一种叠片式非晶电机定子铁芯浸漆固化方法

摘要

本发明涉及电机制造领域，具体涉及一种叠片式非晶电机定子铁芯的浸漆固化成型方法，该方法包括以下步骤:a.按照电机尺寸切割非晶合金带材成多个具有相同形状及厚度的薄片；b.将所述薄片堆叠成预定高度的柱状体，使用夹具向所述柱状体的两端提供轴向压力，并将所述柱状体及夹具安装在具有旋涂机的真空浸漆腔中；c.调节所述夹具提供的轴向压力，控制所述薄片之间的距离在0.01～0.03mm之间；d.向所述真空浸漆腔中注入绝缘环氧树脂胶稀释液，利用旋涂机进行旋甩；e.增大所述夹具提供的轴向压力；f.多次重复d和e，直至所述薄片之间的树脂涂层达到预定厚度；g.加热固化处理。依本发明方法制备的定子铁芯，具有填充系数大、铁损少的优点。

权利要求

1.一种叠片式非晶电机定子铁芯浸漆固化方法，其特征在于，包括以下步骤:a.按照电机尺寸切割非晶合金带材成多个具有相同形状及厚度的薄片；

b.将所述薄片在夹具上堆叠成预定高度的柱状体，所述夹具向所述柱状体的两端提供轴向压力，将所述夹具的下端与旋涂机真空浸漆腔中的电机旋转轴固定连接，使所述柱状体及夹具处于所述旋涂机的真空浸漆腔中；

c.通过所述夹具上端压力调节螺母调整所述轴向压力以控制所述薄片之间的距离，所述薄片之间的起始间距为0.01～0.03mm；

d.向所述真空浸漆腔中注入绝缘环氧树脂胶稀释液，利用旋涂机进行旋甩；

e.增大所述夹具提供的轴向压力；

f.多次重复d和e，直至所述薄片之间的树脂涂层达到预定厚度，重复步骤d和e时，步骤d中所述绝缘环氧树脂胶浓度逐次递减，所述电机转速逐次递增；

g.对所述柱状体进行加热固化处理。

2.根据权利要求1所述一种叠片式非晶电机定子铁芯浸漆固化方法，其特征在于，步骤b中的所述薄片的堆叠方向与所述真空浸漆腔中的真空压差方向平行。

3.根据权利要求1所述一种叠片式非晶电机定子铁芯浸漆固化方法，其特征在于，步骤b中的所述旋涂机的电机旋转轴与所述薄片的法线方向平行。

4.根据权利要求1所述一种叠片式非晶电机定子铁芯浸漆固化方法，其特征在于，步骤b中的所述夹具的下端通过螺栓与旋涂机的电机旋转轴固定连接。

5.根据权利要求1所述一种叠片式非晶电机定子铁芯浸漆固化方法，其特征在于，步骤d中所述的绝缘环氧树脂胶稀释液由绝缘环氧树脂胶和丙酮按照1:3～5的重量比配制而成，所述绝缘环氧树脂胶为环氧树脂、甲基纳迪克酸酐和增韧剂按照10:8:1的重量比混合而成，所述环氧树脂的粘度为20000～40000mPa·s，软化温度为25℃，环氧值为0.41～

0.44/100g。

6.根据权利要求1所述一种叠片式非晶电机定子铁芯浸漆固化方法，其特征在于，所述绝缘环氧树脂胶的注入方向与所述真空浸漆腔中的真空压差方向相同。

7.根据权利要求1至6任一项所述的一种叠片式非晶电机定子铁芯浸漆固化方法，其特征在于，步骤d中所述旋涂机旋甩时电机转速为200～2000r/min，旋甩时间为5～10min。

8.根据权利要求7所述的一种叠片式非晶电机定子铁芯浸漆固化方法，其特征在于，步骤g所述加热固化处理的具体要求为以4～10℃/min的速度升温至100～120℃后保温2～

4h。

说明书

一种叠片式非晶电机定子铁芯浸漆固化方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电机制造领域，具体涉及一种叠片式非晶电机定子铁芯的浸漆固化成型方法。

