CH708948A2 - Isolierung für elektrische Bauteile, Isolierband und Statorstab. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Isolierung (100) für elektrische Bauteile. Die Isolierung (100) für ein elektrisches Bauteil enthält einen Füllstoff (104), der in einer Polymermatrix (102) dispergiert ist, wobei der Füllstoff (104) einen talkumhaltigen Nano-Ton (106) und Bornitrid aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Isolierband für ein elektrisches Bauteil, ein Substrat und eine Isolierung (100) enthaltend, die über dem Substrat angeordnet ist. Ausserdem betrifft die Erfindung einen Statorstab, der einen leitfähigen Kern und ein Isolierband enthält, das auf einer oder mehreren Oberflächen des leitfähigen Kerns angeordnet ist.

Description

HINTERGRUND

[0001] Der hierin offenbarte Gegenstand betrifft allgemein eine Isolierung für elektrische Bauteile.

[0002] Herkömmliche Isolierungen, die in Hochleistungsanwendungen (z.B. elektrischen Maschinen, wie beispielsweise Stromgeneratoren, Motoren oder dergleichen) verwendet werden, sind gewöhnlich aus glimmerhaltigen Materialien hergestellt. Die Erfinder haben jedoch beobachtet, dass die herkömmlich verwendeten Isolierungen unzureichende Wärmeübertragungsfähigkeiten, unzureichende dielektrische Durchschlagsfestigkeit und unzureichenden Widerstand gegen elektrische Entladung (Korona-Entladung) haben, insbesondere wenn sie einer hohen Spannung ausgesetzt sind. An sich sind die herkömmlichen Isolierungen für Anwendungen, in denen die Isolierung einer hohen Spannungsbeanspruchung oder hohen thermischen Belastung ausgesetzt ist, ineffizient oder ungeeignet.

[0003] Deshalb haben die Erfinder eine verbesserte Isolierung für elektrische Bauteile geschaffen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

[0004] Ausführungsforen einer Isolierung für elektrische Bauteile sind hierin geschaffen.

[0005] In einer Ausführungsform kann eine Isolierung für ein elektrisches Bauteil einen Füllstoff enthalten, der in einer Polymermatrix durchweg dispergiert ist, wobei der Füllstoff einen talkumhaltigen Nano-Ton und Bornitrid aufweist.

[0006] Die zuvor erwähnte Isolierung kann die Polymermatrix in einer Menge bis zu etwa 75% eines Gesamtgewichts der Isolierung aufweisen.

[0007] Alternativ oder zusätzlich kann die Isolierung den talkumhaltigen Nano-Ton in einer Menge von etwa 30% bis etwa 45% eines Gesamtgewichts der Isolierung aufweisen.

[0008] In einer weiteren Alternative oder weiter zusätzlich kann die Isolierung das Bornitrid in einer Menge von weniger als etwa 20% eines Gesamtgewichts der Isolierung aufweisen.

[0009] In der Isolierung einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann der Füllstoff ferner Zinkoxid aufweisen.

[0010] Die Isolierung kann das Zinkoxid in einer Menge von weniger als etwa 5% des Gesamtgewichts der Isolierung aufweisen.

[0011] In einer Ausführungsform kann ein Isolierband für ein elektrisches Bauteil ein Substrat und eine über dem Substrat angeordnete Isolierung enthalten, wobei die Isolierung einen Füllstoff aufweist, der in einer Polymermatrix durchweg dispergiert ist, wobei der Füllstoff einen talkumhaltigen Nano-Ton und Bornitrid aufweist.

[0012] Das zuvor erwähnte Isolierband kann eine beliebige Art einer Isolierung gemäss der vorliegenden Erfindung, wie vorstehend erwähnt, aufweisen und kann insbesondere die folgenden Konfigurationen aufweisen.

[0013] Das zuvor erwähnte Isolierband kann ferner eine Schicht aufweisen, die zwischen dem Fiberglassubstrat und der Isolierung angeordneten Glimmer aufweist.

[0014] Insbesondere kann diese Schicht eine Dicke von bis zu etwa 2 Millizoll aufweisen.

[0015] In dem Isolierband einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann das Substrat eine Dicke von etwa 0,5 bis etwa 4 Millizoll aufweisen.

[0016] Zusätzlich oder alternativ kann die Isolierung eine Dicke von etwa 2 bis etwa 8 Millizoll aufweisen.

