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CN101156301A - 电机端部绕组的涂层方法 - Google Patents

电机端部绕组的涂层方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种适用于电机(4)端部绕组(3)的涂层方法，其中，所述端部绕组(3)包括多个待涂覆配线(2)。用一喷涂装置(1)雾化待涂覆涂层材料。在所述喷涂装置(1)与所述待涂覆配线(2)之间施加一静电电位差(U)，从而沿形成的电力线朝所述端部绕组(3)的待涂覆配线(2)方向输送所述涂层材料的雾化颗粒。

Description

电机端部绕组的涂层方法
技术领域
本发明涉及一种适用于电机端部绕组的涂层方法，其中，所述端部绕组包括多个待涂覆配线。
背景技术
电机，如电动机或发电机，的端部绕组上设置有各种不同用途的涂层。这些涂层是用浸渍树脂和浸渍漆经过多次浸渍制备而成，或用无机浸渍树脂(浇铸树脂)浇注而成，具有电绝缘、机械保护或化学保护等作用。其中所用的工艺例如是浸渍法或无空气喷涂法。由于端部绕组的几何结构有时较为复杂，因此，通过这些已知的端部绕组涂层方法制备而成的涂层的层厚并不均匀。特别是在棱角、尖端、缝隙、死角或遮蔽区域内，往往只能实现较小的层厚。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种开篇所述类型的涂层方法，借助于所述涂层方法可使端部绕组的涂层具有较为均匀的层厚。
这个目的通过独立权利要求1的特征而达成。本发明的涂层方法涉及的是这样一种涂层方法：
a)使用一喷涂装置雾化待涂覆的涂层材料；以及
b)在所述喷涂装置与所述待涂覆配线之间施加一静电电位差；
c)从而沿形成的电力线配线输送所述涂层材料的雾化颗粒，所述电力线沿端部绕组的待涂覆配线的方向形成。
借助于本发明的涂层方法，即使在端部绕组几何结构较复杂的情况下也能实现非常均匀的层厚。这一点尤其适用于上文所述的问题区域。棱角和尖端区域的电力线密度更大，从而得以提高喷洒出来的涂层材料颗粒的输送速率，且自动避免过小层厚的出现。电力线还布及遮蔽区和死角区域，因而所属区域也可达到有效层厚。即便是端部绕组的这些临界区域内也不会残留下由于未涂层而不受防护的部分。此外还可避免出现使用已知方法时容易引起的较大的层厚差别。
特别在涂覆电绝缘涂层材料的情况下，一种自动调整会随着涂层工作的进行而进行。随着材料涂覆厚度的增大，会出现一个不断变强的反向电场，这是因为随着绝缘层的变厚，电荷越来越难以流走或根本无法流走。这一点是有利的，因为在喷涂特别是喷涂端部绕组时，几乎只使用电绝缘涂层材料。
使用电绝缘涂层材料的原因在于待涂覆的有源配线，这些配线在电机工作时通电，且传导电流。也就是说，本发明的涂层方法用于对有源部件进行涂层。而相比之下，已知的静电喷涂法一直用于对无源部件进行涂层。
此外，鉴于因受力线引导而非常精确的材料输送方法及上文所述的自动调整，使用本发明的涂层方法时的材料耗用十分节省。与传统的浸渍法或无空气喷涂法相比，本发明的涂层方法可节省30％的涂层材料。
本发明的涂层方法的有利建构方案可从权利要求1的从属权利要求的特征中获得。
既可将喷涂装置与千伏范围内的高静电位连接(第一实施方案)，也可将端部绕组的待涂覆配线与一高静电位连接(第二实施方案)。采用第一实施方案时，端部绕组连同其配线一起接地。采用第二实施方案时，喷涂装置接地。两种情况下均能有利地沿电力线进行颗粒输送。
此外还可将一例如是电机定子或转子组成部分的叠片铁芯与一高静电位连接。配线敷设在叠片铁芯的槽内，特定而言与叠片铁芯电绝缘，并在两个端面上从叠片铁芯引出。此处引出的配线在每个端面上均构成一端部绕组。特定而言用导电铁片制成的叠片铁芯可以简单的方式实现电接触，因而可与高电位相连。借此同样可在喷涂装置与端部绕组的待涂覆配线之间实现有利的电力线分布。
另一种建构方案是在端部绕组的配线上喷涂由浸渍树脂、绝缘漆或硅橡胶构成的涂层材料。这些材料可起到机械或化学保护，防止配线受潮、受到盐雾侵蚀，或电绝缘等作用。其中，也可根据具体用途将硅橡胶建构为凝胶状的自愈型聚合物材料。此处特别涉及一种粘附性能很好、弹性极大、因而弹性模量(杨氏模量)很小的硅凝胶。
此外，特定而言通过静电电位差的值(即电场强度)来设定喷涂在端部绕组的配线上的涂层层厚。借此可以毫无困难地实现介于0.1mm和1mm之间的层厚，其中，0.1mm范围内的层厚较适用于疏水涂层，1mm范围内的层厚较适用于主要承担电绝缘功能的涂层。
附图说明
下面借助附图所示的实施例对本发明的特征、优点和细节作进一步说明，其中：
图1为一喷涂装置的实施例，所述喷涂装置用于对一由多个配线构成的电机端部绕组进行静电喷涂；
图2力图1所示的喷涂装置与一待涂覆物体的向外突出的棱角之间的电力线分布图；
图3为图1所示的喷涂装置与图1所示的局部遮蔽情况下的多个配线之间的电力线分布图；
图4为图1所示的两个配线之间的一缝隙；以及
图5为图1所示的一涂层配线的横截面。
具体实施方式
相同部件在图1至图5中均用相同参考符号表示。
图1显示的是一喷涂装置1的实施例，所述喷涂装置用于对一电机4的两个由多个配线2构成的端部绕组3进行静电喷涂，其中，电机4在图1中以局部横截面形式出现。
电机4的截面图事实上是沿旋转轴5截取的电机4的一定子6的截面图，但只显示了定子6的上半部分。图1没有详细显示带有定子铁叠片和嵌在槽内的线圈导线的区域7，而是仅以示意图形式对这个真正起作用的区域进行了图示。端部绕组3布置在作用区7的两个轴向端面上，由大量在旋转轴5的方向上从定子铁叠片中引出的配线2构成。借助喷涂装置1为端部绕组3，特别是端部绕组3区域内的配线2喷涂防护层。
喷涂装置1包括一喷枪8，所述喷枪通过一给料管道9和一馈电线10与一主单元11相连。主单元11中布置有附图未详细显示的组件，例如储料器和高压电源。
喷涂装置1按照静电喷涂法的原理进行工作。其中，在喷枪8的输出喷嘴和待涂覆物体(在本实施例中即为端部绕组3的配线2)之间施加一高电压U。待用的涂层材料在喷嘴处变成雾状，并主要朝配线2方向喷射，其中，由此雾化并带电的材料颗粒沿电力线朝待涂覆配线2方向移动。
在本实施例中，喷枪8的输出喷嘴处于一个高达几千伏的静电位上，而配线2则接地。这种电位连接原则上也可以反过来实施。
所用的静电喷涂法可对端部绕组3的有源配线2进行非常均匀的喷涂。即使在问题区域内也能进行很好的喷涂，在所述问题区域使用其他涂层方法时无法实现或只能局部实现材料的涂覆。
图2至图4显示的是这类问题区域的示例。图2显示的是带有一向外突出的棱角13的待涂覆物体12。此外还显示了形成在喷枪8的输出喷嘴和物体12之间的电力线14。在棱角13区域内产生的力线更密集，因而也能以更高的速率向这一位置输送材料。通过这种方式也可在棱角13上涂覆一足够厚的涂层。
根据图3所示，配线2所采取的并排布置方式可能会使部分待涂覆表面相对于喷枪8被遮蔽住，因而使用传统涂层方法很难或根本无法对这些表面进行涂层。这些遮蔽或死角区域在图3中用15表示。采用静电喷涂法时，电力线16也分布在这些区域，因而同样可对其进行喷涂。
根据图4所示，两个相邻配线2可能同样会形成一个传统涂层方法难以触及的缝隙17。即便是这种临界位置，也能通过静电喷涂法对其进行喷涂。
从图5所示的涂层配线2的横截面中可以看出，在本实施例中用于线圈绕组的配线2由多个彼此电绝缘的分段导线18构成。分段导线18用铜棒制成。每个分段导线18均被一用聚酰亚胺薄膜制成的分段导线绝缘层19包围。
在本实施例中，用静电喷涂法制成的涂层分为两层。其包含一内侧第一覆盖层20与一外侧第二覆盖层21。直接涂覆在配线2上的第一覆盖层20用硅凝胶制成，第二覆盖层21用浇铸树脂制成。原则上也可用弹性硅橡胶代替浇铸树脂。制备过程中所用的特别有利的静电喷涂法使得两个覆盖层20和21均具有一均匀层厚。
两个覆盖层20和21还承担了主要的电绝缘功能，因而无需再涂覆一额外的中间绝缘层。借此不仅可简化结构，还可降低成本。否则，设置中间绝缘层时还需在配线2上卷绕云母带。这种卷绕尤其在端部绕组3区域内比较复杂，往往只能手工进行。而静电喷涂法完全可以自动进行。

