Dentru ogni mutore elettricu, i bobinamenti di rame portanu corrente. Si sentenu ind'u slot d'acciaio. L'acciaio cunduce l'electricità. U ramu cunduce l'electricità. S'elli toccanu, fughe di corrente. I shorts di u mutore. U rendiment scende. Eventualmente, u mutore falla.
L'unicu cosa chì si trova trà u ramu è l'azzaru hè una foglia fina di materiale chjamatucarta d'insulazione elettrica.
Ùn pare micca assai. Una frazzioni di millimetru grossu. Tagliate in forme precise. Slid in the slot before the windings go in. Ma senza ellu, u mutore ùn funziona micca.
U core di u stator hè fattu di laminati d'acciaio impilati. I slots sò punched in elli. L'ingegnere inserisce un pezzu di carta d'insulazione in ogni slot, plegatu per allineà i muri. Allora i avvolgimenti entranu. Allora a cunea di slot chjude l'apertura.
A carta hà trè impieghi. Prima, l'insulazioni elettriche - impediscenu a corrente di saltà da u ramu à l'acciaio. Siconda, a prutezzione meccanica - cushion the windings against the hard edges of the steel laminations. Terzu, a gestione termale - certi gradi aiutanu à cunduce u calore luntanu da i bobina.
Se a carta falla à qualsiasi di questi, u mutore falla.
Ùn sò micca tutti i carta d'insulazione uguali. Diversi motori necessitanu diversi materiali. A scelta dipende da a temperatura, a tensione, u stress meccanicu è u costu.
A tavula sottu mostra i tipi più cumuni utilizati in a fabricazione di motori oghje.
| Codice materiale | Custruzzione | Classe di temperatura | Spessore tipicu | U megliu per |
|---|---|---|---|---|
| DMD | Film di poliester + poliester nonwoven da i dui lati | Classe F (155°C) | 0,15 - 0,35 mm | Motori generali, arnesi d'energia, apparecchi di casa |
| NMN | Film di poliester + poliamide non-tessutu da i dui lati | Classe F (155°C) | 0,20 - 0,40 mm | Forza meccanica più alta, mutori di l'automobile |
| NHN | Film polyimide + polyamide non-tessutu da i dui lati | Classe H (180°C) | 0,20 - 0,35 mm | Motori à alta temperatura, mutori di trazione EV |
| carta aramide | 100% fibre aramide (Tipu Nomex) | Classe H (180°C) à Classe C (220°C) | 0,18 - 0,50 mm | Alta affidabilità, trasformatori, mutori pesanti |
| Film di poliimide | Poliimide monostrato (Tipu Kapton) | Classe H (180°C) à Classe C (220°C) | 0,05 - 0,15 mm | Applicazioni di pareti sottili, aerospaziale |
DMD hè u cavallu di travagliu. Copre a maiò parte di i motori standard à un costu raghjone. NMN aghjusta a tenacità meccanica. NHN aghjunghjenu resistenza à u calore. A carta di Aramid aghjunghjenu i dui più una forza dielettrica superiore. A film Polyimide hè per spazii stretti.
Ogni materiale d'insulazione porta una classificazione di temperatura. Questu ùn hè micca marketing. Hè un limitu pruvatu.
| Classe | A temperatura massima operativa | Applicazioni tipiche |
|---|---|---|
| Classe A | 105 ° C | Disegni più vechji, mutori di bassa duty |
| Classe E | 120 ° C | Picculi fans, pompe |
| Classe B | 130 ° C | Motori di scopu generale |
| Classe F | 155 ° C | Strumenti di putenza, mutori industriali |
| Classe H | 180 ° C | Motori EV, servomotori |
| Classe C | 220 ° C | Alte prestazioni, aerospaziale, impieghi estremi |
Selezziunà a classa sbagliata hè un sbagliu cumuni. Se u mutore funziona à 140 °C continuu, a Classe B (130 °C) fallerà. A Classe F (155 ° C) hè a scelta minima sicura.
Ma nota: a classificazione di a temperatura s'applica à u funziunamentu cuntinuu. A temperatura massima pò esse più altu. I boni ingegneri aghjunghjenu margini. Un mutore chì funziona à 140 ° C in continuu deve avè l'insulazione di Classe H, micca solu di Classe F.
Quanduvalutazione di carta d'insulazione, parechji parametri tecnichi importanu. Eccu ciò chì significanu.