[0017] In dem Isolierband einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann die Isolierung die Polymermatrix in einer Menge von bis zu etwa 75% eines Gesamtgewichts der Isolierung aufweisen.

[0018] Alternativ oder zusätzlich kann die Isolierung den talkumhaltigen Nano-Ton in einer Menge von etwa 30% bis etwa 45% eines Gesamtgewichts der Isolierung aufweisen.

[0019] In einer weiteren Alternative oder weiter zusätzlich kann die Isolierung das Bornitrid in einer Menge von weniger als etwa 20% eines Gesamtgewichts der Isolierung aufweisen.

[0020] In dem Isolierband einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann der Füllstoff ferner Zinkoxid aufweisen.

[0021] Insbesondere kann die Isolierung das Zinkoxid in einer Menge von weniger als etwa 5% des Gesamtgewichts der Isolierung aufweisen.

[0022] In einer Ausführungsform kann ein Statorstab einen leitfähigen Kern und ein Isolierband enthalten, das über einer oder mehreren Oberflächen des leitfähigen Kerns angeordnet ist, wobei das Isolierband ein Substrat und eine über dem Substrat angeordnete Isolierung aufweist, wobei die Isolierung einen Füllstoff aufweist, der in einer Polymermatrix durchweg dispergiert ist, wobei der Füllstoff einen talkumhaltigen Nano-Ton und Bornitrid aufweist.

[0023] Der zuvor erwähnte Statorstab kann eine beliebige Art des Isolierbands und der Isolierung gemäss der vorliegenden Erfindung, wie vorstehend erwähnt, aufweisen und kann insbesondere die folgenden Konfigurationen aufweisen.

[0024] In dem zuvor erwähnten Statorstab kann das Isolierband ferner eine Schicht aufweisen, die zwischen dem Fiberglassubstrat und der Isolierung angeordneten Glimmer aufweist.

[0025] Zusätzlich oder alternativ kann der Füllstoff ferner Zinkoxid aufweisen.

[0026] In dem Statorstab einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann die Isolierung die Polymermatrix in einer Menge von bis zu etwa 75% eines Gesamtgewichts der Isolierung, den talkumhaltigen Nano-Ton in einer Menge von etwa 30% bis etwa 45% eines Gesamtgewichts der Isolierung und das Bornitrid in einer Menge von weniger als etwa 20% eines Gesamtgewichts der Isolierung aufweisen.

[0027] Das Vorstehende sowie weitere Merkmale von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und die detaillierte Beschreibung besser verstanden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0028] Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die vorstehend kurz zusammengefasst und nachstehend in grösseren Einzelheiten erläutert sind, können unter Bezugnahme auf die veranschaulichenden Ausführungsformen der Erfindung verstanden werden, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die beigefügten Zeichnungen nur typische Ausführungsformen der Erfindung veranschaulichen und folglich nicht in einem den Umfang beschränkenden Sinne angesehen werden sollen, da die Erfindung auch andere gleich wirksame Ausführungsformen umfasst. <tb>Fig. 1<SEP>zeigt eine Querschnittsansicht einer Isolierung für elektrische Bauteile gemäss einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. <tb>Fig. 2<SEP>zeigt eine Querschnittsansicht eines Isolierbands, das die in Fig. 1 veranschaulichte Isolierung für elektrische Bauteile aufweist, gemäss einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

[0029] Um das Verständnis zu erleichtern, werden gleiche Bezugszeichen, wenn möglich, dazu verwendet, gleiche Elemente zu bezeichnen, die in den Figuren gemeinsam verwendet werden. Die Figuren sind nicht massstabsgetreu gezeichnet und können der Übersichtlichkeit wegen vereinfacht sein. Es ist vorgesehen, dass Elemente und Merkmale einer Ausführungsform vorteilhafterweise in anderen Ausführungsformen enthalten sein können, ohne dass dies weiter vorgetragen wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

[0030] Ausführungsformen einer Isolierung für elektrische Bauteile sind hierin offenbart. In wenigstens einer Ausführungsform kann die erfindungsgemässe Isolierung vorteilhafterweise eine erhöhte thermische Leitfähigkeit, dielektrische Durchschlagsfestigkeit, einen erhöhten Widerstand gegen elektrische Entladung im Vergleich zu herkömmlich verwendeten Isolierungen bieten. Zusätzlich kann die erfindungsgemässe Isolierung in wenigstens einer Ausführungsform die Herstellung eines Isolierbands ermöglichen, das im Vergleich zu Isolierbändern, die herkömmlich verwendete Isolierungen verwenden, gleichförmiger ist. Während keine Beschränkung des Schutzumfangs dadurch beabsichtigt ist, haben die Erfinder beobachtet, dass die erfindungsgemässe Isolierung vorteilhafterweise in Anwendungen für elektrische Maschinen, wie z.B. Stromgeneratoren, Motoren oder dergleichen, verwendet werden kann.

