一种复合绝缘片材及电机定子制造技术

本申请公开了一种复合绝缘片材及电机定子，属于电机绝缘技术领域。一种复合绝缘片材，包括基材层，所述基材层的两侧分别涂覆第一热固性树脂层和第二热固性树脂层；所述第一热固性树脂层包含加热膨胀材料，并且所述加热膨胀材料未存在于所述第二热固性树脂层中。本申请中复合绝缘片材一侧的第一热固性树脂层加热后可膨胀填充入导线之间的间隙，同时对复合绝缘片材与铁芯槽接触的一面充分挤压，使得复合绝缘片材另一侧的第二热固性树脂层与铁芯槽之间形成牢固粘接。之间形成牢固粘接。之间形成牢固粘接。

【技术实现步骤摘要】
一种复合绝缘片材及电机定子


[0001]本申请涉及一种复合绝缘片材及电机定子，属于电机绝缘


技术介绍

[0002]目前，新能源汽车电机的绕组线圈和定子铁芯之间以及相间绕组之间通常先采用芳纶纸和/或耐高温薄膜进行绝缘处理，再通过浸渍绝缘漆，固化后形成具有机械强度的整体结构。然而，该工艺不仅操作复杂，如果浸漆效果不佳，还会影响电机的温升、振动和噪声性能，甚至导致电机的绝缘材料损坏，直接影响电机的运行安全性和可靠性。
[0003]日本专利号JP2014093893A公开了一种旋转电机的定子，通过在铁芯和绝缘体之间直接加入两面具有热膨胀发泡树脂的绝缘片材，代替浸渍绝缘漆的工序，以便定位线圈或抑制由于线圈位移而产生的振动。然而，此类发泡绝缘片材两面的发泡树脂发泡固化后存在无法与铁芯槽牢固粘接、机械强度低以及易碎裂脱落等问题，无法满足新能源汽车电机在高转速和振动环境下的长期使用要求。
[0004]因此，亟待开发出一种具有加热发泡特性以及在加热固化后可与铁芯槽牢固粘接的绝缘片材。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，提供了一种复合绝缘片材及扁线电机定子，复合绝缘片材一侧的第一热固性树脂层加热后可膨胀填充入导线之间的间隙，同时对复合绝缘片材与铁芯槽接触的一面充分挤压，使得复合绝缘片材另一侧的第二热固性树脂层与铁芯槽之间形成牢固粘接。
[0006]本专利技术提供的技术方案为：根据本申请的一个方面，提供了一种复合绝缘片材，包括基材层，所述基材层的两侧分别涂覆第一热固性树脂层和第二热固性树脂层；所述第一热固性树脂层包含加热膨胀材料，并且所述加热膨胀材料未存在于所述第二热固性树脂层中。
[0007]该复合绝缘片材具有耐高温的基材层，基材层一侧的第一热固性树脂层与扁线电机定子的绕组线圈接触，由于第一热固性树脂层的加热膨胀特性，加热后其能够膨胀填充入导线之间的间隙，同时挤压基材层另一侧的第二热固性树脂层向靠近铁芯槽的方向移动，并使其与铁芯槽充分接触，以便形成牢固粘接。
[0008]可选地，所述加热膨胀材料的膨胀温度小于所述第一热固性树脂层的固化温度；所述第一热固性树脂层的固化温度不大于所述第二热固性树脂层的固化温度。
[0009]由于在第一热固性树脂层固化前加热膨胀材料已经膨胀，从而使第一热固性树脂层在固化前和固化时都可以向第二热固性树脂层方向施加压力。此时，第二热固性树脂层没有开始固化定型，因此第一热固性树脂层可以在完全固化前一直对第二热固性树脂层进行挤压，使第二热固性树脂层与铁芯的接触更加紧密，从而使绝缘片材与铁芯粘结的更牢
固。
[0010]优选地，所述第一热固性树脂层的固化温度大于所述第二热固性树脂层的熔融温度。
[0011]若第二热固性树脂层在第一热固性树脂层固化前仍然处于未熔融状态，则会因为受到第一热固性树脂层的挤压变薄、变长，可能会超出基材层的长度，从而在达到熔融温度后可能溢出到其与铁芯接触面以外的区域。
[0012]更优选地，所述第一热固性树脂层的熔融温度为70
‑
100℃，固化温度为125
‑
150℃，所述第二热固性树脂层的熔融温度为120
‑
145℃，固化温度为150
‑
180℃；通过适当的温度控制，保证第一热固性树脂层的膨胀填充行为与第二热固性树脂层的软化粘接行为互不干涉，从而达到更好的绝缘填充效果和牢固粘接效果。
[0013]可选地，所述加热膨胀材料为热膨胀微球，所述热膨胀微球在所述第一热固性树脂层中的含量为5
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50wt%；所述热膨胀微球的膨胀起始温度为100
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120℃，膨胀倍数为4
‑
80倍，膨胀后的粒径为50nm
‑
100μm；使用时，热膨胀微球受热发生膨胀，产生50nm
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100μm的气泡，继续加热到更高温度后，第一热固性树脂层中树脂发生固化，锁定产生的气泡，形成具有较高电气绝缘强度、低介电常数和高PDIV的绝缘填充层。
[0014]可选地，热膨胀微球在未膨胀状态的粒径为20nm
‑
20μm，热膨胀微球具有两种以上的粒径，小粒径热膨胀微球填充在大粒径热膨胀微球之间的间隙中，以降低复合绝缘片材的气泡率；其中，热膨胀微球的最大粒径为1
‑
20μm，热膨胀微球的最小粒径为20
