Điều gì giữ cho dòng điện không bị rò rỉ qua cuộn dây động cơ của bạn?

Bên trong mỗi động cơ điện, cuộn dây đồng mang dòng điện. Họ ngồi bên trong các khe thép. Thép dẫn điện. Đồng dẫn điện. Nếu chúng chạm vào, dòng điện sẽ bị rò rỉ. Quần short động cơ. Hiệu suất giảm. Cuối cùng, động cơ bị hỏng.

Thứ duy nhất đứng giữa đồng và thép là một tấm vật liệu mỏng gọi làgiấy cách điện.

Nó trông không giống lắm. Dày một phần milimet. Cắt thành hình dạng chính xác. Trượt vào khe trước khi cuộn dây đi vào. Nhưng nếu không có nó, động cơ sẽ không hoạt động.

Giấy cách nhiệt thực sự làm gì

Lõi stator được làm bằng các tấm thép xếp chồng lên nhau. Các khe được đục lỗ vào chúng. Người kỹ sư nhét một miếng giấy cách nhiệt vào từng khe, gấp lại để lót thành tường. Sau đó các cuộn dây đi vào. Sau đó, khe nêm sẽ đóng lỗ lại.

Tờ báo có ba công việc. Đầu tiên, cách điện - ngăn dòng điện nhảy từ đồng sang thép. Thứ hai, bảo vệ cơ học - đệm các cuộn dây vào các cạnh cứng của các lớp thép. Thứ ba, quản lý nhiệt - một số loại giúp dẫn nhiệt ra khỏi cuộn dây.

Nếu giấy bị hỏng ở bất kỳ điểm nào trong số này thì động cơ sẽ bị hỏng.

Gia đình vật chất

Không phải tất cả các loại giấy cách nhiệt đều giống nhau. Động cơ khác nhau cần vật liệu khác nhau. Sự lựa chọn phụ thuộc vào nhiệt độ, điện áp, ứng suất cơ học và chi phí.

Bảng dưới đây cho thấy các loại phổ biến nhất được sử dụng trong sản xuất động cơ ngày nay.

DMD là công việc chính. Nó bao gồm hầu hết các động cơ tiêu chuẩn với chi phí hợp lý. NMN tăng thêm độ bền cơ học. NHN bổ sung thêm khả năng chịu nhiệt. Giấy Aramid bổ sung cả hai sức mạnh điện môi vượt trội. Phim polyimide dành cho không gian chật hẹp.

Hiểu các lớp nhiệt độ

Mỗi vật liệu cách nhiệt đều có mức nhiệt độ. Đây không phải là tiếp thị. Đó là một giới hạn được thử nghiệm.

Chọn sai lớp là một sai lầm phổ biến. Nếu động cơ chạy liên tục ở nhiệt độ 140°C, Loại B (130°C) sẽ không hoạt động. Loại F (155°C) là sự lựa chọn an toàn tối thiểu.

Nhưng lưu ý: mức nhiệt độ áp dụng cho hoạt động liên tục. Nhiệt độ cao điểm có thể cao hơn. Kỹ sư giỏi thêm lợi nhuận. Một động cơ chạy liên tục ở nhiệt độ 140°C phải có lớp cách điện Loại H, không chỉ Loại F.

Các thông số chính: Ý nghĩa thực sự của bảng thông số kỹ thuật

Khiđánh giá giấy cách điện, một số thông số kỹ thuật quan trọng. Đây là ý nghĩa của chúng.

Độ dày.Đo bằng milimét. Phạm vi điển hình là 0,15 mm đến 0,40 mm đối với lớp lót khe. Giấy dày hơn mang lại độ bền điện môi cao hơn và bảo vệ cơ học tốt hơn. Giấy mỏng hơn sẽ có nhiều chỗ hơn cho đồng, tăng mật độ công suất động cơ. Sự đánh đổi là sự đánh giá về mặt kỹ thuật.

Độ bền điện môi.Được đo bằng kilovolt trên milimét. Điều này cho bạn biết giấy có thể chặn bao nhiêu điện áp trước khi hỏng. Giá trị điển hình của DMD là 5-8 kV đối với tấm 0,2mm. Cao hơn thì tốt hơn, nhưng yêu cầu thực tế còn phụ thuộc vào điện áp động cơ. Đối với động cơ EV 400V, 3-5 kV là đủ. Đối với hệ thống 800V, 6-8 kV an toàn hơn.