[0031] Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Isolierung 100 für elektrische Bauteile gemäss einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In einer Ausführungsform kann die Isolierung 100 allgemein einen Füllstoff 104 aufweisen, der in einer Polymermatrix 102 durchweg dispergiert ist, wobei der Füllstoff 104 einen Nano-Ton 106 aufweist. In dem hierin verwendeten Sinne kann der Begriff «Nano-Ton» allgemein einen beliebigen Ton enthalten, der Partikel mit einer mittleren Dimensionsgrösse von weniger als etwa 1000 Nanometer aufweist. Die Partikel können in Form von Kugeln, Blättchen, Fasern, Fäden, Kombinationen hiervon oder dergleichen vorliegen und können Querschnitts Geometrien, wie beispielsweise kreisförmige, ellipsoide, dreieckige, rechteckige, polygonale, Kombinationen von diesen oder dergleichen, aufweisen.

[0032] Die Erfinder haben beobachtet, dass herkömmlich verwendete Isolierungen (z.B. Isolierungen, die Glimmer als Primärkomponente enthalten) unzureichende Wärmeübertragungsfähigkeiten und dielektrische Durchschlagsfestigkeit haben, wenn sie einer Hochspannung ausgesetzt sind. Ausserdem haben die Erfinder beobachtet, dass in einigen Anwendungen, wenn z.B. die Isolierung zur Erzeugung eines Isolierbandes verwendet wird, die herkömmlichen Isolierungen (glimmerhaltigen Isolierungen) häufig Benetzungsprobleme mit anderen Materialien haben, die zur Erzeugung des Bandes verwendet werden (z.B. Epoxid), was Hohlräume (z.B. Mikroporen) innerhalb der Isolierung hervorrufen kann, wodurch die Effektivität des Entladungswiderstandes des Isolierbandes reduziert wird. Derartige Mängel (z.B. unzureichende Wärmeübertragungsfähigkeiten und dielektrische Durchschlagsfestigkeit, reduzierte Effektivität des Entladungswiderstands oder dergleichen) machen die herkömmlichen Isolierungen für Hochspannungsanwendungen ineffizient oder ungeeignet. Zum Beispiel kann in Stromgeneratoranwendungen eine Leistungsabgabe des Generators durch die Unfähigkeit, Wärme zwischen Komponenten des Generators effizient übertragen zu können, um eine effiziente Kühlung eines Stators und Rotors zu ermöglichen (z.B. Wärmeübertragung von einem Kupferkern eines Statorstabs zu einem oder mehreren Gaskanälen, die in der Nähe des Statorstabs angeordnet sind), begrenzt sein. Die Erfinder haben beobachtet, dass die unzureichenden Wärmeübertragungsfähigkeiten herkömmlicher Isolierungen eine derartige effiziente Übertragung von Wärme begrenzen können, was dadurch die Leistungsabgabe begrenzt und/oder den Generator weniger effizient macht.

[0033] An sich ist der Nano-Ton 106 in einer Ausführungsform ein talkumhaltiger Nano-Ton. In dem hierin verwendeten Sinne kann der Begriff «Talkum» zum Beispiel eine beliebige wasserhaltige Magnesiumsilikatzusammensetzung enthalten, die allgemein die chemische Formel H2Mg3(SiO3)4oder Mg3Si4O10(OH)2aufweist. Die Zugabe von Talkum verbessert die Wärmeübertragungsfähigkeiten, wodurch die vorerwähnten Beschränkungen der herkömmlich verwendeten Isolierungen überwunden werden. Zum Beispiel kann das Talkum eine an sich höhere Wärmeleitfähigkeit sowohl durch die Dicke hindurch als auch entlang von Dickenrichtungen der Isolierung 100 ergeben, so dass folglich eine Isolierung erzeugt wird, die eine höhere gesamte Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu herkömmlichen glimmerbasierten Isolierungen aufweist. Zum Beispiel haben die Erfinder in einer Ausführungsform eine Wärmeleitfähigkeit der Isolierung 100 von etwa 0,6 bis 1,03 W/m-k, wie beispielsweise etwa 0,936 W/m-k, bei 155 °C im Vergleich zu einer Wärmeleitfähigkeit einer herkömmlichen Isolierung von etwa 0,3 W/m-k bei 155 °C beobachtet.

