20?30份的配比加入氮化鋁，煅燒時(shí)間為1?5h，其煅燒時(shí)間的長短是根據(jù)煅燒溫度的高低來定，制成煅燒復(fù)合云母粉備用；然后將煅燒后的復(fù)合云母粉置入云母抄紙機(jī)上，過網(wǎng)碾壓成型為按設(shè)計(jì)要求厚度的高導(dǎo)熱復(fù)合云母粉紙，收卷后備用。
[0011]本發(fā)明的高導(dǎo)熱絕緣纏繞帶包括