Độ bền kéo.Được đo bằng Newton trên chiều rộng 15 mm. Điều này cho bạn biết lực kéo giấy có thể chịu được là bao nhiêu trước khi bị rách. Quan trọng vì giấy được gấp và đưa vào bằng máy. Giấy yếu rách trong quá trình lắp ráp. Thời gian ngừng hoạt động sau đó.

Độ giãn dài khi đứt.Phần trăm độ giãn trước khi rách. Giấy có độ giãn 10-15% sẽ dễ chịu hơn khi gấp. Giấy giòn nứt ở các góc nhọn.

Khả năng chống rách cạnh.Đo bằng Newton. Giấy được gấp lại. Các nếp gấp tạo ra các điểm căng thẳng. Nếu khả năng chống rách của cạnh thấp, giấy sẽ bị tách ra ở đường gấp trong khi đưa vào.

Một nhà cung cấp tốt cung cấp những con số này trên giấy chứng nhận vật liệu. Một nhà cung cấp kém nói rằng “nó đáp ứng các tiêu chuẩn ngành” mà không đưa ra giá trị thử nghiệm thực tế.

Tại sao động cơ EV lại khác biệt

Động cơ xe điện đã thay đổi thị trường giấy cách nhiệt. Các yêu cầu khắt khe hơn.

Nhiệt độ cao hơn.Động cơ EV chạy nóng hơn động cơ công nghiệp. Làm mát bằng chất lỏng có ích nhưng các điểm nóng vẫn đạt tới 160-180°C. Vật liệu loại H (180°C) là tiêu chuẩn. Một số nhà sản xuất đang chuyển sang Loại C (220°C) cho các thiết kế thế hệ tiếp theo.

Điện áp cao hơn.Động cơ EV đời đầu chạy ở điện áp 300-400V. Các hệ thống mới hơn chạy ở 800V. Các hệ thống sắp tới sẽ chạy ở điện áp 1200V hoặc cao hơn. Yêu cầu về độ bền điện môi đã tăng gấp đôi. Giấy hoạt động ở điện áp 400V có thể không an toàn ở điện áp 800V.

Tiếp xúc với dầu.Nhiều động cơ EV sử dụng dầu để làm mát và bôi trơn. Giấy cách nhiệt nằm trong dầu đó. Một số vật liệu phồng lên hoặc phân hủy trong dầu. Giấy dựa trên polyimide hoạt động tốt. Giấy làm từ polyester có thể có những hạn chế. Yêu cầu dữ liệu kiểm tra khả năng tương thích dầu.

Tự động hóa.Dây chuyền sản xuất động cơ EV chạy ở tốc độ cao. Giấy được nạp từ cuộn, cắt, gấp và chèn tự động. Tính nhất quán của vật liệu là quan trọng. Sự thay đổi độ dày ± 0,01mm có thể làm kẹt bộ chèn tự động.

Ba vấn đề thực sự xảy ra trên dây chuyền sản xuất

Tính chất vật liệu lý thuyết là một chuyện. Những gì thực sự xảy ra ở nhà máy lại là một vấn đề khác.

Vấn đề thứ nhất: giấy bị rách khi gấp.Máy gấp giấy thành hình chữ U để lót vào khe. Nếu giấy có độ bền xé cạnh thấp, nó sẽ bị tách ra ở đường gấp. Dòng dừng lại. Một nhà điều hành xử lý kẹt giấy. Sản xuất tiếp tục. Điều này xảy ra hàng chục lần mỗi ca với vật liệu kém.

Vấn đề thứ hai: kích thước giấy thay đổi theo độ ẩm.Giấy Aramid hấp thụ độ ẩm từ không khí. Ở độ ẩm cao, nó nở ra. Ở độ ẩm thấp, nó co lại. Máy được hiệu chỉnh cho một kích thước. Khi giấy thay đổi kích thước, hình dạng gấp sẽ thay đổi. Việc chèn không thành công. Các nhà cung cấp tốt vận chuyển giấy trong bao bì chống ẩm. Các nhà máy tốt bảo quản nó trong các phòng có điều hòa nhiệt độ.

Vấn đề thứ ba: ô nhiễm chất kết dính.Một số loại giấy cách nhiệt có lớp keo kích hoạt nhiệt ở một mặt. Sau khi chèn, nhiệt sẽ liên kết giấy với các thành khe. Nếu chất kết dính chảy ra trong quá trình bảo quản hoặc vận chuyển, nó sẽ dính vào các thanh dẫn hướng của máy. Bụi tích tụ. Căn chỉnh trôi dạt. Giải pháp là sản xuất sạch và lớp lót tháo lắp thích hợp.