[0034] Zusätzlich kann das Talkum eine vergrösserte dielektrische Durchschlagsfestigkeit und einen vergrösserten Widerstand gegen elektrische Entladung (Korona-Entladung) der Isolierung 100 im Vergleich zu den herkömmlichen glimmerbasierten Isolierungen ergeben. Zum Beispiel haben die Erfinder in einer Ausführungsform eine dielektrische Durchschlagsfestigkeit der Isolierung 100 von etwa 26 bis etwa 44 kV/mm im Vergleich zu einer dielektrischen Durchschlagsfestigkeit einer herkömmlichen Isolierung von etwa 25 kV/mm beobachtet. In einem weiteren Beispiel haben die Erfinder in einer Ausführungsform eine Durchschlagsfeldstärke der Isolierung 100 von z.B. mehr als etwa 750 V/M, wie beispielsweise bis zu etwa 1400 V/M, im Vergleich zu einer Durchschlagfeldstärke einer herkömmlichen Isolierung von weniger als 750 V/M beobachtet. In einem weiteren Beispiel haben die Erfinder in einer Ausführungsform einen dielektrischen Verlustfaktor der Isolierung 100 von weniger als etwa 3% oder in einer Ausführungsform weniger als etwa 2,5% bei 155 °C im Vergleich zu einem dielektrischen Faktor einer herkömmlichen Isolierung von etwa 3% oder mehr bei 155 °C beobachtet. Ohne die Absicht, an die Theorie gebunden zu sein, nehmen die Erfinder an, dass verfeinerte Schichtstrukturen von Talkum im Vergleich zu Glimmer die vorstehend erwähnten verbesserten elektrischen Eigenschaften (z.B. Vergrösserung der dielektrischen Durchschlagsfestigkeit, des elektrischen Entladungswiderstandes oder dergleichen), ergeben können.

[0035] In einer Ausführungsform kann der Füllstopp 104 ferner eine oder mehrere zusätzliche Komponenten aufweisen (wie. bei 108 und 110 veranschaulicht), die geeignet sind, um eine oder mehrere gewünschte Eigenschaften der Isolierung 100 (z.B. Wärmeleitfähigkeit, dielektrische Durchschlagsfestigkeit, elektrischen Entladungswiderstand oder dergleichen) zu verleihen. Zum Beispiel kann der Füllstoff 104 in einer Ausführungsform ferner Bornitrid (BN) aufweisen. Wenn es vorhanden ist, kann das Bornitrid das Talkum ergänzen, um die Wärmeleitfähigkeit der Isolierung 100 weiter zu erhöhen und dabei einen gesamten Zusatz des Talkums in der Polymermatrix 102 zu Erleichterung der Verarbeitung zu reduzieren. Zusätzlich kann in einem weiteren Beispiel der Füllstoff 104 in einer Ausführungsform ferner ein Oxid, z.B. Zinkoxid, aufweisen. Wenn es vorhanden ist, kann das Zinkoxid einen synergetischen elektrischen Entladungswiderstand ermöglichen, wodurch der elektrische Entladungswiderstand der Isolierung 100 vergrössert wird. Ohne durch die Theorie gebunden zu sein, nehmen die Erfinder an, dass das Zinkoxid einen Zerstäubungseffekt während einer elektrischen Entladung ermöglichen kann, der den Nano-Ton 106 und die zusätzlichen Komponenten 108, 110 innerhalb der Polymermatrix 102 umverteilt, wodurch eine weniger widerstandsfähige Oberfläche gebildet wird, wodurch eine anisotrope Ladungs-/Energiedissipation ermöglicht wird.

