[发明专利]抗变频器浪涌绝缘电线

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗变频器浪涌绝缘电线。

背景技术

变频器(inverter)作为有效的可变速控制装置被安装在许多电气设备上。变频器以数kHz～数十kHz进行转换，对应这些脉冲会产生浪涌电压。变频器浪涌(inverter surge)为如下现象：在其传输体系内的阻抗的不连续点、例如所连接的配线的始端或终端等发生反射，结果为，施加有最大为变频器输出电压的2倍的电压。尤其是利用IGBT等高速转换元件产生的输出脉冲的电压陡度高，从而即使连接电缆变短，浪涌电压也高，进而由该连接电缆所引起的电压衰减也小，其结果，产生变频器输出电压近2倍的电压。

在变频器相关设备、例如高速转换元件、变频器马达、变压器等的电气设备线圈中，作为磁导线主要使用为漆包线的绝缘电线。而且，如上所述，在变频器相关设备中，由于施加有该变频器输出电压近2倍的电压，因此要求使作为构成这些电气设备线圈的材料之一的漆包线的变频器浪涌劣化为最小限度。

然而，局部放电劣化通常为电气绝缘材料复杂地产生下述劣化的现象：由该局部放电而产生的带电粒子的碰撞所引起的分子链切断劣化、溅射劣化、局部温度上升所引起的热熔融或者热分解劣化、由放电所产生的臭氧所引起的化学劣化等。因此，因实际的局部放电劣化的电气绝缘材料有时厚度会减少。

据认为，绝缘电线的变频器浪涌劣化也是按照与通常的局部放电劣化相同的机理而进行的。即，漆包线的变频器浪涌劣化是因变频器中产生的峰值较高的浪涌电压在绝缘电线产生局部放电、因该局部放电引起绝缘电线的涂膜劣化的现象，即高频局部放电劣化。

对于最近的电气设备，要求可承受数百伏特等级的浪涌电压这样的绝缘电线。即，绝缘电线的局部放电起始电压必须在其之上。此处，所谓局部放电起始电压，是利用市售的被称为局部放电试验器的装置测定得到的值。测定温度、所使用的交流电压的频率、测定感度等可根据需要进行变更，上述值是在25℃、50Hz、10pC下测定，产生局部放电的电压。

在测定局部放电起始电压时，使用下述方法：假定用作磁导线的情况时的最严苛的状况，并制作能够对密合的两根绝缘电线之间进行观测这样的试样形状。例如，对于截面圆形的绝缘电线，通过将两根绝缘电线拧成螺旋状而使线接触，在两根绝缘电线之间施加电压。另外，对于截面形状为方形的绝缘电线，为下述方法：使两根绝缘电线的作为长边的面彼此面接触、在两根绝缘电线之间施加电压。

为了防止由上述局部放电所引起的绝缘电线的漆包层的劣化，并且为获得不产生局部放电、即局部放电起始电压高的绝缘电线，考虑有在漆包层使用相对介电常数低的树脂的方法、增加漆包层的厚度的方法。然而，对于通常使用的树脂清漆的树脂而言，大部分树脂的相对介电常数为3～5之间，并没有相对介电常数特别低的树脂。另外，在考虑漆包层所要求的其它特性(耐热性、耐溶剂性、可挠性等)的情况下，实际情况是未必能够选择相对介电常数低的树脂。因此，为获得较高的局部放电起始电压，增加漆包层的厚度不可缺少。在将这些相对介电常数为3～5的树脂用于漆包层的情况时，为了使局部放电起始电压为1kVp(峰值)以上，基于经验，需要使漆包层的厚度为60μm以上。

然而，为了增加漆包层的厚度，在制造工序中，增加通过烧结炉的次数，作为导体的铜表面的由氧化铜所构成的覆膜的厚度增长，由此会引起导体与漆包层的粘接力降低。例如，在获得超过60μm的厚度的漆包层的情况时，通过烧结炉的次数超过12次。可知若通过烧结炉超过12次，则导体与漆包层的粘接力极度降低。

另一方面，为了不增加通过烧结炉的次数，也有增加利用1次烧结所能够涂布的厚度的方法，但该方法存在清漆的溶剂未完全蒸发而以气泡的形式残留在漆包层中的缺点。

另外，与以往的电气设备相比，对于近年的电气设备要求更进一步提高各种性能，例如耐热性、机械特性、化学特性、电气特性、可靠性等。其中，对于用作宇宙用电气设备、飞机用电气设备、原子能用电气设备、能源用电气设备、汽车用电气设备用的磁导线的漆包线等绝缘电线，除上述较高的局部放电起始电压以外，还要求高温下的优异的绝缘性能与耐热老化特性。

针对这些问题，进行了在漆包线的外侧设置被覆树脂的尝试(专利文献1和2)。然而，即便是专利文献1和2中记载的绝缘电线，也有进一步改善局部放电起始电压、高温下的绝缘性能及耐热老化性的余地。另外，作为提高局部放电起始电压的技术，可以举出专利文献3。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特公平7-031944号公报