Cách xác định giấy cách điện chính xác

Đây là một ví dụ về đặc điểm kỹ thuật thực tế của bộ truyền động kéo động cơ EV.

Gửi cái này cho ba nhà cung cấp. So sánh các báo cáo thử nghiệm mà họ cung cấp. Hỏi về sự thay đổi - từng mẻ, từng cuộn. Nhà cung cấp trả lời bằng dữ liệu là người đáng tin cậy.

Sáu câu hỏi người mua hỏi

Tôi có thể sử dụng cùng một loại giấy cách nhiệt cho tất cả các động cơ của mình không?
Không thường xuyên. Động cơ khác nhau chạy ở nhiệt độ và điện áp khác nhau. Việc tiêu chuẩn hóa trên một loại vật liệu giúp đơn giản hóa việc tồn kho nhưng buộc bạn phải sử dụng loại vật liệu cao cấp hơn mức cần thiết cho một số động cơ, làm tăng chi phí. Hoặc bạn sử dụng vật liệu cấp thấp hơn và có nguy cơ thất bại. Tốt hơn nên xác định hai hoặc ba tài liệu và kết hợp chúng với các ứng dụng.

Sự khác biệt giữa NMN và NHN là gì?
Lớp giữa. NMN sử dụng màng polyester. NHN sử dụng màng polyimide. Polyimide chịu được nhiệt độ cao hơn. Đối với động cơ chạy dưới 155°C, NMN là ổn. Đối với 155-180°C, chọn NHN. Sự khác biệt về chi phí là khiêm tốn.

Có phải giấy dày hơn luôn có nghĩa là cách nhiệt tốt hơn?
Không phải lúc nào cũng vậy. Độ bền điện môi tăng theo độ dày, nhưng độ khít cơ học trở nên khó khăn hơn. Giấy dày chiếm không gian bên trong khe. Không gian đó có thể chứa nhiều đồng hơn. Các nhà thiết kế động cơ đánh đổi độ dày cách nhiệt bằng lớp phủ đồng. Giấy mỏng hơn cho phép nhiều đồng hơn, năng lượng cao hơn nhưng yêu cầu kiểm soát quá trình tốt hơn.

Thời hạn sử dụng của giấy cách nhiệt là gì?
Phụ thuộc vào điều kiện bảo quản. Trong bao bì gốc, giấy aramid kiểm soát khí hậu có thể tồn tại trong nhiều năm. Vật liệu làm từ polyester có thể xuống cấp nhanh hơn. Những rủi ro chính là sự hấp thụ độ ẩm và lão hóa chất kết dính. Nếu giấy đã được bảo quản hơn hai năm, hãy kiểm tra mẫu trước khi sử dụng.

Làm cách nào để biết giấy tờ của nhà cung cấp có nhất quán hay không?
Yêu cầu dữ liệu Cpk về độ dày. Cpk từ 1,33 trở lên nghĩa là quy trình có khả năng. Đồng thời yêu cầu báo cáo thử nghiệm theo từng đợt. Nếu nhà cung cấp không thể sản xuất những thứ này thì họ không kiểm soát được quy trình của mình.

Giấy cách nhiệt có thể được tái chế?
Hầu hết là nhựa nhiệt dẻo hoặc nhựa nhiệt dẻo hiệu suất cao. Tái chế là khó khăn. Một số loại giấy aramid có thể bị loại bỏ nhưng quy trình này không được phổ biến rộng rãi. Trọng tâm của ngành là giảm chất thải trong quá trình cắt và chèn, chứ không phải tái chế sau tiêu dùng.

Lưu ý về khả năng tương thích với Slot Wedges

Giấy cách nhiệtdòng các bức tường khe. Nêm khe đóng lỗ mở. Họ phải làm việc cùng nhau.

Cái nêm ép vào giấy ở khe hở. Nếu giấy quá mềm, nêm sẽ ăn sâu vào đó. Nếu giấy quá giòn, nó sẽ bị nứt ở điểm tiếp xúc hình nêm.

Đối với động cơ điện, nhiều kỹ sư ghép giấy aramid với nêm aramid. Cùng một họ vật liệu, sự giãn nở nhiệt và hành vi cơ học tương tự. Đối với động cơ thông thường, giấy DMD có nêm sợi thủy tinh là sự kết hợp đã được chứng minh.

Khi đặt hàng từ nhà cung cấp, hãy chỉ định cả hai mặt hàng cùng nhau. Sau đó, nhà cung cấp có thể kết hợp các hệ thống vật liệu.