Claims (6)

1.一种电机(4)端部绕组(3)的涂层方法，其中，所述端部绕组(3)包括多个待涂覆配线(2)，其中，
a)使用一喷涂装置(1)雾化待涂覆的涂层材料；以及
b)在所述喷涂装置(1)与所述待涂覆配线(2)之间施加一静电电位差(U)；
c)从而沿形成的电力线(14；16)配线输送所述涂层材料的雾化颗粒，所述电力线沿端部绕组(3)的待涂覆配线(2)的方向形成。
2.根据权利要求1所述的涂层方法，其特征在于，
将所述喷涂装置(1)与一高静电位(U)连接。
3.根据权利要求1所述的涂层方法，其特征在于，
将所述端部绕组(3)的待涂覆配线(2)与一高静电位连接。
4.根据权利要求1所述的涂层方法，其特征在于，
所述配线(2)借助槽敷设在所述电机(4)的叠片铁芯中，并在两个端面上从所述叠片铁芯中引出，从而在此处形成所述端部绕组(3)，其中，将所述叠片铁芯与一高静电位连接。
5.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的涂层方法，其特征在于，
在所述端部绕组(3)的配线上涂覆由浸渍树脂、绝缘漆或硅橡胶构成的涂层材料。
6.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的涂层方法，其特征在于，
通过所述静电电位差(U)的值来设定涂覆在所述端部绕组(3)的配线(2)上的涂层(20，21)的层厚。
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