[發(fā)明專利]用于磁導(dǎo)線的自我修復(fù)的絕緣體

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010601620.2
• 申請日: 2010-12-23
• 公開（公告）號: CN102148069B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: T·A·佩里;A·K·薩奇德夫;W·R·羅杰斯
• 申請（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01B3/18
• 分類號: H01B3/18;H01B3/20;H01B7/02;C09D5/25
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 崔幼平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電導(dǎo)體的絕緣覆蓋的形成，特別是在電動馬達(dá)中使用的銅導(dǎo)體。如果最初應(yīng)用的涂層有缺口、破裂或以其他方式經(jīng)受使其絕緣性能降低的破壞，絕緣覆蓋包括能夠在導(dǎo)線上再生電絕緣涂層的封裝化學(xué)物質(zhì)。

背景技術(shù)

電動馬達(dá)通過與靜止構(gòu)件（定子，最常見地大體類似中空圓筒）和大體圓柱形旋轉(zhuǎn)構(gòu)件（轉(zhuǎn)子，其軸線位于定子的軸線上）相關(guān)聯(lián)的相反磁場的相互作用進(jìn)行操作?？梢允闺娏魍ㄟ^電導(dǎo)體來電產(chǎn)生這些磁場中的任意一個或兩個。

更通常地，使用多個導(dǎo)體，所述導(dǎo)體被配置為產(chǎn)生它們各自磁場的加性相互作用。

當(dāng)通過在低磁阻材料諸如鐵基合金上進(jìn)行的規(guī)定區(qū)域內(nèi)限制合作導(dǎo)體來成形和調(diào)節(jié)時，這些磁場相互作用最有效且產(chǎn)生最大馬達(dá)扭矩。將理解，導(dǎo)體及其支撐低磁阻結(jié)構(gòu)可以構(gòu)造成使得它們根據(jù)馬達(dá)類型構(gòu)造轉(zhuǎn)子和定子。

成形定子或轉(zhuǎn)子的磁場的一種常規(guī)方式是在關(guān)于氣缸軸線徑向布置且沿其長度延伸的多個槽中的其中一個定位合作導(dǎo)體。槽的體積明顯限制了可被容納的電導(dǎo)體的體積，但是，諸如導(dǎo)體形式的其他因素也很重要。例如，具有圓形剖面的隨機(jī)纏繞導(dǎo)體通常沒有放置或定位的正方形、矩形或其他側(cè)平行的剖面導(dǎo)體更加有效地填充槽剖面。

然而進(jìn)一步限制源自需要使導(dǎo)體回路彼此絕緣且與定子框架絕緣。每個導(dǎo)體涂有電絕緣介質(zhì)，這有利地將其與鄰近物電隔離，但是增加了導(dǎo)體間隔且因此限制了對于任何給定槽尺寸可使用的導(dǎo)體的數(shù)量。因此，應(yīng)該盡可能地減少隔離厚度。

取決于馬達(dá)的操作條件和導(dǎo)體的尺寸，涂層厚度可以從大約0.001英寸至大約0.010英寸（大約0.025至0.25毫米）。這些涂層被設(shè)計為賦予到導(dǎo)體的良好附連并且在馬達(dá)制造處理結(jié)束時展示無裂痕或暴露的導(dǎo)體。

但是，在與薄的絕緣涂層聯(lián)結(jié)的馬達(dá)制造期間導(dǎo)體經(jīng)受的大量處理和加工的組合，可能導(dǎo)致破裂或?qū)ν繉拥膿p害。最終，這種損害可能導(dǎo)致絕緣體擊穿，引起相鄰導(dǎo)體之間或?qū)w與定子框架之間的短路，導(dǎo)致需要修復(fù)馬達(dá)。

因此，有利地是，在主絕緣體性能受損時，絕緣體的介電性能能夠得到恢復(fù)。

此外，在維修中，所有馬達(dá)經(jīng)受源于感應(yīng)磁場的相互作用的“自身力”。這些力被施加到馬達(dá)的所有載流構(gòu)件，包括繞組。這些力促進(jìn)了各個繞組的相對運(yùn)動，并且導(dǎo)致摩擦或微振磨損，最終導(dǎo)致絕緣體擊穿。通常，作出規(guī)定：通過將繞組捆綁在一起或通過封裝繞組至少略微硬質(zhì)材料諸如環(huán)氧基樹脂或清漆或兩者的組合）來牢固繞組并防止其相對運(yùn)動。然而，力的幅度，特別是，在大電流牽引馬達(dá)中，幾乎保證部分導(dǎo)體將發(fā)生摩擦。

因此，還由于此原因，如果主要絕緣性能受損，則有利的是，自動恢復(fù)絕緣體的介電屬性。

發(fā)明內(nèi)容

磁導(dǎo)線電導(dǎo)體可以形成在不同剖面和長度方向形狀中，以用于在電設(shè)備中，諸如線圈，螺線管，變壓器，發(fā)電機(jī)和馬達(dá)。導(dǎo)體常被擠壓以獲得期望的剖面?？梢孕纬砷L線圈或短形狀。在其制造的某些階段，導(dǎo)體涂有薄的電絕緣組分（通常為聚合物）液體層，然后被干燥或固化以獲得適當(dāng)?shù)碾娮杷絹矸乐菇M裝好的電設(shè)備中的短路。然而，通常必須在轉(zhuǎn)子或定子上纏繞磁導(dǎo)線，或者以其他方式使其成形以便放置在磁導(dǎo)線支撐體組件中。磁導(dǎo)線的這種成形可能對硬化的絕緣層施加應(yīng)力，且產(chǎn)生影響其電阻的小裂紋或其他缺陷。本發(fā)明提供了磁導(dǎo)線的自我修復(fù)涂層，能夠修補(bǔ)電絕緣中的這種缺陷。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，包含在微囊體中的可聚合材料被分散在適當(dāng)?shù)耐ǔＪ褂玫慕^緣材料中，并通過將磁導(dǎo)線浸沒在分散體中或通過其他適當(dāng)?shù)膶?dǎo)線涂層處理來應(yīng)用。微囊體被設(shè)計為確保在應(yīng)用絕緣層期間不會出現(xiàn)微囊體的破裂和可聚合材料的釋放。然而，微囊體被構(gòu)建為在絕緣層損壞的情況下破裂。微囊體小于聚合物絕緣層的應(yīng)用厚度且以充足的量分散以提供足夠的可聚合修補(bǔ)材料，以封住保護(hù)導(dǎo)體的絕緣層中的裂紋或小破裂。

可以采用各種封裝，包括：在暴露到氧時聚合的亞麻籽油或桐油；在暴露到水或水蒸氣時聚合的異氰酸酯；以及響應(yīng)于分開存儲的引發(fā)器或交聯(lián)劑如胺的異氰酸酯。此外，至少在這些導(dǎo)線的彎曲制造處理期間可以采用諸如紫外線（UV）光的外部聚合引發(fā)器。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，當(dāng)在馬達(dá)等的組裝中已經(jīng)對導(dǎo)線施加應(yīng)力之后，絕緣涂層可能被加熱，經(jīng)受UV輻射等?？赡茉诮?jīng)過或沒有經(jīng)過實(shí)際絕緣測試的情況下進(jìn)行這些處理。在電裝置已被批準(zhǔn)使用或投入使用之前，此處理的定時引入受應(yīng)力且可能損壞的磁導(dǎo)線絕緣層的自我修復(fù)。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，具有自我修復(fù)聚合材料囊體的絕緣材料可以包括催化劑等，以修補(bǔ)在該設(shè)備投入使用之后引起的損壞。