在电机部件上沉积涂层的方法技术

提供一种在电机部件上形成涂层的方法。所述方法包括：通过电泳工艺，用陶瓷材料涂覆部件表面，形成第一涂层。所述方法还包括：使通过电泳工艺沉积的第一涂层与聚合材料接触，形成第二涂层。所述方法还包括：固化或熔融第二涂层中的聚合材料，形成包含分散在聚合物基质中的陶瓷材料的涂层。

Method of depositing coating on motor parts

A method for forming a coating on a motor component is provided. The method comprises the following steps: coating the surface of a component with a ceramic material through an electrophoretic process to form a first coating. The method further comprises: contacting the first coating deposited by the electrophoresis process with the polymeric material to form a second coating. The method further comprises curing or melting the polymeric material in the second coating to form a coating comprising a ceramic material dispersed in the polymer matrix.

【技术实现步骤摘要】
在电机部件上沉积涂层的方法
本公开的实施方式大体上涉及在电机部件上沉积涂层的方法。更具体地，本公开的实施方式涉及使用电泳工艺在电机部件上电沉积绝缘涂层的方法。
技术介绍
某些电机比如发电机和电动马达通常采用转子和定子的组合以将转动能转化为电能，反之亦然。电机可包括：具有设置在其槽中的导电体(例如，线圈绕组(coilwindings))的开槽芯(例如，磁芯)；所述芯和所述导电体可彼此电绝缘以防止所述导电体接地至所述芯。例如，绝缘材料比如聚合物膜和绝缘纸可以用作槽衬和/或接地壁绝缘体以在电机中的线圈绕组和开槽芯之间提供电绝缘。然而，具有优良介电性质的材料往往显示出不良的导热性，这会阻碍来自定子和/或转子中的散热。该不良的散热可能会导致发电效率和功率密度中的一个或两个的降低，其中，发电效率和功率密度是电机的期望性能参数。此外，形成电机的部件比如定子组件或线圈绕组的典型方法涉及多个步骤和组装在一起的多个部件。多个步骤和多个部件的使用会导致繁琐的制造过程，并且还可能会影响机械的最终性能和可靠性。因此，仍需要改善制造电机部件并使它们绝缘的方法。
技术实现思路
一个方面，本公开涉及一种在电机部件上形成电绝缘涂层的方法。电机部件是增材制造(additively-manufactured)的定子部件或转子部件。所述方法包括：通过电泳工艺，用具有氮化物的陶瓷材料涂覆部件表面，形成第一涂层。所述方法还包括：使通过电泳工艺沉积的第一涂层与热固性树脂接触，形成第二涂层；以及将第二涂层固化，形成包含分散在聚合物基质中的陶瓷材料的电绝缘涂层。另一方面，本公开涉及一种电机部件，其具有使用本文中所述的方法用电绝缘涂层涂覆的表面。另一方面，本公开涉及一种在电机部件上形成涂层的方法。所述方法包括：通过电泳工艺，用陶瓷材料涂覆部件表面，形成第一涂层。所述方法还包括：使通过电泳工艺沉积的第一涂层与聚合材料接触，形成第二涂层；以及对第二涂层进行后处理，形成包含分散在聚合物基质中的陶瓷材料的涂层。附图说明在结合附图阅读下述具体实施方式时，本公开的以上这些以及其他特征、方面和优点将变得更加容易理解，在附图中：图1图示根据本公开的一些实施方式的、连接至发电机的发动机的透视图，发电机包括设置在其内的电绝缘涂层；图2图示根据本公开的一些实施方式的电机的定子组件和转子组件的局部正视图；图3图示根据本公开的一些实施方式的电机的定子组件的局部正视图；图4图示根据本公开的一些实施方式的电机的转子组件的局部正视图；图5图示根据本公开的一些实施方式的用于涂覆电机部件的电泳工艺的示意图；图6A示出在电泳沉积(EPD)工艺之后的第一涂层(氮化铝(AlN)涂层)的扫描电子显微照片(SEM)图像；图6B示出在环氧树脂回填之后的第二涂层的SEM图像；图7示出根据本公开的一些实施方式制造的试样1-3的重量/面积作为外加场的函数；图8示出使用两种不同沉积电压(20伏特(V)和60伏特)的情况下的AlN涂层的厚度作为AlN浓度的函数；图9示出重量/面积作为聚乙烯亚胺/氮化铝(PEI/AlN)比率的函数；图10A示出根据本公开的一些实施方式的电极构造，其中多个电极在EPD工艺期间被放置在各个单独的槽中；图10B示出根据本公开的一些实施方式的电极构造，其中单个电极在EPD工艺期间被放置在定子孔中。具体实施方式以下说明和随附的权利要求书中，将参考众多术语，这些术语应被定义为具有下述含义。除非上下文另外明确说明，否则单数形式“一种”、“一个“和“该(所述)”包括多个对象。除非上下文另外明确说明，否则本文中使用的术语“或”并不意味着排除在外，而是指存在所引用组分中的至少一个，并且包括其中可存在所引用组分的组合的情况。