‑
100nm。
[0015]可选地，所述基材层选自聚醚醚酮薄膜、聚四氟乙烯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚酯亚胺薄膜和芳纶纤维纸中的一种或几种，满足电机对耐热性、化学稳定性、电绝缘性能、低摩擦耐磨性和轻质高强度等性能的需求。
[0016]可选地，所述第一热固性树脂层中热固性树脂和所述第二热固性树脂层中热固性树脂均选自环氧树脂、聚酯树脂、聚酯亚胺树脂、酚醛树脂、氰酸酯树脂和双马来酰亚胺树脂中的一种或几种，具备优异的耐热性、机械性能、电绝缘性能、化学稳定性和加工性能，满足使用需求。
[0017]可选地，所述第一热固性树脂层中含有5
‑
50wt%的无机纳米颗粒，所述第二热固性树脂层中含有5
‑
50wt%的无机纳米颗粒，有助于提高复合绝缘片材的耐电晕性能。
[0018]可选地，所述无机纳米颗粒的粒径为10
‑
500nm，可以实现良好的分散性、增强界面作用、调控膨胀性能，提高第一热固性树脂层和第二热固性树脂层的强度、刚度和稳定性。
[0019]可选地，所述无机纳米颗粒选自二氧化硅、二氧化钛、球形三氧化二铝和氮化硼中的一种或几种，能够提供良好的热稳定性、高强度和硬度、良好的界面相容性、可调控的热膨胀性能以及良好的化学稳定性，从而改善第一热固性树脂层和第二热固性树脂层的适用性。
[0020]可选地，所述复合绝缘片材的厚度为0.10
‑
0.50mm，绝缘厚度适宜，确保电机的安全运行。
[0021]根据本申请的另一个方面，提供了一种扁线电机定子，其具备铁芯、导线和根据上述任一项所述的复合绝缘片材，所述铁芯形成有线槽，所述导线设置在所述线槽内，所述复合绝缘片材设置在所述线槽内以隔绝所述导线和所述铁芯，并且所述复合绝缘片材的第一
热固性树脂层与所述导线相接触，所述复合绝缘片材的第二热固性树脂层与所述铁芯相接触。
[0022]该扁线电机定子绝缘性能优越，通过上述复合绝缘片材将导线与铁芯隔开，保证了扁线电机定子的稳定性和可靠性，有助于延长电机的使用寿命。
[0023]本申请中，“PDIV”，是指局部放电起始电压。
[0024]本申请的有益效果包括但不限于：本申请的复合绝缘片材及扁线电机定子，具有耐高温的基材层，与绕组线圈接触的具有加热膨胀特性的第一热固性树脂层，以及与铁芯槽接触的第二热固性树脂层三层结构；当加热到100
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120℃范围时，第一热固性树脂层中热膨胀微球的体积膨胀4
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合绝缘片材，其特征在于，包括基材层，所述基材层的两侧分别涂覆第一热固性树脂层和第二热固性树脂层；所述第一热固性树脂层包含加热膨胀材料，并且所述加热膨胀材料未存在于所述第二热固性树脂层中。2.根据权利要求1所述的复合绝缘片材，其特征在于，所述加热膨胀材料的膨胀温度小于所述第一热固性树脂层的固化温度；所述第一热固性树脂层的固化温度不大于所述第二热固性树脂层的固化温度。3.根据权利要求2所述的复合绝缘片材，其特征在于，所述第一热固性树脂层的固化温度大于所述第二热固性树脂层的熔融温度。4.根据权利要求3所述的复合绝缘片材，其特征在于，所述第一热固性树脂层的熔融温度为70
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100℃，固化温度为125
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150℃；所述第二热固性树脂层的熔融温度为120
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145℃，固化温度为150
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180℃。5.根据权利要求1所述的复合绝缘片材，其特征在于，所述加热膨胀材料为热膨胀微球，所述热膨胀微球在所述第一热固性树脂层中的含量为5
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50wt%；所述热膨胀微球的膨胀起始温度为100
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120℃，膨胀倍数为4
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80倍，膨胀后的粒径为50nm
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100μm。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑广会，王文，张铃，袁小庆，郑金泽，郑金宇，
申请(专利权)人：天蔚蓝电驱动科技江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：