Spessore.Misuratu in millimetri. A gamma tipica hè da 0,15 mm à 0,40 mm per i slot liners. A carta più grossa furnisce una forza dielettrica più alta è una megliu prutezzione meccanica. A carta più fina lascia più spaziu per u ramu, aumentendu a densità di putenza di u mutore. U scambiu hè u ghjudiziu ingegneria.
Forza dielettrica.Misuratu in kilovolts per millimetru. Questu vi dice quantu voltage a carta pò bluccà prima di rompe. Un valore tipicu per DMD hè 5-8 kV per una foglia di 0,2 mm. U più altu hè megliu, ma u requisitu propiu dipende da a tensione di u mutore. Per un mutore EV 400V, 3-5 kV hè adattatu. Per i sistemi 800V, 6-8 kV hè più sicuru.
Forza di trazione.Misuratu in Newton per 15 mm di larghezza. Questu vi dice quanta forza di trazione pò piglià a carta prima di strappà. Impurtante perchè a carta hè plegata è inserita da a macchina. Lacrime di carta debbuli durante l'assemblea. I tempi di inattività seguitanu.
Allungamentu à a rottura.Percentuale di stretchimentu prima di strappare. A carta chì stende 10-15% hè più perdona durante a piega. La carta fragile si screpola agli angoli vivi.
Resistenza à a lacrime di u bordu.Misurata in Newtons. A carta si piega. I pieghe creanu punti di stress. Se a resistenza à a lacrime di u bordu hè bassa, a carta si divide in a linea di piega durante l'inserzione.
Un bon fornitore furnisce questi numeri nantu à u certificatu di materiale. Un fornitore poveru dice chì "scontra i standard di l'industria" senza dà i valori di teste reali.
I mutori di i veiculi elettrici anu cambiatu u mercatu di carta d'insulazione. I requisiti sò più stretti.
Temperature più altu.I mutori EV funzionanu più caldi cà i mutori industriali. U liquid cooling aiuta, ma i hotspots righjunghjenu ancu 160-180 ° C. I materiali di Classe H (180 ° C) sò standard. Certi pruduttori passanu à a Classe C (220 ° C) per i disinni di a prossima generazione.
Tensioni più altu.I primi mutori EV funzionavanu à 300-400V. I sistemi più recenti funzionanu à 800V. I sistemi chì venenu viaghjanu à 1200V o più altu. I requisiti di forza dielettrica sò radduppiati. Paper chì hà travagliatu per 400V pò micca esse sicuru per 800V.
Esposizione à l'oliu.Parechji mutori EV utilizanu oliu per rinfriscà è lubricazione. U paper insulating si trova in quellu oliu. Certi materiali si gonfianu o si degradanu in l'oliu. E carte à base di poliimide funzionano bene. E carte à base di poliester ponu avè limitazioni. Richiede dati di prova di cumpatibilità di l'oliu.
L'automatizazione.E linee di produzzione di mutori EV funzionanu à alta velocità. A carta hè alimentata da rotuli, tagliata, plegata è inserita automaticamente. A cunsistenza materiale hè impurtante. A variazione di spessore di ± 0,01 mm pò intaccà un inseritore automatizatu.
I pruprietà teorichi di u materiale sò una cosa. Ciò chì veramente va male in u pianu di a fabbrica hè un altru.
Prublemu unu: lacrime di carta durante a piegatura.A macchina piega a carta in una forma di U per allineà u slot. Se a carta hà una forza di lacrime bassa, si divide in a linea di piega. A linea si ferma. Un operatore pulisce a marmellata. A pruduzzione riprende. Questu succede decine di volte per turnu cù materiale poviru.
Prublemu dui: dimensioni di carta cambianu cù l'umidità.A carta aramida assorbe l'umidità da l'aria. In alta umidità, si dilata. In bassa umidità, sminuisce. A macchina hè calibrata per una taglia. Quandu a carta cambia a dimensione, a forma plegata cambia. L'inserimentu falla. I boni fornitori spedinu carta in imballaggi à prova di umidità. I boni fabbrichi u almacenanu in stanze climatiche.
Prublemu trè: a contaminazione adhesiva.Certi carta d'insulazione anu una strata adesiva attivata da u calore da una parte. Dopu l'inserimentu, u calore unisce a carta à i muri di slot. Se l'adesivo esce durante u almacenamentu o u trasferimentu, si attacca à i guide di a macchina. A polvera si raccoglie. L'allineamentu si stende. A suluzione hè a fabricazione pulita è i rivestimenti di liberazione adattati.