[0036] Die Polymermatrix 102 kann ein beliebiges Polymer enthalten, das sich dazu eignet, eine gewünschte mechanische Festigkeit für die Isolierung 100 zu schaffen und das mit einer gewünschten Anwendung prozesskompatibel ist. Zum Beispiel kann das Polymer in einer Ausführungsform wenigstens eines der folgenden sein: Kautschuke (Silikonkautschuk, Ethylenpropylenkautschuk oder dergleichen), Polyurethane, Epoxide, Phenole, Silikone, Polyacryle, Polycarbonate, Polystyrene, Polyester, Polyamide, Polyamidimide, Polyarylate, Polyarylsulfone, Polyethersulfone, Polyphenylensulfide, Polysulfone, Polyimide, Polyetherimide, Polytetrafluorethylene, Polyetherketone, Polyetheretherketone, Polyetherketonketone, Polybenzoxazole, Polyoxadiazole, Polybenzothiazinophenothiazine, Polybenzothiazole, Polypyrazinoquinoxaline, Polypyromellitimide, Polyquinoxaline, Polybenzimidazole, Polyoxindole, Polyoxoisoindoline, Polydioxoisoindoline, Polytriazine, Polypyridazine, Polypiperazine, Polypyridine, Polypiperidine, Polytriazole, Polypyrazole, Polycarborane, Polyoxabicyclononane, Polydibenzofurane, Polyphthalide, Polyacetale, Polyanhydride, Polyvinylether, Polyvinylthioether, Polyvinylalkohole, Polyvinylketone, Polyvinylhalide, Polyvinylnitrile, Polyvinylester, Polysulfonate, Polysulfide, Polythioester, Polysulfone, Polysulfonamide, Polyharnstoffe, Polyphosphazene, Polysilazene, Polybutadiene, Polyisoprene, Kombinationen von diesen oder dergleichen.

[0037] Die Isolierung 100 kann beliebige Mengen der Primärmatrix 102 und der Komponenten des Füllstoffs 104 (z.B. Ton-Erde, Bornitrid, Zinkoxid oder dergleichen) aufweisen, die geeignet sind, um eine oder mehrere gewünschte Eigenschaften der Isolierung 100 (z.B. Wärmeleitfähigkeit, dielektrische Durchschlagsfestigkeit, Widerstand gegen elektrische Entladung oder dergleichen) zu verleihen. Z.B. kann die Isolierung 100 in einer Ausführungsform die Polymermatrix 102 in einer Menge von bis zu etwa 75% oder in einer Ausführungsform etwa 50% oder etwa 62,5% des Gesamtgewichts der Isolierung 100 aufweisen. In einem weiteren Beispiel kann die Isolierung 100 in einer Ausführungsform den Nano-Ton 106 in einer Menge von etwa 30% bis etwa 45% oder in einer Ausführungsform etwa 35% des Gesamtgewichts der Isolierung 100 aufweisen. In einem weiteren Beispiel kann die Isolierung 100 in einer Ausführungsform Zinkoxid in einer Menge von weniger als etwa 5% des Gesamtgewichts der Isolierung 100 aufweisen. In einem weiteren Beispiel kann die Isolierung 100 in einer Ausführungsform Bornitrid in einer Menge von weniger als etwa 20% des Gesamtgewichts der Isolierung 100 aufweisen.

[0038] Der Füllstoff 104 kann innerhalb der Polymermatrix 102 durch ein beliebiges Verfahren dispergiert werden, das sich dazu eignet, eine gewünschte Dispersion des Füllstoffs 104 innerhalb der Polymermatrix 102 zu schaffen. Z.B. kann in einer Ausführungsform ein Mischverfahren mit hoher Scherkraft verwendet werden, um vorgetrockneten Nano-Ton in einem Polymer zu dispergieren. Die Scherkraft kann durch einen Schmelzmischprozess aufgebracht werden, oder sie kann durch andere Mittel, wie beispielsweise die Anwendung von Ultraschallenergie auf die Mischung ausgeübt werden. Geeignete Beispiele für eine Schmelzmischausrüstung sind Extruder, wie beispielsweise Einschneckenextruder, Doppelschneckenextruder oder dergleichen, Buss-Kneter, Walzenmühlen, Farbenmühlen, Helikon-Vorrichtungen, Kombinationen von diesen oder dergleichen. In einer Ausführungsform kann die Polymer- und Nano-Ton-Mischung anschliessend auf ein Substrat gegossen und/oder aufgebracht werden (um z.B. ein Isolierband zu erzeugen, wie nachstehend beschrieben) und anschliessend thermisch gehärtet werden.

