本發明屬于電機，更具體地，涉及一種抗電暈老化的環保型電機及其制造方法。

背景技術：

1、制造電機絕緣結構所使用的絕緣材料應具有良好的絕緣性能和機械強度。現有技術中，盡管絕緣材料已實現產業化，但其已然存在絕緣強度不足，服役壽命短，難以回收利用等缺陷。

2、現有技術中電機使用的絕緣材料一般服役于高電壓環境下，除面臨電擊穿的風險外，長期強電場的影響也將在材料的表面與內部產生不同程度的老化，其中以熱老化與電暈老化兩種形式為主，而電暈老化會使得材料的表面出現粉化皸裂等，內部結構也將疏松化，降低材料的絕緣強度，并增加擊穿的風險。

3、具體而言，電暈老化對材料的影響主要有三個方面：(1)高能粒子的沖擊，可能使材料表面鍵能較低的化學鍵斷裂，改變表面形貌與粗糙度；(2)活性產物的化學腐蝕，如臭氧等，可加快絕緣表面的劣化；(3)熱效應，電暈放電會產生強烈的熱效應，持續對材料進行熱老化，并引起其內部結構的改變。

4、與此同時，可回收材料的應用以及絕緣材料回收路徑的探究一直是產業界關注的重點。除傳統的掩埋焚燒外，對絕緣材料的處理方式主要有物理回收與化學回收兩種。物理回收包含清洗、破碎、熔融、造粒等，其回收效率較低，無法實現老化報廢的材料的最大化利用，化學回收方式一般為極端條件下的高溫降解。現有技術中已有的一種用亞臨界水與超臨界水回收絕緣基材的方法，其能耗極高且回收周期長，無法實現大規模的綠色回收。

技術實現思路

1、為解決現有技術中存在的不足，本發明提供一種抗電暈老化的環保型電機及其制造方法，采用特定結構和特定材料的絕緣結構，實現了絕緣性能和環保水平的同步提升。

2、本發明采用如下的技術方案。

3、本發明的第一方面提供了一種抗電暈老化的環保型電機，包括：定子鐵芯和定子繞組，定子鐵芯上設置有定子槽，用于放置定子繞組；

4、定子鐵芯由多片硅鋼片疊壓而成，定子繞組被放置在定子鐵芯的槽內，

5、定子槽內設置有由可回收的抗電暈絕緣材料制成的絕緣結構，所述絕緣結構包括：槽體絕緣和繞組間絕緣，槽體絕緣鋪設在定子槽內壁，繞組間絕緣設置在定子槽圍成的空間內，在定子鐵芯橫截面方向將定子槽圍成的空間分為多個部分，將繞制在定子槽內的定子繞組分隔開；

6、所述絕緣材料包含：納米尺度mpia短纖和納米二氧化鈦顆粒。

7、優選地，定子槽為圓底槽結構，從圓底槽向槽口方向逐漸收窄，槽體絕緣與定子槽內壁形狀一致，并且在槽口處，向槽口中心處延伸，繞組間絕緣包含縱梁和從縱梁向兩側延伸的橫梁，槽底部分的橫梁呈圓弧狀，抵住槽底處的槽體絕緣，槽口處的橫梁封閉槽口，與槽口處的槽體絕緣有重合。

