一种多层薄扁线绕组PEEK绝缘层的制备方法

技术领域

本发明属于新能源电机线绕组绝缘层的技术领域，具体涉及一种多层薄扁线绕组PEEK绝缘层的制备方法。

背景技术

由于电机扁线绕组较圆线绕组槽满率高、功率密度高、电枢噪音小，端部省材料、小型轻量等优点，在新能源驱动电机行业内，电机定子普遍采用扁线绕组。随着电机转速提高，导体内部的电流分布不均匀，电流主要集中在导体的表面薄层内，导体内部电流较小，引起的交流损耗增加，因此，提出制备多层薄扁线绕组，使各导线上的电流分布平均，减小集肤效应带来的交流损耗。

在电机运行过程中，电机扁线绕组会直接与油接触，需要绝缘材料具有优异的耐油性能。PEEK绝缘材料具备耐高低温、化学性能稳定、耐油、低吸湿性，在熔融状态下的流动性好，在凝固状态下的介电强度高、挺度高、拉伸强度高、导热系数高等优势，因此，将PEEK绝缘材料作为多层薄扁线绕组的绝缘层，制备出的多层薄扁线绕组需满足PDIV大于1350V；工频耐压大于2600V，绝缘电阻大于20MΩ；在油水混合物BOT-805C-EV(油品：去离子水＝99.8:0.2)中，进行室温-(155℃/40h-零下45℃/8h)×8循环-室温的循环试验后，绕组外观不起泡、不开裂、漆膜不脱落，PDIV不低于初始值的80％。

目前，现有的扁线绕组绝缘层的制备，通常是对扁线进行底漆涂布处理、烘干，再进行中间层的涂布处理、烘干，最后进行绝缘漆的涂布处理；该制备方法工序复杂，生产过程中扁线绕组需多次经过涂布辊涂布，可能导致涂层涂布不均、表面损伤。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种多层薄扁线绕组PEEK绝缘层的制备方法。本发明所述方法，减少了绕组的涂布处理，挤出的多层薄扁线绕组及PEEK绝缘层能够满足耐高温、耐油性能，且有效地降低了集肤效应引起的交流损耗。

本发明的目的是这样实现的：

一种多层薄扁线绕组PEEK绝缘层的制备方法，包括以下步骤：

1)将铜线冷轧、退火，得到厚度为0.01～1mm薄扁线；

2)在薄扁线正、反面均滚涂一层2～8μm的自粘漆，烘干；

3)将涂漆后的薄扁线重叠2～100层放入模具中，高温、高压处理，叠压成型得到多层薄扁线绕组；

4)将PEEK聚合物颗粒干燥后，高温熔融；

5)将多层薄扁线绕组导入熔融后的PEEK材料，挤出，使多层薄扁线绕组表面得到厚度为100～150μm的绝缘层；

6)将具有绝缘层的多层薄扁线绕组冷却后收卷。

步骤2)所述自粘漆为水性有机树脂，与PEEK材料具有良好的相容性。

步骤3)所述高温的温度为180～280℃，高压的压力为6～8MPa，处理时间为30～60s。

步骤4)所述PEEK聚合物颗粒置于空气循环炉内干燥，在150℃下干燥4～6h，或在160℃下干燥3～4h，干燥至PEEK聚合物颗粒的水分小于0.02％w/w。

步骤4)所述PEEK聚合物的熔体温度保持在360～400℃。

步骤5)所述挤出的速度为层流。

步骤6)所述冷却的环境温度低于5℃时，采用自然风冷；冷却的环境温度不低于5℃时，采用强迫风冷或水冷。

本发明的有益效果：

(1)本发明所述方法采用挤出成型绝缘层，减少了绕组的涂布处理，避免了涂布辊涂布不均，损伤绝缘层表面的问题。

(2)采用PEEK绝缘材料作为多层薄扁线绕组的绝缘层，能够满足电机耐高温、耐油性能。

(3)采用数层薄扁线叠压成型为多层薄扁线绕组，能够使各导线上的电流分布平均，减小集肤效应带来的交流损耗。

申请人的实验验证，采用本发明所述方法，制备出的多层薄扁线绕组PDIV大于1350V；工频耐压大于2600V，绝缘电阻大于20MΩ；在油水混合物BOT-805C-EV(油品：去离子水＝99.8:0.2)中，进行室温-(155℃/40h-零下45℃/8h)×8循环-室温的循环试验后，绕组外观不起泡、不开裂、漆膜不脱落，PDIV不低于初始值的80％。

采用本发明所述方法制备得到的多层薄扁线绕组，能够满足电机耐高温、耐油性能，且有效地降低了集肤效应引起的交流损耗，满足电机运行要求。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为多层薄扁线绕组的示意图。

附图说明：PEEK绝缘层1、薄扁线2、自粘漆层3。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式作进一步的说明。

参见图1，根据上述实施例，采用多层薄扁线绕组PEEK绝缘层的制备方法，包括以下步骤：

1)选取直径为0.178mm的铜线进行冷轧，得到厚度为0.1mm、宽度为2.5mm的薄扁线后进行退火；

2)根据实施例1-实施例3的自粘漆层的厚度，分别在薄扁线的正、反面滚涂一层CP20-375自粘漆，烘干；

3)将涂漆后的薄扁线重叠20层放入模具中，温度设置为180～240℃，压力设置为6MPa，处理时间为60s，叠压成型得到2mm厚的多层薄扁线绕组；

4)将PEEK聚合物颗粒置于空气循环炉中，在150℃温度下干燥4～6小时后，放入料筒中高温融化，熔体温度保持在360～400℃；

5)将多层薄扁线绕组导入融化后的PEEK材料，以层流速度挤出，使多层薄扁线绕组表面分别得到实施例1-实施例3绝缘层的厚度；

6)将具有绝缘层的多层薄扁线绕组采用强迫风冷冷却，使用自动收卷装置收卷。

将实施例1-实施例3制备得到的多层薄扁线绕组进行绝缘电阻、工频耐压、PDIV测试；在油水混合物BOT-805C-EV(油品：去离子水＝99.8:0.2)中，进行室温-(155℃/40h-零下45℃/8h)×8循环-室温的循环试验后，再次测量PDIV，得到测试结果如下表所示：

结论：由上表可得，实施例1-实施例3制备出的多层薄扁线绕组测得的PDIV值均大于1350V，工频耐压均大于2600V，绝缘电阻均大于20MΩ，在高低温耐油试验后，多层薄扁线绕组的外观不起泡、不开裂、漆膜不脱落，且PDIV不低于初始值的80％。

将实施例1制备的多层薄扁线绕组与相同尺寸的单层扁线(厚2mm×宽2.5mm)绕组进行性能对比测试，在相同测试工况下，单层扁线绕组在16000rpm的交流损耗为5kW，多层薄扁线绕组在16000rpm的交流损耗为1kW，交流损耗降低80％。因此，采用本发明所述方法制备得到的多层薄扁线绕组，能够满足电机耐高温、耐油性能，且有效地降低了集肤效应引起的交流损耗，满足电机运行要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神的前提下，对本发明进行的改动均落入本发明的保护范围。