[0039] Die Erfinder haben beobachtet, dass in einigen Hochspannungsanwendungen, wie beispielsweise bei Stromgeneratoren, eine beträchtliche Raumgrösse (z.B. Seitenabstand) zwischen bestimmten Komponenten erforderlich sein kann, um eine Dicke und Schwankungen der Dicke herkömmlicher Isolierungen, die in dem Stromgenerator verwendet werden, zu berücksichtigen. An sich kann bezugnehmend auf Fig. 2 die Isolierung 100 in einer Ausführungsform auf einem Substrat 202 angeordnet sein, um ein Isolierband 200 zu bilden. Das Isolierband 200 kann in einer beliebigen Anwendung eingesetzt werden, die von den Vorteilen der Isolierung 100, wie hierin beschrieben, profitieren würde. Z.B. kann das Isolierband 200 in einer Ausführungsform auf einer Komponente von z.B. einer elektrischen Maschine, wie beispielsweise von Stromgeneratoren, Motoren oder dergleichen, angeordnet sein. Z.B. kann das Isolierband 200 in einer Ausführungsform auf einer oder mehreren Oberflächen 206 eines Kerns (leitfähigen Kerns) 208 eines Statorstabs 210 angeordnet sein.

[0040] Die Erfinder haben beobachtet, dass aufgrund der vergleichsweise verbesserten Wärmeübertragungs- und elektrischen Eigenschaften der Isolierung 100, wie vorstehend erläutert, das Isolierband 200 im Vergleich zu herkömmlichen Isolierbändern, die eine herkömmliche Isolierung (z.B. glimmerbasierte Isolierungen) verwenden, gleichförmiger sein und engere Toleranzen haben kann. Die Gleichförmigkeit und engeren Toleranzen des Isolierbands 200 ermöglichen eine Reduktion der Seitenabstände, die zwischen Bauteilen des Generators benötigt werden, wodurch die Wärmeübertragungsfähigkeit zwischen den Bauteilen weiter verbessert und somit die Leistungsabgabe erhöht und der Generator effizienter und kosteneffektiver gemacht wird.

[0041] Das Substrat 202 kann ein Substrat von beliebiger Art sein, die sich zur Erzielung einer hinreichenden mechanischen Festigkeit eignet, um ein Aufbringen des Isolierbandes auf ein elektrisches Bauteil (z.B. einen Statorstabkern) zu ermöglichen. Z.B. kann das Substrat 202 in einer Ausführungsform ein Polymer sein, das eine Verstärkung aufweist, wie z.B. ein Fiberglasband.

[0042] In einer Ausführungsform kann das Isolierband 200 eine Schicht 204 enthalten, die Glimmer aufweist, der zwischen dem Substrat 202 und der Isolierung 100 angeordnet ist. Zu Beispielen für Glimmer, das verwendet werden kann, gehören Anandit, Annit, Biotit, Bityit, Boromuskovit, Celadonit, Chernykhit, Clintonit, Ephestit, Ferriannit, Glaukonit, Hendricksit, Kinoshitalith, Lepidolith, Masutomilith, Muskovit, Nanpingit, Paragonit, Phlogopit, Polylithionit, Preiswerkit, Roscoelith, Siderophyllit, Natriumphlogopit, Taeniolit, Vermiculit/Wonesit und Zinnwaldit. Beispielhafte Formen von Glimmer sind Phlogopit (KMg3AlSi3O10(OH)2) oder Muskovit (K2Al4[Si6Al2O20](OH,F)4).

[0043] Das Substrat 202, die Isolierung 100 und die Schicht 2014 (wenn vorhanden) können jeweils eine beliebige Dicke aufweisen, die geeignet ist, um eine oder mehrere gewünschte thermische oder elektrische Eigenschaften (z.B. die vorstehend beschriebenen Eigenschaften) zu erzielen, um eine bestimmte Anwendung zu berücksichtigen. Z.B. kann das Substrat 202 in einer Ausführungsform eine Dicke von etwa 0,5 bis etwa 4 Millizoll oder in einer Ausführungsform von etwa 2 Millizoll aufweisen. In einem weiteren Beispiel kann die Isolierung 100 in einer Ausführungsform eine Dicke von etwa 2 bis etwa 8 oder in einer Ausführungsform von etwa 5 Millizoll aufweisen. In einem weiteren Bespiel kann die Schicht 204 in einer Ausführungsform eine Dicke von bis zu etwa 2 Millizoll aufweisen.

