Унутры кожнага электрарухавіка медныя абмоткі нясуць ток. Яны знаходзяцца ўнутры сталёвых прарэзаў. Сталь праводзіць электрычнасць. Медзь праводзіць электрычны ток. Калі яны датыкаюцца, уцечка току. Маторныя шорты. Прадукцыйнасць падае. У рэшце рэшт, рухавік выходзіць з ладу.
Адзінае, што стаіць паміж меддзю і сталлю, - гэта тонкі ліст матэрыялу, які называеццаэлектраізаляцыйная папера.
Гэта не падобна на шмат. Таўшчынёй у долі міліметра. Нарэжце дакладнымі формамі. Засунуў у гняздо да ўваходу абмотак. Але без яго рухавік не працуе.
Ядро статара зроблена з сталёвых пласцін. У іх прабітыя прарэзы. Інжынер устаўляе кавалак ізаляцыйнай паперы ў кожную шчыліну, складзеную так, каб высцілаць сцены. Затым абмоткі ўваходзяць. Затым прарэз закрывае адтуліну.
Газета мае тры працы. Па-першае, электраізаляцыя — спыніць пераход току з медзі на сталь. Па-другое, механічная абарона - амартызуе абмоткі ад цвёрдых краёў сталёвых пласцін. Па-трэцяе, кіраванне тэмпературай - некаторыя маркі дапамагаюць адводзіць цяпло ад абмотак.
Калі папера выходзіць з ладу пры любым з іх, рухавік выходзіць з ладу.
Не ўся ізаляцыйная папера аднолькавая. Для розных рухавікоў патрэбныя розныя матэрыялы. Выбар залежыць ад тэмпературы, напружання, механічнай нагрузкі і кошту.
У табліцы ніжэй паказаны найбольш распаўсюджаныя тыпы, якія сёння выкарыстоўваюцца ў вытворчасці рухавікоў.
| Код матэрыялу | Будаўніцтва | Тэмпературны клас | Тыповая таўшчыня | Лепшае для |
|---|---|---|---|---|
| ДМД | Поліэфірная плёнка + поліэфірны нятканы матэрыял з абодвух бакоў | Клас F (155°C) | 0,15 – 0,35 мм | General Motors, электраінструменты, бытавая тэхніка |
| НМН | Поліэфірная плёнка + поліамідны нятканы матэрыял з абодвух бакоў | Клас F (155°C) | 0,20 – 0,40 мм | Больш высокая механічная трываласць, аўтамабільныя рухавікі |
| NHN | Поліімідная плёнка + поліамідны нятканы матэрыял з абодвух бакоў | Клас H (180°C) | 0,20 – 0,35 мм | Высокотэмпературныя рухавікі, цягавыя электрарухавікі |
| Арамідная папера | 100% арамідныя валакна (тып Nomex) | Клас H (180°C) да класа C (220°C) | 0,18 – 0,50 мм | Высокая надзейнасць, трансфарматары, звышмоцныя рухавікі |
| Полиимидная плёнка | Аднаслаёвы поліімід (тыпу Каптон) | Клас H (180°C) да класа C (220°C) | 0,05 – 0,15 мм | Танкасценныя прыкладанні, аэракасмічная прамысловасць |
DMD - гэта працоўны конік. Ён ахоплівае большасць стандартных рухавікоў па разумнай цане. NMN дадае механічную трываласць. NHN дадае тэрмаўстойлівасць. Арамідная папера дадае і тое, і іншае, а таксама высокую дыэлектрычную трываласць. Поліімідная плёнка для цесных памяшканняў.
Любы ізаляцыйны матэрыял мае тэмпературны рэйтынг. Гэта не маркетынг. Гэта правераны ліміт.
| Клас | Максімальная працоўная тэмпература | Тыповыя прыкладанні |
|---|---|---|
| Клас А | 105°C | Больш старыя канструкцыі, маламоцныя рухавікі |
| Клас Е | 120°C | Маленькія вентылятары, помпы |
| Клас В | 130°C | Рухавікі агульнага прызначэння |
| Клас F | 155°C | Электраінструменты, прамысловыя рухавікі |
| Клас H | 180°C | Электрарухавікі, серварухавікі |
| Клас С | 220°C | Высокапрадукцыйны, аэракасмічны, надзвычайны рэжым працы |
Выбар няправільнага класа - звычайная памылка. Калі рухавік пастаянна працуе пры тэмпературы 140°C, клас B (130°C) выйдзе з ладу. Клас F (155°C) - мінімальны бяспечны выбар.