如本文整个说明书和权利要求中所用，近似措词可用于修饰在不引起改变与其相关的基本功能的情况下可以允许改变的任何定量性表述。因此，被一个或多个术语(例如“约”和“基本上”)固定化的值不限于限定的精确值。在一些情况下，近似措辞可对应于用于测量数值的仪器的精度。类似地，“无(不含)”可与术语组合使用，并且可包括无实质数或痕量，但仍然被认为不包括被固定化的术语。除非上下文或语言另有说明，否则本文和整个说明书和权利要求书中，范围限制可组合和/或互换，这样的范围被确定并且包括其中包含的所有子范围。术语“设置在···内部”或“设置在···中”是指其中一个部件的至少一部分设置在另一部件的一部分内部或者内，并且未必意味着整个部件必须设置在另一部件内。例如，对电极可完全设置在定子/转子芯内部，或者可部分设置在定子/转子芯内部。类似地，定子/转子线圈的一部分可设置在定子/转子槽中，并且另一部分可设置在定子/转子槽外部。本公开提供了一种在电机部件上形成涂层的方法。所述方法包括：通过电泳工艺，用陶瓷材料涂覆部件表面，形成第一涂层。所述方法还包括：使通过电泳工艺沉积的第一涂层与热固性树脂接触，形成第二涂层。所述方法还包括：对第二涂层进行热处理，形成包含分散在聚合物基质中的陶瓷材料的涂层。适宜的电机的非限定性示例包括：马达、发电机、变压器、环形线圈(toroid)、电感器以及它们的组合。在某些实施方式中，电机是指将电力转换为机械动力的电动机(电动马达)或者将机械动力转换为电力的发电机。通常，电机包括转子、定子和绕组。应当注意的是，术语“绕组”通常是指卷绕成线圈的电绝缘导体。然而，在本公开中，术语“定子线圈”和“转子线圈”在本文中用于“定子绕组”和“转子绕组”，而不管用于形成绕组的方法如何。例如，术语“定子线圈”或“定子绕组”在本文中也用于增材制造的绕组，即使这些绕组可能不使用常规绕组法制造。因此，术语“定子线圈”是指定子绕组，术语“转子线圈”是指转子绕组，与用于制造绕组的方法无关。图1为连接至发动机200(例如，机动车或者航空器的发动机)的电机100(例如，发电机100)的实施方式的透视图。虽然图示的电机100为发电机，但可优选地，本文中所论述的方法适用于其它电机比如电动机。图示的实施方式中，可相对于轴向14、径向16和周向或环向18描述发电机100。发电机100包括转子组件120和定子组件140，这些组件围绕电机100的轴向14同心地对齐。转子组件120配置成相对于定子组件140在周向18上旋转。根据发电机100的设计，转动能(例如，转子组件120和定子组件140之间的相对转动)在定子组件或者转子组件内的电枢或者发电线圈中转换为电流。转子组件120包括：具有端面124的转子芯122。转子芯122包括孔(bore)126。将转子组件安装在轴127上，以使得转子芯122与轴127一起旋转。定子组件140包括：具有端面144的定子芯142。此外，转子组件120和定子组件140通常都包括线圈绕组，以下参照图2-4图示和论述它们。在某些实施方式中，转子组件120包括：产生磁场的场绕组，定子组件140包括：当转子组件120转动时产生电力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在电机部件上形成电绝缘涂层的方法，其包括：/n通过电泳工艺，用包含氮化物的陶瓷材料涂覆部件表面，形成第一涂层；/n使通过电泳工艺沉积的第一涂层与热固性树脂接触，形成第二涂层；以及/n固化第二涂层中的热固性树脂，形成包含分散在聚合物基质中的陶瓷材料的电绝缘涂层；/n其中，电机部件为增材制造的定子部件或者转子部件。/n

【技术特征摘要】
20180530 US 15/993,2631.一种在电机部件上形成电绝缘涂层的方法，其包括：
通过电泳工艺，用包含氮化物的陶瓷材料涂覆部件表面，形成第一涂层；
使通过电泳工艺沉积的第一涂层与热固性树脂接触，形成第二涂层；以及
固化第二涂层中的热固性树脂，形成包含分散在聚合物基质中的陶瓷材料的电绝缘涂层；
其中，电机部件为增材制造的定子部件或者转子部件。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，氮化物包含氮化硼、氮化铝或者它们的组合。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，热固性树脂包含环氧树脂、硅氧烷树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、氰酸酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、聚酯酰亚胺树脂、聚乙烯酯树脂或者它们的组合。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，热固性树...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹卫军，阿尼尔雷·达格尔，阿哈龙·亚基莫夫，霍利安·科曼佐，维贾伊库马尔·斯里瓦斯塔瓦，莫汉达斯·纳亚克，黄豪，奥尔泰亚普伊克·希克洛万，保罗米夏埃尔·斯米杰尔斯基，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US