[发明专利]电绝缘线圈及其制作方法

说明书

本发明涉及电绝缘线圈及其制作方法，并更具体地涉及适用于轧制轧件的牵引马达、工业转动电动机器等要求抗高电压和抗热及抗潮或防水的电绝缘线圈及其制造方法。

由于轧制轧件牵引马达及一般工业转动机器对紧凑性及重量方面的要求，用在这类应用中的电绝缘线圈需有相当高的绝缘性能，以能在很高的电压和温度下运行。另一方面，为保证有效地利用能量，最近的转动电机器不一定以增加容量为目的，而是朝着根据不同的负荷要求通过在运行中控制单元的数目的多个小型机器的并行运行发展。

鉴于这种背景，制造商越来越强调发展能在短时间内以低成本大量生产小容量转动电动机器的制造方法，这种机器具有能抗更高电压和更高温度的电绝缘线圈。

根据日本专利申请〔公开号No．3-77203(1991)〕中公布的一种现有的转动电动机器绝缘线圈，通过把绝缘带绕在一导体上，制备了一个绝缘基底层，它随后被用浸泡树脂浸透，并被固化以形成绝缘线圈。另外，由于采用多官能环氧树脂的环氧浸泡树脂最近的发展成果，已能通过采用能在超过200℃的温度下连续工作的环氧树脂来提供电绝缘线圈。至于这类浸泡树脂的组分，通常是把反应较慢的、诸如酸酐之类的硬化物混合在树脂中。

这类浸泡树脂的优点，是当其被置于架上时其反应时行得极慢，但在被加上了用于与所述浸泡树脂一同用到绝缘基底层的固化加速剂后，该浸泡树脂的反应速度加快。采用此方法，就能反复施用该浸泡树脂，从而大大改善了施用该浸泡树脂的效果。在大多数情况下，采用了一种咪唑催化剂，作为适用于这类应用的固化加速剂。

一方面，为实现用于在短时间内制造出所需的小容量转动电动机器的设备，需要尽量缩短浸泡树脂的固化进程。为此，且考虑到电绝缘线圈的绝缘的耐热性大部分取决于浸泡树脂本身的耐热性，故需要提高固化温度，以防造成无效的固化，并保证即使在固化进行被缩短时也能得到预定的耐热性。

然而，在用传统的咪唑固化催化剂作硬化加速剂时，尽管这种加速剂有如前所述的增加浸泡树脂的效果的优点，但由于固化催化剂本身固有的低耐热性，故在形成如日本专利申请公开No．3-77203(1991)中提出的、超过200℃的耐热性的绝缘时，必须在通过10小时的100℃+3小时的150℃+10小时的230℃的步骤固化浸泡树脂时，对该树脂进行缓慢冷却，其中在温度最低的初始阶段，用了充分的时间使硬化加速剂与树脂充分反应。

在此方面，要求固化时间超过20小时，故它成了对在短的生产时间内生产转动电动机器的限制。

另一方面，近来开发了一种添加化合物型的硬化物，它象致力于克服具有低耐热性的所述咪唑固化催化剂的缺点的日本专利申请公开No．3-37220(1991)所提出的那样，通过咪唑和树脂的加入反应而获得；另外还提出了把这种硬化物用作固化催化剂的方法。

然而，尽管这种添加产品能保证较高的耐热性，但其分子量较大，故熔点较高，而且有难溶于溶剂和树脂这一缺点。

因此，除了象日本专利申请公开No．3-37220(1991)中所提出的直接混合这样的应用(它能有充分的混合时间从而能进行实际的实施)之外，不可能把该技术用于诸如转动电动机器的绝缘；在这种场合由于需要反复地浸泡树脂，固化催化剂无法与浸泡树脂直接混合，因而在绝缘层中无法保证均匀的反应，故绝缘层可能会有不均匀的特性，从而阻碍了其实际应用。

另一方面，随着新绝缘材料的开发，转动电动机器中的电绝缘线圈的绝缘得到了很大改善，从而极大地促进了机器可靠性的改进。但在大多数场合，由于用于泵的感应马达、用于轧制轧件的牵引马达等都用于室外，并经常在潮湿的环境中工作，它们的运行环境比装在室内的普通感应马达更为严酷。因此，对于用在这种环境下的转动电动机器，均要求在防潮和防水方面有高度可靠性。特别地，用于这类用途的电绝缘线圈的绝缘，是需要深入地探讨的重要课题。