Але звярніце ўвагу: тэмпературны рэйтынг адносіцца да працяглай працы. Пікавыя тэмпературы могуць быць вышэй. Добрыя інжынеры дадаюць маржу. Рухавік, які бесперапынна працуе пры 140°C, павінен мець ізаляцыю класа Н, а не толькі класа F.
Каліацэнка ізаляцыйнай паперы, некалькі тэхнічных параметраў маюць значэнне. Вось што яны азначаюць.
Таўшчыня.Вымяраецца ў міліметрах. Тыповы дыяпазон складае ад 0,15 мм да 0,40 мм для прарэзаў. Больш тоўстая папера забяспечвае больш высокую дыэлектрычную трываласць і лепшую механічную абарону. Больш тонкая папера пакідае больш месца для медзі, павялічваючы шчыльнасць магутнасці рухавіка. Кампраміс - гэта інжынернае меркаванне.
Электрычная трываласць.Вымяраецца ў кілавольтах на міліметр. This tells you how much voltage the paper can block before breaking down. A typical value for DMD is 5-8 kV for a 0.2mm sheet. Higher is better, but the actual requirement depends on motor voltage. Для рухавіка 400 В EV дастаткова 3-5 кВ. Для сістэм на 800 В бяспечней 6-8 кВ.
Трываласць на разрыў.Вымяраецца ў Ньютанах на 15 мм шырыні. Гэта паказвае вам, якую сілу нацягвання можа прыняць папера, перш чым яе разарваць. Важна, таму што папера складаецца і ўстаўляецца машынай. Слабая папера рвецца падчас зборкі. Прастоі наступныя.
Падаўжэнне пры разрыве.Працэнт расцяжэння перад разрывам. Папера, якая расцягваецца на 10-15%, больш прабачлівая пры складанні. Крохкая папера трэскаецца па вострых кутах.
Устойлівасць краю да разрыву.Вымяраецца ў Ньютанах. Папера складваецца. Зморшчыны ствараюць кропкі напружання. Калі ўстойлівасць да разрыву краю нізкая, папера расколваецца на лініі згіну падчас устаўкі.
Добры пастаўшчык паказвае гэтыя лічбы ў сертыфікаце на матэрыял. Дрэнны пастаўшчык кажа, што "гэта адпавядае галіновым стандартам", не даючы фактычных вымярэнняў.
Рухавікі электрамабіляў змянілі рынак ізаляцыйнай паперы. Патрабаванні больш жорсткія.
Больш высокія тэмпературы.Электрарухавікі працуюць мацней, чым прамысловыя. Вадкаснае астуджэнне дапамагае, але гарачыя кропкі ўсё роўна дасягаюць 160-180°C. Матэрыялы класа Н (180°C) з'яўляюцца стандартнымі. Некаторыя вытворцы пераходзяць на клас C (220°C) для канструкцый наступнага пакалення.
Больш высокія напружання.Раннія электраматоры працавалі пры напрузе 300-400 В. Новыя сістэмы працуюць пры напрузе 800 В. Будучыя сістэмы будуць працаваць пры напрузе 1200 В або вышэй. Патрабаванні да электрычнай трываласці ўзраслі ўдвая. Папера, якая працавала пры 400 В, можа быць небяспечнай для 800 В.
Ўздзеянне алею.Многія электраматоры выкарыстоўваюць алей для астуджэння і змазкі. Ізаляцыйная папера знаходзіцца ў гэтым алеі. Некаторыя матэрыялы набракаюць або дэградуюць у алеі. Папера на аснове полііміду працуе добра. Папера на аснове поліэстэру можа мець абмежаванні. Запытайце дадзеныя тэсту на сумяшчальнасць масла.
