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新能源汽车电机常用绝缘材料

时间:2021/1/25  来源:许昌市众诚绝缘材料有限公司  查看次数:490

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耐电晕电磁线

 

变频驱动电机用IGBT、PWM调速装置产生的脉冲波具有高耸的电压峰值,波峰具有陡峭的上升电压,加上极高的频率对电磁线(漆包线)的绝缘漆膜的破坏作用,使用普通电磁线的变频电机很容易发生匝间击穿,电机寿命大幅度降低,必须使用能够耐电晕的电磁线。

 

提高电磁线的耐电晕性和耐温等级,是延长变频电机使用寿命的主要途径。

 

目前耐电晕电磁线绝缘均采用复合涂层,其中中间层(三层复合)或外层(两层)为耐高温聚合物与高电导率(高介电常数)无机纳米填料的复合物,厚度约为整体绝缘厚的40%~60。

 

也或将单面涂覆有聚四氟乙丙烯胶的耐电晕复合薄膜(如耐电晕聚酰亚胺薄膜)绕包在铜扁导线上,再经烧结,使膜与膜之间、膜与导线之间粘结成为一体而成的耐电晕薄膜绕包烧结电磁线。

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高耐热等级、高导热浸渍漆

 

新能源汽车驱动电机为了追求高功率密度而采用小型紧凑化和轻量化设计以及高槽满率铜扁线定子绕组设计,导致其散热能力不如普通电动机,热量温升更高。

 

因此需要采取措施来带走电机内部的热量,而普通电机常用的机壳水冷冷却方式无法满足新能源汽车变频驱动电机的散热要求。

 

目前主流的做法是采用油冷技术,如驱动电机与变速箱集成化的油冷电机就是采用ATF油冷技术。

 

虽然采用油冷技术后,驱动电机内部的热量已大为降低;但对于变频驱动电机而言,绕组仍为最大的热源。

 

因而对绕组用绝缘材料提出了较高的耐热和散热性能要求,相应地浸渍漆的耐热等级设定一般选择在H~C级。

 

 

另外,为了应对冷热变化和机械应力冲击问题,也要求浸渍漆还应具有一定的柔韧性

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耐高温柔软复合绝缘材料(绝缘纸)

 

电气绝缘用柔软复合绝缘材料(绝缘纸)为两层或三层以上结构。

 

根据具体的使用条件和标准,所选择的原材料也不尽相同,并且材料之间由于被复合而产生许多其他意想不到的新特性,这些都会决定复合材料的耐热等级、绝缘性和力学性能。

 

柔软复合绝缘材料用于电机、电器中的定子绕组中作槽绝缘、匝间绝缘、层间绝缘、相间绝缘、衬垫绝缘和包扎绝缘,同时也应用于干式变压器的线圈层间绝缘、端封绝缘、衬垫绝缘等。

 

对于新能源汽车驱动电机而言,要求定子绕组用柔软复合绝缘材料的耐热等级为H级及以上,常用的有三种。

 

聚酰胺薄膜(H)聚芳酰胺纤维纸(N)

NH绝缘纸(H级)

聚酰胺薄膜(H)两面聚芳酰胺纤维纸(N)

NHN绝缘纸(H级)

聚酰胺薄膜(H)两面云母芳纶纤维混抄纸(T)

THT绝缘纸(H级)

 

 

 

其中THT绝缘纸由于含有云母成分,具有比常规NH绝缘纸和NHN绝缘纸更高的起晕电压和耐高频电热老化性能,更适用于变频电机。

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绝缘粉末涂料

 

绝缘粉末涂料是以电气绝缘为目的用于电机、高压开关柜、变压器、电焊机、电子元件、铜排、铝排、电磁线等产品的粉末涂料。

 

为了提供稳定的绝缘功能,使得新能源汽车驱动电机能够在苛刻的温度和湿度环境下长期稳定的运行,绕组线圈焊点处常用到H级绝缘环氧粉末涂料。

 

 

另外,新能源汽车的电池连接母排(铜排或铝排)、电池盒和电池冷却槽也用到绝缘环氧粉末涂料。

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硅钢片漆

 

硅钢片漆为有色涂料,可为电动机和发电机的硅钢片提供绝缘保护,通过防止硅钢片间短路而减少涡流损耗。

 

 

目前常用的硅钢片为水性热固化硅钢片漆,能够在隧道式烤炉中快速固化,此类硅钢片漆优异的粘附性及出色的弹性能够提高冲压和切削工具的工作效率。

新能源汽车驱动电机属于中低压变频电机,为了解决高频脉冲电压引起的绝缘过早失效问题,应根据电机的绕组设计以及电机运行参数(如额定输入电压、脉冲过电压、变频范围、功率、温升等),选择合适的绝缘结构绝缘材料,以保证驱动电机的安全稳定运行。

 

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