「產業」淺談漆包線產業的綠色生產技術——擠出型漆包工藝

引 言

擠出型漆包工藝與傳統電線生產的擠出工藝有相似之處,都是採用擠出設備在金屬導體上擠包上一層或多層絕緣層,但是產品尺寸參數、性能要求又不完全相同。由於目前擠出型漆包工藝所使用的材料基本上都是熱塑性塑料,只需要高溫熔融塑化,然後擠包、冷卻即可,因此不存在傳統漆包工藝中因採用溶劑溶解而產生的溶劑揮發問題,同時因無高溫交聯反應,因此也不會由於縮聚反應導致固化過程中釋放小分子氣體物質的問題,所以擠出型漆包工藝可以較好的滿足繞組線生產的環保要求。

「產業」淺談漆包線產業的綠色生產技術——擠出型漆包工藝

擠出型漆包繞組線(以下簡稱擠包繞組線)在電氣絕緣系統中的應用已有較長曆史,從上世紀90年代日本古河率先開發了擠包繞組線以來,該類產品已經在電子電器領域受到了廣泛地應用。特別是用於高頻電子變壓器,可以提高工作效率,減少變壓器的體積和重量,從而提高單位體積(或重量)傳輸功率,也就是高功率高密度化。高頻電子變壓器的線圈結構的主要發展方向是平面線圈、片式線圈和薄膜線圈,其中又包括多層結構、立體結構的高頻變壓器線圈,該線圈通常採用三層擠包絕緣線。

擠包繞組線結構

理論上擠包繞組線可以有單層、雙層、三層甚至更多功能層的從簡單到複雜的結構類型。單層的擠包繞組線可以一次擠出達到0.03mm左右的絕緣厚度,提高了生產效率,無需像傳統漆包工藝要多達十幾道塗覆才能達到需要的厚度。

圖1給出了一種以聚酯為絕緣層的單層擠包繞組線的橫截面照片,從圖中可以清晰的測量出絕緣層的厚度範圍。

當然,在實際生產和應用中,考慮到偏心度、模頭擠出精密度問題,單絕緣層的擠包繞組線必須要較大的厚度才能有效避免針孔缺陷或者保持較高的耐電壓強度,這即與電線結構類似。但是當對絕緣厚度及電氣強度有較高要求時,例如高效電機的高槽滿率要求的薄絕緣場合下這種單層絕緣結構明顯是不合適的。

「產業」淺談漆包線產業的綠色生產技術——擠出型漆包工藝

因此目前市場上還是以兩層、三層絕緣結構的擠包繞組線居多,特別是三層擠包繞組線應用範圍最廣。一般而言,對於同樣的總絕緣厚度,多次擠出比一次擠出的優點在於每次出膠量小,塑化均勻,可以消除材料中內應力,使繞組線更柔軟,最重要是相互遮蔽每層的絕緣缺陷,提高電器的安全性。

市售的成熟產品有日本的古河電氣生產的牌號為TEX-E,而後發展的TEX-F擠包線,其採用ETFE(聚四氟乙烯-乙烯共聚物)樹脂。而美國Phelps Dodge公司和其他公司也相繼開發了其他絕緣結構的三層擠包線。

三層擠包繞組線的一般結構如圖2所示,常見的絕緣類型是第1層和第2層為相同的絕緣材料,分別起到基礎絕緣和附加絕緣作用,絕緣材料可以是聚酯(PET)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚酯亞胺(PEI)甚至是高耐熱的工程塑料聚醚醚酮(PEEK)。

最外面的第3層通常是聚酰胺材料,其可以起到加強絕緣、機械保護及潤滑的作用。圖3給出了一種以ETFE為基礎絕緣的三層擠包繞組線的微觀橫截面照片。

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