[0044] Somit sind hier Ausführungsformen einer Isolierung für elektrische Bauteile bereitgestellt. In wenigstens einer Ausführungsform kann die erfindungsgemässe Isolierung vorteilhafterweise eine vergrösserte Wärmeleitfähigkeit, dielektrische Durchschlagsfestigkeit, einen vergrösserten Widerstand gegen elektrische Entladung im Vergleich zu herkömmlich verwendeten Isolierungen bieten. Zusätzlich kann die erfindungsgemässe Isolierung in wenigstens einer Ausführungsform die Herstellung eines Isolierbands ermöglichen, das im Vergleich zu Isolierbändern, die herkömmlich verwendete Isolierungen nutzen, dünner und gleichförmiger ist.

[0045] Hierin offenbarte Bereiche sind inklusive und miteinander kombinierbar (z.B. schliessen Bereiche von «etwa 30% bis etwa 45%» die Endpunkte und alle Zwischenwerte der Bereiche von «etwa 30% bis etwa 45%» ein, etc.). Eine «Kombination» schliesst Gemenge, Mischungen, Legierungen, Reaktionsprodukte und dergleichen ein. Ferner bezeichnen die Begriffe «erste», «zweite» und dergleichen keine Reihenfolge, Menge oder Bedeutung, sondern sie werden vielmehr dazu benutzt, ein Element von einem anderen zu unterscheiden, und die Begriffe «ein» und «eine» bezeichnen keine Mengenbeschränkung, sondern vielmehr die Gegenwart wenigstens eines der in Bezug genommenen Elemente. Die Modifizierung «etwa», die in Verbindung mit einer Menge benutzt wird, schliesst den genannten Wert ein und hat die Bedeutung, die durch den Kontext vorgegeben wird (z.B. enthält den Fehlergrad, der mit der Messung der jeweiligen Menge verbunden ist). Die Endung «(e)» bzw. «(en)», wie sie hierin benutzt wird, schliesst sowohl den Singular als auch den Plural des Begriffes ein, den sie modifiziert, was ein oder mehrere von diesem Begriff einschliesst (z.B. schliesst der (die) Farbstoff(e) einen oder mehrere Farbstoffe ein). Die Bezugnahme in der Beschreibung auf «eine Ausführungsform», «eine andere Ausführungsform», usw. bedeutet, dass ein besonderes Element (z.B. Merkmal, Struktur und/oder Eigenschaft), das in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben ist, in wenigstens einer hierin beschriebenen Ausführungsform enthalten ist und dass es in anderen Ausführungsformen vorhanden sein kann, aber nicht muss. Ausserdem sollte verstanden werden, dass die beschriebenen Elemente in den verschiedenen Ausführungsformen in irgendeiner geeigneten Weise miteinander kombiniert werden können.

[0046] Während die Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte dem Fachmann klar sein, dass verschiedene Änderungen vorgenommen und Äquivalente anstelle von Elementen eingesetzt werden können, ohne dass der Umfang der Erfindung verlassen wird. Zusätzlich können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von deren wesentlichen Umfang abzuweichen. Folglich besteht die Absicht, dass die Erfindung nicht auf die spezielle Ausführungsform beschränkt sein soll, die als die beste Ausführungsart für diese Erfindung offenbart ist, sondern dass die Erfindung alle Ausführungsformen umfassen soll, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.

[0047] [0049] Ausführungsformen einer Isolierung 100 für elektrische Bauteile sind hierin bereitgestellt. In einer Ausführungsform kann eine Isolierung 100 für ein elektrisches Bauteil einen Füllstoff 104 enthalten, der in einer Polymermatrix 102 dispergiert ist, wobei der Füllstoff 104 einen talkumhaltigen Nano-Ton 106 und Bornitrid aufweist. In einer Ausführungsform kann ein Isolierband 200 für ein elektrisches Bauteil ein Substrat 202 und eine Isolierung 100 enthalten, die über dem Substrat 202 angeordnet ist, wobei die Isolierung 100 einen Füllstoff 104 aufweist, der in einer Polymermatrix 102 dispergiert ist, wobei der Füllstoff 104 einen talkumhaltigen Nano-Ton 106 und Bornitrid aufweist. In einer Ausführungsform kann ein Statorstab 210 einen leitfähigen Kern 208 und ein Isolierband 200 enthalten, das auf einer oder mehreren Oberflächen des leitfähigen Kerns 208 angeordnet ist, wobei das Isolierband 200 ein Substrat 202 und eine Isolierung 100 aufweist, die über dem Substrat 202 angeordnet ist, wobei die Isolierung 100 einen Füllstoff 104 aufweist, der in einer Polymermatrix 102 dispergiert ist, wobei der Füllstoff 104 einen talkumhaltigen Nano-Ton 106 und Bornitrid aufweist.