8、優選地，納米尺度mpia短纖與納米二氧化鈦顆粒，其中納米尺度mpia短纖由mpia短纖在dmac/licl體系中去質子化制備形成，直徑是7-10納米；

9、納米二氧化鈦顆粒是金紅石晶型，粒徑是5-20納米，質量分數是10-20?wt%，在納米尺度mpia短纖中均勻分布。

10、優選地，槽體絕緣和繞組間絕緣的表面光滑呈純白色，厚度是0.08-0.20毫米，界面呈蜂窩狀多孔結構，孔洞直徑為0.5-1納米；

11、經強直流電場老化20-40小時后，槽體絕緣和繞組間絕緣擊穿場強與拉伸強度仍保留原始狀態的90-95%，介電常數與介電損耗維持在現有技術狀態的94-98%。

12、本發明的第二方面提供了一種抗電暈老化的環保型電機的制造方法，用于制造所述的一種抗電暈老化的環保型電機，包括以下步驟：

13、以磁性材料制造包含定子槽結構的定子鐵芯；

14、制備包含納米尺度mpia短纖和納米二氧化鈦顆粒組分的絕緣材料，并基于該絕緣材料分別制備槽體絕緣和繞組間絕緣；

15、將制備好的槽體絕緣插入定子槽中，確保絕緣紙完全覆蓋槽壁，并留出裕量；在繞組的不同層之間插入繞組間絕緣，防止層間短路；

16、安裝轉子鐵芯、永磁體或繞組，進行動平衡測試，并安裝其他附件結構完成總裝。

17、優選地，所述以磁性材料制造包含定子槽結構的定子鐵芯包括：

18、使用沖床將硅鋼片沖裁成具有定子槽結構的環形，并進行退火處理，其中，定子槽為圓底槽結構，從圓底槽向槽口方向逐漸收窄；

19、在硅鋼片表面涂覆一層絕緣材料；

20、將沖裁后的硅鋼片按設計要求疊壓在一起；對定子鐵芯的外圓和內孔進行車削加工，并去除沖裁和加工過程中產生的毛刺。

21、優選地，所述制備包含納米尺度mpia短纖和納米二氧化鈦顆粒組分的絕緣材料，并基于該絕緣材料分別制備槽體絕緣和繞組間絕緣包括：

22、將mpia短纖置于dmac/licl體系中以設定的溫度去質子化，形成anf溶液；

23、取納米二氧化鈦顆粒研磨，將研磨后的顆粒加入anf溶液中機械攪拌，形成anf/混合物；

24、將所得的anf/混合物在涂膜機上以設定涂膜厚度涂膜；

25、所得的anf/氣凝膠以設定的干燥溫度和干燥時長實施干燥，并以設定的熱壓溫度、熱壓壓強和熱壓時長實施熱壓；

26、將熱壓后的絕緣材料按照據電機的定子槽型、繞組尺寸和絕緣要求進行剪裁，將其制備為槽體絕緣和繞組間絕緣。

27、優選地，所述將熱壓后的絕緣材料按照據電機的定子槽型、繞組尺寸和絕緣要求進行剪裁，將其制備為槽體絕緣和繞組間絕緣包括：

28、制備槽體絕緣與定子槽內壁形狀一致，并且在槽口處，向槽口中心處延伸，繞組間絕緣包含縱梁和從縱梁向兩側延伸的橫梁，槽底部分的橫梁呈圓弧狀，抵住槽底處的槽體絕緣，槽口處的橫梁封閉槽口，與槽口處的槽體絕緣有重合。

29、優選地，去質子化溫度為130-150℃，時間為6-10小時，licl的濃度為0.02-0.04?g/ml，anf的濃度為0.06-0.08?g/ml；

30、納米二氧化鈦顆粒為金紅石晶型，納米二氧化鈦粒徑為5-20納米，質量分數為10-20?wt%，機械攪拌時長為0.5-1小時。

31、涂膜厚度為0.8-1.2毫米，尺寸為10厘米?×?15厘米；

32、在去離子水中靜置時長為10-15小時；

33、干燥溫度為60-100℃，干燥時長為0.5-1小時，熱壓溫度為160-200℃，熱壓壓強為15-20?兆帕，熱壓時長為1-2分鐘，熱壓后厚度為0.08-0.2毫米。

34、優選地，所述將mpia短纖置于dmac/licl體系中以設定的溫度去質子化，形成anf溶液包括：

35、將回收所述環保型電機的絕緣結構進行破碎與分離，通過篩分、磁選等方法分離出絕緣結構中的金屬雜質，獲得mpia短纖，用于去質子化，形成anf溶液。

36、與現有技術相比，本發明的有益效果至少包括：本發明采用特定結構和特定材料的絕緣結構，制造了一種抗電暈老化的環保型電機，實現了絕緣性能和環保水平的同步提升；具體而言，該絕緣材料不僅擁有極佳的抗電暈老化能力，還具備可回收的特性，制備工藝簡單且回收途徑綠色環保，有良好的應用前景。本發明提供的技術方案除了可供電機中充當絕緣部件，還可以橫向擴展至其他電力設備，作為承擔電氣絕緣、機械支撐和散熱的絕緣部件，提高這些電力設備的抗電暈老化性能和環保水平。