本发明涉及一种高起晕电压漆包线的制备方法,属于电线电缆。
背景技术:
1、随着新能源汽车的普及,关于新能源汽车功能器件的研究日趋重要,作为新能源汽车核心部件的驱动电机,为了在有限的体积内提升车辆的动力性、经济性,不断地朝着高功率密度、高机电效率方向发展,对电机用绝缘材料的性能要求也越来越高。随着第三代宽禁带半导体的推广应用,新能源汽车驱动电机的使用电压提高、使用频率提升,导致承载高压的漆包线更容易出现局部放电和电晕等现象,从而对电机绝缘体系产生极大的破坏,加速了电机绝缘结构的老化,因此,从耐电晕或防电晕两个角度提升漆包线的性能可大幅提升驱动电机的使用寿命。
2、通常提高电机绕组耐电晕性能的方法有两种:第一类方法以结构优化为主,通过对绕组尺寸、漆膜厚度等进行优化,增加绝缘厚度,减小曲率从而抑制电晕产生,但是厚度的增加无疑减小了槽满率和散热性能,不符合新能源汽车电机减小体积、提高功率密度的实际需求。第二类方法以材料改性为主,通过对材料的配方设计和工艺优化,直接提高绕组漆膜的耐电晕性能,这种通过材料改性来提升耐电晕的方法,受到国内外广受关注。其中,研究者普遍认为纳米填料的导入可以调控材料的介电及耐电特性,尤其是在抗电晕、耐电树枝以及抑制空间电荷等特性上有,具有较为突出的提升效果,这在市场上已经得到验证。但是这种方法依旧存在制约因素,一方面纳米填料的引入会直接降低材料的击穿场强,另外纳米填料具有表面能高、易团聚的特点,在电磁线上分散性差,光滑度差,直接表现在耐电晕测试中值上时好时坏,给电机的使用过程带来隐患。
3、
技术实现思路
1、本发明针对现有技术存在的上述问题,本发明提供一种高起晕电压漆包线的制备方法。
2、本发明的目的之一是提供一种耐电晕漆包线,该耐电晕漆包线由内到外依次为金属芯线、内层和非线性层,内层为超支化聚酯/环氧绝缘漆层,非线性层为改性环氧树脂屏蔽漆层。
3、进一步限定,内层由5层超支化聚酯/环氧绝缘漆层叠加构成,每层厚度为0.02mm。
4、进一步限定,相邻超支化聚酯/环氧绝缘漆层间超支化聚酯含量不同,5层超支化聚酯/环氧绝缘漆层由内到外含有的超支化聚酯质量依次为环氧树脂基体质量的7.5wt%、5wt%、2.5wt%、0wt%和10wt%。
5、进一步限定,超支化聚酯/环氧绝缘漆层是由超支化聚酯、环氧树脂基体、ctbn、固化剂和溶剂构成绝缘漆液通过固化得到。
6、进一步限定,环氧树脂基体包括环氧e12、环氧e42和ctbn,环氧e12和环氧e42的质量比为4:1,ctbn添加量为环氧e12的15wt%;固化剂为双氰胺,添加量为环氧树脂基体的2.5wt%。
7、进一步限定,非线性层厚度为0.005mm,改性环氧树脂屏蔽漆层是由kh550-go、环氧树脂基体和溶剂构成屏蔽漆液通过固化得到。
8、进一步限定,kh550-go为使用kh550改性的氧化go,环氧树脂基体由质量比为4:1的环氧e12和环氧e42组成。
9、进一步限定,kh550-go添加量为环氧树脂基体的0.3wt%或0.4wt%。
10、进一步限定,金属芯线为铜芯,直径为1mm。
11、本发明的目的之二是提供一种上述耐电晕漆包线的制备方法,具体的采用多道涂漆方式依次将超支化聚酯含量不同的超支化聚酯/环氧绝缘漆涂覆在金属芯线表面,涂覆一层固化一层,得到内层;然后在内层将表面涂覆非线性层。
12、本发明的目的之三是提供一种上述耐电晕漆包线的应用,具体的用于制备驱动电机。