Eccu un veru esempiu di specificazione per una unità di trazione di mutore EV.
| Parametru | Esigenza |
|---|---|
| Materiale | Carta NHN o aramide |
| Classe di temperatura | Classe H (180°C) minima |
| Spessore | 0,25 mm ± 0,02 mm |
| Larghezza | Sicondu u disegnu (larghezza di slot + 2x overhang) |
| Forza dielettrica | ≥6 kV per 0,25 mm di spessore |
| Forza di trazione | ≥150 N/15mm in direzzione macchina |
| Allungamentu | ≥ 10% |
| Cumpatibilità oliu | Nisuna gonfiore o delaminazione dopu à 1000 ore in u fluidu di trasmissione à 120 ° C |
| Imballaggio | A prova di umidità, indicatore di umidità inclusu |
| Certificazione | Infiammabilità UL94 V-0, conforme RoHS |
Mandate questu à trè fornitori. Comparare i rapporti di prova chì furnisce. Pregunte nantu à a variazione - batch to batch, roll to roll. U fornitore chì risponde cù dati hè quellu di fiducia.
Puderaghju aduprà a stessa carta d'insulazione per tutti i mo mutori ?
Di solitu micca. Diversi motori funzionanu à diverse temperature è voltages. A standardizazione nantu à un materiale simplifica l'inventariu, ma vi forza à utilizà un materiale di qualità più altu ch'è necessariu per certi motori, aumentendu u costu. O aduprate un materiale di qualità più bassa è risicu di fallimentu. Hè megliu qualificà dui o trè materiali è currisponde à l'applicazioni.
Chì ghjè a diffarenza trà NMN è NHN?
A strata media. NMN usa film di poliester. NHN usa film poliimide. Polyimide resiste temperature più elevate. Per i motori chì funzionanu sottu à 155 ° C, NMN hè bè. Per 155-180 °C, sceglite NHN. A diferenza di costu hè modesta.
A carta più grossa significa sempre un insulamentu megliu?
Micca sempre. A forza dielettrica aumenta cù u grossu, ma l'adattazione meccanica diventa più dura. A carta grossa occupa u spaziu in u slot. Ddu spaziu puderia tene più ramu. I diseggiani di i motori scambianu u spessore di l'insulazione cù u riempimentu di rame. A carta più fina permette più rame, putenza più altu, ma esige un cuntrollu di prucessu megliu.
Chì ghjè a durata di conservazione di a carta d'insulazione?
Dipende da e cundizioni di almacenamento. In l'imballu originale, u clima cuntrullatu, a carta aramida dura anni. I materiali basati in poliester ponu degradate più rapidamente. I risichi principali sò l'assorbimentu di l'umidità è l'anzianu adesivo. Se a carta hè stata guardata per più di dui anni, pruvate una mostra prima di l'usu.
Cumu sapè se a carta di un fornitore hè coherente?
Richiede dati Cpk nantu à u grossu. Un Cpk di 1.33 o più altu significa chì u prucessu hè capace. Richiede ancu rapporti di teste batch-to-batch. Se un fornitore ùn pò micca pruduce questi, ùn sò micca cuntrullati u so prucessu.
Pò esse riciclatu a carta d'insulazione ?
A maiò parte hè termoplastica o termoplastica d'altu rendiment. U riciclamentu hè difficiule. Arcuni carta di aramid pò esse repulped, ma u prucessu ùn hè micca largamente dispunibule. L'enfasi di l'industria hè di riduce i rifiuti in u tagliu è l'inserimentu, micca in u riciclamentu post-consumatore.
Carta isolanteallinea i muri di slot. A cunea di slot chjude l'apertura. Hanu da travaglià inseme.
A cunea pressa contru à a carta à l'apertura di slot. Se a carta hè troppu dolce, a cunea scavà in questu. Se a carta hè troppu fragile, si crackà à u puntu di cuntattu di cunea.
Per i mutori EV, parechji ingegneri accoppianu carta di aramide cù cunei di aramide. Stessa famiglia di materiale, espansione termica simili è cumpurtamentu meccanicu. Per i motori generali, a carta DMD cù cunei di fibra di vetru hè una cumminazione pruvata.
Quandu ordinate da un fornitore, specificate i dui elementi inseme. U fornitore pò allora currisponde à i sistemi di materiale.