背景技术

[0002] 近年来报道显示，全球范围内电机用电量到达世界总用电量的50％，在我国甚至达到60％以上。如何降低电机损耗，提高电机效率，开发高效电机，是解决能源短缺，降低污染排放的重要途径之一。非晶合金电机与传统电机相比，具有效率高，能耗低的特点，效率可达80％以上，比传统电机效率提高10％以上，是目前电机研究的重要方向。相比传统电机的硅钢材料相比，非晶材料厚度仅为0.03mm，硬度过高且易脆、不宜加工和切割，对机械应力敏感等特点，使得电机加工难度大，加工工艺复杂，加工成本高。严重限制了非晶电机的应用推广。1998年，美国Honeywell公司专利W099/66624公开了一种非晶带材叠加成弧形后浸漆固化形成的齿状非晶定子。2008年安泰公司专利CN101286676A公开了一种非晶合金片叠片，浸漆固化，切割成型的定子铁芯处理工艺。2010年，专利CN101908796A公开非晶粉末粘合固化形成定子的方法。这些专利的非晶合金定子铁芯的制作方案都使用了浸漆和固化的手段使得非晶薄片粘结成型，但是这些浸漆固化方法无法控制非晶薄片之间的浸漆固化效果，造成薄片之间存在气隙，填充系数片小，增加磁路磁阻和电机运行电流。同时，薄片之间浸漆固化的不均匀，容易造成铁芯局部松散，容易产生振动和较大的噪音，并在铁芯内部产生较大的应力，导致定子铁芯的损耗明显增加。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是针对以上非晶铁芯浸漆固化方法的不足，提供一种使非晶铁芯浸漆固化速度快、浸漆固化均匀平整、填充系数可控的浸漆固化方法。

[0004] 本发明解决上述技术问题采用的技术方案为，提供一种叠片式非晶电机定子铁芯的浸漆固化成型方法：在真空浸漆过程中对铁芯非晶薄片进行旋甩涂胶；采用多次浸漆旋甩涂胶方法；依次控制旋甩涂胶速率，配合使用不同稀释程度的树脂涂层，并相应调节夹具紧固压力，在一定的温度下固化成型。具体而言，该方法包括以下步骤:

[0005] a.按照电机尺寸切割非晶合金带材成多个具有相同形状及厚度的薄片；

[0006] b.将所述薄片在夹具上堆叠成预定高度的柱状体，所述夹具向所述柱状体的两端提供轴向压力，将所述夹具的下端与旋涂机真空浸漆腔中的电机旋转轴固定连接，使所述柱状体及夹具处于旋涂机的真空浸漆腔中；

[0007] c.通过所述夹具上端压力调节螺母调整所述轴向压力以控制所述薄片之间的距离，所述薄片之间的起始间距为0.01～0.03mm。

[0008] d.向所述真空浸漆腔中注入绝缘环氧树脂胶稀释液，利用旋涂机进行旋甩；

[0009] e.增大所述夹具提供的轴向压力；

[0010] f.多次重复d和e，直至所述薄片之间的树脂涂层达到预定厚度；

[0011] g.对所述柱状体进行加热固化处理。

[0012] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以作如下改进:

[0013] 进一步，步骤b中的所述薄片的堆叠方向与所述真空浸漆腔中的真空压差方向平行。

[0014] 进一步，步骤b中的所述旋涂机的电机旋转轴与所述薄片的法线方向平行。

[0015] 以上两种改进方案有利于绝缘环氧树脂胶在旋甩时在非晶薄片之间均匀扩散。

[0016] 进一步，步骤b中的所述夹具的下端通过螺栓与旋涂机的电机旋转轴固定连接。

[0017] 进一步，步骤d中所述的绝缘环氧树脂胶稀释液由绝缘环氧树脂胶和丙酮按照1:3～5的重量比配制而成，所述绝缘环氧树脂胶为环氧树脂、甲基纳迪克酸酐和增韧剂按照10:8:1的重量比混合而成，所述环氧树脂的粘度为20000～40000mPa·s，软化温度为25℃，环氧值0.41～0.44/100g。