Bezugszeichenliste

[0048] <tb>100<SEP>Isolierung <tb>102<SEP>Polymermatrix <tb>104<SEP>Füllstoff <tb>106<SEP>Nano-Ton <tb>108<SEP>zusätzliche Komponente <tb>110<SEP>zusätzliche Komponente <tb>200<SEP>Isolierband <tb>202<SEP>Substrat <tb>204<SEP>Schicht <tb>206<SEP>Oberfläche <tb>208<SEP>leitfähiger Kern <tb>210<SEP>Statorstab

Claims (10)

1. Isolierung für ein elektrisches Bauteil, die aufweist: einen Füllstoff, der in einer Polymermatrix dispergiert ist, wobei der Füllstoff einen talkumhaltigen Nano-Ton und Bornitrid aufweist.

2. Isolierung nach Anspruch 1, wobei die Isolierung die Polymermatrix in einer Menge von bis zu etwa 75% eines Gesamtgewichtes der Isolierung aufweist.

3. Isolierung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Isolierung den talkumhaltigen Nano-Ton in einer Menge von etwa 30% bis etwa 45% eines Gesamtgewichts der Isolierung aufweist; und/ oder wobei die Isolierung das Bornitrid in einer Menge von weniger als etwa 20% eines Gesamtgewichts der Isolierung aufweist.

4. Isolierung nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Füllstoff ferner Zinkoxid aufweist, wobei die Isolierung das Zinkoxid in einer Menge von vorzugsweise weniger als etwa 5% des Gesamtgewichts der Isolierung aufweist.

5. Isolierband für ein elektrisches Bauteil, das aufweist: ein Substrat; und eine Isolierung, die über dem Substrat angeordnet ist, wobei die Isolierung einen Füllstoff aufweist, der in einer Polymermatrix dispergiert ist, wobei der Füllstoff einen talkumhaltigen Nano-Ton und Bornitrid aufweist.

6. Isolierband nach Anspruch 5, das ferner eine Schicht aufweist, die zwischen dem Fiberglas-Substrat und der Isolierung angeordneten Glimmer aufweist, wobei die Schicht eine Dicke von vorzugsweise bis zu etwa 2 Millizoll aufweist.

7. Isolierband nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Substrat eine Dicke von etwa 0,5 bis etwa 4 Millizoll aufweist und/ oder wobei die Isolierung eine Dicke von etwa 2 bis etwa 8 Millizoll aufweist.

8. Isolierband nach einem beliebigen der Ansprüche 5–7, wobei die Isolierung die Polymermatrix in einer Menge von bis zu etwa 75% eines Gesamtgewichts der Isolierung und/oder den talkumhaltigen Nano-Ton in einer Menge von etwa 30% bis etwa 45% eines Gesamtgewichts der Isolierung und/oder das Bornitrid in einer Menge von weniger als etwa 20% eines Gesamtgewichts der Isolierung aufweist.

9. Isolierband nach einem beliebigen der Ansprüche 5–8, wobei der Füllstoff ferner Zinkoxid aufweist, wobei die Isolierung das Zinkoxid in einer Menge von vorzugsweise weniger als etwa 5% des Gesamtgewichts der Isolierung aufweist.

10. Statorstab, der aufweist: einen leitfähigen Kern; und ein Isolierband, das auf einer oder mehreren Oberflächen des leitfähigen Kerns angeordnet ist, wobei das Isolierband ein Substrat und eine Isolierung aufweist, die über dem Substrat angeordnet ist, wobei die Isolierung einen Füllstoff aufweist, der in einer Polymermatrix dispergiert ist, wobei der Füllstoff einen talkumhaltigen Nano-Ton und Bornitrid aufweist.