[发明专利]绝缘材料及其绕组

说明书

本发明涉及用于电动转动设备的绕组，特别是涉及绝缘材料，以便制成用于电气设备的绕组中的绝缘薄膜。

通常，将绝缘薄膜用于电动转动设备中的电绕组，其由绝缘材料制成，例如在日本专利JP-A-63-110929(1988)中公开的内容。即，绝缘材料包括云母层、加强层和填充层，在填充层中包括具有高导热性能的填充物，在各材料层中包含有树脂。将绝缘材料缠绕在被缠绕导体的外周边，用于电气设备的绕组的绝缘薄膜在压力状态下，通过使绝缘材料中的树脂固化形成。

上述采用绝缘材料制成用于电气设备的绕组中的绝缘薄膜，在低电压电动转动设备的运行中不存在任何问题。但是，当其用于高电压电动转动设备的运行过程中，例如商业中使用的动力设备，高电压电动机或类似设备，很容易产生电缺陷，而且，其电学特性有趋于恶化的倾向。

鉴于上述问题，本发明的发明人研究了容易产生电缺陷的原因，产生电缺陷的原因如下所述：

当形成电气设备的绕组中的绝缘薄膜时，一部分微小气泡保存在云母层和填充层中，含有微小气泡的树脂不能部分排出，从而留在了绝缘材料中。由此，当形成用于电气设备的绕组中的绝缘薄膜时，导致浸入绝缘薄膜中的树脂在施加压力的过程中，没有足够的流动性，这是因为在云母层和填充层中的树脂含量没有保持合适的数值。

本发明的目的是提供用于电气设备的绕组，其绝缘薄膜具有优良的电学特性。特别是，本发明的目的在于提供一种绝缘材料，其可以获得用于电气设备的绕组中的绝缘薄膜，这种绝缘薄膜具有优良的电学特性。

与本发明有关的绝缘材料包括云母层、加强层和填充层，同时在各云母层和填充层中的树脂含量的特定范围是绝缘材料的总重量的10～25％(重量)。

云母层包括云母薄片和/或云母颗粒。加强层包括加强材料例如玻璃布。填充层包括具有热传导率至少为5W/m·K的填充物，例如铝。绝缘材料是这些材料层的叠层体，其顺序是云母层、加强层和填充层，或者是填充层、云母层和加强层。

绝缘材料还包括树脂，例如环氧树脂。包括在绝缘材料中的树脂总含量的范围是绝缘材料的总重量的20～50％(重量)，而在各云母层和填充层中的树脂含量的范围是绝缘材料的总重量的10～25％(重量)。

特定的在各云母层和填充层中的树脂含量至少为绝缘材料总重量的10％(重量)的道理是，当形成用于电气设备的绕组中的绝缘薄膜时，必须使各云母层和填充层中包括占树脂总重量的至少10％(重量)，以便在施加压力的过程中，排出在云母层和填充层中的微小气泡。

使各云母层和填充层中的树脂含量等于或小于绝缘材料的总重量的25％(重量)的道理是，如果各云母层和填充层中的树脂含量超过绝缘材料总重量的25％，将绝缘材料缠绕到导体上的可加工性降低，而且绝缘材料将产生皱褶。

与本发明有关的绝缘材料特别规定在云母层中的树脂含量与填充层中的树脂含量的差等于或小于10％(重量)。

将云母层中的树脂含量与填充层中的树脂含量的差规定为等于或小于10％(重量)的道理是，如果在云母层中的树脂含量与填充层中的树脂含量的差超过10％(重量)，要被排出的包括有微小气泡的部分树脂将从树脂含量大的材料层中转移到树脂含量小的材料层中，并且在施加压力的过程中，在形成用于电气设备的绕组中的绝缘薄膜中保留下来。

按照本发明的用于电气设备的绕组，采用绝缘材料制成绝缘薄膜，其包括高绝缘强度层、加强层和导热层，分别在高绝缘强度层和导热层中的树脂含量分别为绝缘材料的总重量的10～25％。

高绝缘强度层是包括云母薄片的云母层。加强层是包括加强材料例如玻璃布的材料层。导热层是填充层，其包括具有热传导率至少为5W/m·K的填充物，例如铝。

各材料层中具有树脂，例如环氧树脂。树脂总含量的范围是绝缘材料的总重量的20～50％，各云母层和填充层中的树脂含量的范围是绝缘材料的总重量的10～25％。在云母层中的树脂含量与填充层中的树脂含量的差等于或小于10％(重量)。

调整在各云母层和填充层的树脂含量的范围是绝缘材料的总重量的10～25％的道理是，要获得理想的电学特性，例如交流绝缘击穿电压为26.5～29.0KV/mm。

采用绝缘材料制成用于电气设备的绕组的绝缘薄膜的过程如下：