[0018] 进一步，所述绝缘环氧树脂胶的注入方向与所述真空浸漆腔中的真空压差方向相同。采用此改进方案有利于绝缘环氧树脂胶渗入非晶薄片间。

[0019] 进一步，步骤f中每次重复步骤d和e时，步骤d中所述绝缘环氧树脂胶浓度逐次递减，所述电机转速逐次递增，每次重复时，绝缘环氧树脂胶浓度约为前次浓度的0.5～0.8倍，电机转速约为前次转速的1.2～2.0倍。绝缘环氧树脂胶的浓度减小，则其粘度随之减小，渗透性更强；电机转速增加，也可增强绝缘环氧树脂胶向薄片间隙深处的扩散能力。

[0020] 进一步，步骤d中所述旋涂机旋甩时电机转速为200～2000r/min，旋甩时间为5～10min。

[0021] 进一步，步骤g所述加热固化处理的具体要求为以4～10℃/min的速度升温至100～120℃后保温2～4h。

[0022] 本发明与传统浸漆固化工艺相比，具有以下优点：非晶薄片之间浸漆均匀，涂层平整，涂层厚度可控；铁芯填充系数更大，固化强度更好，铁芯层间应力小，定子铁损减少。

具体实施方式

[0023] 根据本发明的方法，首先在非晶带材生产线上，利用常规的切割装置将非晶合金带材按照电机尺寸切割成具有相同厚度及形状的多个非晶薄片。

[0024] 然后将所述非晶薄片堆叠成预定高度的柱状体，使用夹具的夹具钢板向所述柱状体的两端提供轴向压力，将夹具下端直接用螺母固定在旋涂机的电机主轴上。

[0025] 调节所述夹具提供的轴向压力，夹具提供的起始的压力较小，所述柱状体处于受限活动状态，从而确保非晶薄片平整，且非晶薄片间隙较大，间隙约为0.03mm，便于粘合剂扩散浸渍。

[0026] 向所述真空浸漆腔中注入绝缘环氧树脂胶稀释液，利用旋涂机进行旋甩；增大所述夹具提供的轴向压力；重复上述注胶及加压步骤，直至所述薄片之间的树脂涂层达到预定厚度。最后对所述柱状体进行加热固化处理。

[0027] 实施例1：

[0028] 根据本发明的方法，制备一种叠片式非晶电机定子铁芯，包括以下步骤：

[0029] a.将宽度为85mm、厚度约为0.03mm的Fe80Si9B11(at.％)的铁基非晶合金带材切割成长宽均为85mm的方形非晶薄片。

[0030] b.将所述非晶薄片在夹具上堆叠成40mm高度的柱状体，使用夹具向所述柱状体的两端提供轴向压力，并将所述柱状体及夹具安装在具有TA系列旋涂机的真空浸漆腔中；

[0031] c.调节所述夹具提供的轴向压力，控制所述薄片之间的距离约为0.03mm；

[0032] d.向所述真空浸漆腔中注入绝缘环氧树脂胶稀释液，利用旋涂机进行旋甩；所述的绝缘环氧树脂胶稀释液由绝缘环氧树脂胶和丙酮按照1:4的重量比配制而成，所述绝缘环氧树脂胶为环氧树脂、甲基纳迪克酸酐和增韧剂按照10:8:1的重量比混合而成，其中环氧树脂的粘度在25000～30000mPa·s，软化温度为25℃，环氧值0.41～0.44/100g；所述旋涂机旋甩时电机转速为1000r/min，旋甩时间为8min；

[0033] e.增大所述夹具提供的轴向压力；

[0034] f.多次重复d和e，直至所述薄片之间的树脂涂层达到0.01mm；每次重复d和e时，每次重复时，绝缘环氧树脂胶浓度约为前次浓度的0.8倍，电机转速约为前次转速的1.3倍；

[0035] g.加热固化处理；以5℃/min的速度升温至120℃后保温3h。

[0036] 采用常规切割方法，比如电火花切割、等离子体切割及激光切割等对上述固化后的柱状体进行切割，切割成高40mm、内径30mm、外径70mm的环形铁芯。使用Iwatsu SY8232B-H分析仪测得的上述铁芯在f＝1kHz、B＝1T时的铁芯损耗为40W/Kg，其他条件相同，用传统浸漆固化方法制得的铁芯的铁芯损耗为45W/Kg，显然本发明方法有利于降低定子铁芯的铁芯损耗。