13、本发明采用降低漆包线表面电位及分压的设计理念制备漆包线。漆包线成型过程中往往采用薄层多道次的多层涂漆工艺,这就为基于不同介电常数材料组合调整电介质电场分布提供了可行性。以同轴圆柱电极模型为例,在相同的电压等级下,提高外层材料介电常数可以降低最外层分压,从而可以抑制电晕的发生;但是降低外部分压降低会导致内部分压提高,使内部材料击穿风险提高,电老化速度加快,所以需要使用不同介电常数的电介质均化内部电场。本发明利用介电梯度材料介电参数非均匀分布的绝缘结构,调控绝缘材料的介电特性分布,以实现均化电场分布,达到缓解局部电场过高现象,同时采用高介电绝缘漆作为外层结构,降低外部电场强度,提高电场均化程度,获得具有高耐电强度同时还能够抑制电晕发生的漆包线绝缘结构。此外,本发明与现有技术相比还具有以下有益效果:
14、(1)本发明合成一种三维结构呈球形的超支化聚酯,作为低介电改性剂,通过调整超支化聚酯的含量,构建介电常数呈梯度分布的低介电绝缘漆,将该呈梯度分布的低介电绝缘漆作为漆包线的内层降低内部电场电压,有效解决了由于外侧包覆的非线性层带来的表面电位降低而导致内部电场升高的问题,实现了材料耐电压强度和防电晕性兼得的目的,继而保证了使用的安全性与稳定性。
15、(2)本发明通过kh550改性go,作为高介电填料,合成高介电绝缘漆,将其作为漆包线的非线性层包覆在内层外侧,降低外部电场强度,相应降低了电晕产生的风险。
1.一种高起晕电压漆包线,其特征在于,由内到外依次为金属芯线、内层和非线性层,内层为超支化聚酯/环氧绝缘漆层,非线性层为改性环氧树脂屏蔽漆层。
2.根据权利要求1所述的耐电晕漆包线,其特征在于,内层由5层超支化聚酯/环氧绝缘漆层叠加构成,每层厚度为0.02mm。
3.根据权利要求2所述的高起晕电压漆包线,其特征在于,相邻超支化聚酯/环氧绝缘漆层间超支化聚酯含量不同,5层超支化聚酯/环氧绝缘漆层由内到外含有的超支化聚酯质量依次为环氧树脂基体质量的7.5wt%、5wt%、2.5wt%、0wt%和10wt%。
4.根据权利要求2所述的高起晕电压漆包线,其特征在于,超支化聚酯/环氧绝缘漆层是由超支化聚酯、环氧树脂基体、ctbn、固化剂和溶剂构成绝缘漆液通过固化得到。
5.根据权利要求4所述的高起晕电压漆包线,其特征在于,环氧树脂基体包括环氧e12、环氧e42和ctbn,环氧e12和环氧e42的质量比为4:1,ctbn添加量为环氧e12的15wt%;固化剂为双氰胺,添加量为环氧树脂基体的2.5wt%。
6.根据权利要求1所述的高起晕电压漆包线,其特征在于,非线性层厚度为0.005mm,改性环氧树脂屏蔽漆层是由kh550-go、环氧树脂基体、dicy和溶剂构成屏蔽漆液通过固化得到。
7.根据权利要求6所述的高起晕电压漆包线,其特征在于,kh550-go为使用kh550改性的氧化go。
8.根据权利要求6所述的高起晕电压漆包线,其特征在于,kh550-go添加量为环氧树脂基体的0.3wt%或0.4wt%,dicy添加量为环氧树脂基体2.5wt%。
9.一种权利要求1所述的高起晕电压漆包线的制备方法,其特征在于,采用多道涂漆方式依次将超支化聚酯含量不同的超支化聚酯/环氧绝缘漆涂覆在金属芯线表面,涂覆一层固化一层,得到内层;然后在内层将表面涂覆非线性层。
10.一种权利要求1所述的高起晕电压漆包线的应用,其特征在于,用于驱动电机。