[0037] 实施例2：

[0038] 根据本发明的方法，制备一种叠片式非晶电机定子铁芯，包括以下步骤：

[0039] d.将宽度为75mm、厚度约为0.03mm的Fe80Si9B11(at.％)的铁基非晶合金带材切割成长宽均为75mm的方形非晶薄片。

[0040] e.将所述非晶薄片在夹具上堆叠成35mm高度的柱状体，使用夹具向所述柱状体的两端提供轴向压力，并将所述柱状体及夹具安装在具有TA系列旋涂机的真空浸漆腔中；

[0041] f.调节所述夹具提供的轴向压力，控制所述薄片之间的距离约为0.02mm；

[0042] d.向所述真空浸漆腔中注入绝缘环氧树脂胶稀释液，利用旋涂机进行旋甩；所述的绝缘环氧树脂胶稀释液由绝缘环氧树脂胶和丙酮按照1:5的重量比配制而成，所述绝缘环氧树脂胶为环氧树脂、甲基纳迪克酸酐和增韧剂按照10:8:1的重量比混合而成，其中环氧树脂的粘度在25000～30000mPa·s，软化温度为25℃，环氧值0.41～0.44/100g；所述旋涂机旋甩时电机转速为500r/min，旋甩时间为10min；

[0043] e.增大所述夹具提供的轴向压力；

[0044] f.多次重复d和e，直至所述薄片之间的树脂涂层达到0.01mm；每次重复时，绝缘环氧树脂胶浓度约为前次浓度的0.6倍，电机转速约为前次转速的1.6倍；

[0045] g.加热固化处理；以7℃/min的速度升温至110℃后保温4h。

[0046] 采用常规切割方法，比如电火花切割、等离子体切割及激光切割等对上述固化后的柱状体进行切割，切割成高40mm、内径30mm、外径70mm的环形铁芯。使用Iwatsu SY8232B-H分析仪测得的上述铁芯在f＝1kHz、B＝1T时的铁芯损耗为38W/Kg，其他条件相同，用传统浸漆固化方法制得的铁芯的铁芯损耗为44W/Kg，显然本发明方法有利于降低定子铁芯的铁芯损耗。

[0047] 实施例3：

[0048] 根据本发明的方法，制备一种叠片式非晶电机定子铁芯，包括以下步骤：

[0049] g.将宽度为90mm、厚度约为0.03mm的Fe80Si9B11(at.％)的铁基非晶合金带材切割成长宽均为90mm的方形非晶薄片。

[0050] h.将所述非晶薄片在夹具上堆叠成40mm高度的柱状体，使用夹具向所述柱状体的两端提供轴向压力，并将所述柱状体及夹具安装在具有TA系列旋涂机的真空浸漆腔中；

[0051] i.调节所述夹具提供的轴向压力，控制所述薄片之间的距离约为0.015mm；

[0052] d.向所述真空浸漆腔中注入绝缘环氧树脂胶稀释液，利用旋涂机进行旋甩；所述的绝缘环氧树脂胶稀释液由绝缘环氧树脂胶和丙酮按照1:3的重量比配制而成，所述绝缘环氧树脂胶为环氧树脂、甲基纳迪克酸酐和增韧剂按照10:8:1的重量比混合而成，其中环氧树脂的粘度在25000～30000mPa·s，软化温度为25℃，环氧值0.41～0.44/100g；所述旋涂机旋甩时电机转速为1400r/min，旋甩时间为10min；

[0053] e.增大所述夹具提供的轴向压力；

[0054] f.多次重复d和e，直至所述薄片之间的树脂涂层达到0.01mm；每次重复时，绝缘环氧树脂胶浓度约为前次浓度的0.5倍，电机转速约为前次转速的1.2倍；

[0055] g.加热固化处理；以10℃/min的速度升温至100℃后保温4h。

[0056] 采用常规切割方法，比如电火花切割、等离子体切割及激光切割等对上述固化后的柱状体进行切割，切割成高40mm、内径30mm、外径70mm的环形铁芯。使用Iwatsu SY8232B-H分析仪测得的上述铁芯在f＝1kHz、B＝1T时的铁芯损耗为41W/Kg，其他条件相同，用传统浸漆固化方法制得的铁芯的铁芯损耗为47W/Kg，显然本发明方法有利于降低定子铁芯的铁芯损耗。

[0057] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。