Аўтаматызацыя.Вытворчыя лініі электрамабіляў працуюць на высокай хуткасці. Папера падаецца з рулонаў, разразаецца, згінаецца і ўстаўляецца аўтаматычна. Кансістэнцыя матэрыялу мае значэнне. Змена таўшчыні ±0,01 мм можа заклінаваць аўтаматычны ўстаўшчык.
Тэарэтычныя ўласцівасці матэрыялу - гэта адно. Што на самой справе ідзе не так на фабрыцы, гэта іншае.
Праблема першая: папера рвецца падчас складання.Машына згінае паперу ў U-вобразную форму, каб выраўнаваць прарэз. Калі папера мае нізкую трываласць на разрыў, яна расколваецца на лініі згіну. Чарга спыняецца. Аператар ліквідуе затор. Вытворчасць аднаўляецца. Такое здараецца дзясяткі разоў за змену пры дрэнным матэрыяле.
Праблема другая: памер паперы змяняецца з вільготнасцю.Арамідная папера ўбірае вільгаць з паветра. Пры высокай вільготнасці ён пашыраецца. Пры нізкай вільготнасці ён зморшчваецца. Станок адкалібраваны пад адзін памер. Калі папера змяняе памер, змяняецца форма згорнутага ліста. Устаўка выходзіць з ладу. Добрыя пастаўшчыкі адпраўляюць паперу ў вільгацятрывалай ўпакоўцы. Добрыя фабрыкі захоўваюць яго ў памяшканнях з кантролем клімату.
Праблема трэцяя: забруджванне клеем.Некаторая ізаляцыйная папера мае пласт клею, які актывуецца цяплом, з аднаго боку. Пасля ўстаўкі цяпло прымацоўвае паперу да сценак шчыліны. Калі клей выцякае падчас захоўвання або перадачы, ён прыліпае да накіроўвалых машыны. Збіраецца пыл. Выраўноўванне штрэкераў. Рашэнне заключаецца ў чыстай вытворчасці і правільным выпуску ўкладышаў.
Вось прыклад рэальнай спецыфікацыі цягавага прывада рухавіка EV.
| Параметр | Патрабаванне |
|---|---|
| Матэрыял | NHN або арамідная папера |
| Тэмпературны клас | Мінімальны клас H (180°C). |
| Таўшчыня | 0,25 мм ±0,02 мм |
| Шырыня | Згодна з чарцяжом (шырыня пазы + 2x навіс) |
| Электрычная трываласць | ≥6 кВ для таўшчыні 0,25 мм |
| Трываласць на разрыў | ≥150 Н/15 мм у кірунку станка |
| Падаўжэнне | ≥10% |
| Сумяшчальнасць з маслам | Адсутнасць набракання або расслаення пасля 1000 гадзін у трансмісійнай вадкасці пры 120°C |
| Ўпакоўка | Вільгацятрывалы, індыкатар вільготнасці ўключаны |
| Атэстацыя | Вогненебяспечнасць UL94 V-0, адпавядае RoHS |
Адпраўце гэта тром пастаўшчыкам. Параўнайце справаздачы аб выпрабаваннях, якія яны прадстаўляюць. Пытайцеся пра варыяцыі - ад партыі да партыі, ад рулона да рулона. Пастаўшчыку, які дае даныя, варта давяраць.
Ці магу я выкарыстоўваць адну ізаляцыйную паперу для ўсіх рухавікоў?
Не звычайна. Розныя рухавікі працуюць пры розных тэмпературах і напрузе. Стандартызацыя аднаго матэрыялу спрашчае інвентарызацыю, але прымушае вас выкарыстоўваць больш якасны матэрыял, чым гэта неабходна для некаторых рухавікоў, павялічваючы кошт. Ці вы выкарыстоўваеце матэрыял больш нізкага класа і рызыкуеце адмовіцца. Лепш кваліфікаваць два-тры матэрыялы і супаставіць іх з праграмамі.
У чым розніца паміж NMN і NHN?
Сярэдні пласт. NMN выкарыстоўвае поліэфірную плёнку. NHN выкарыстоўвае полиимидную плёнку. Полиимид вытрымлівае больш высокія тэмпературы. Для рухавікоў, якія працуюць пры тэмпературы ніжэй за 155°C, NMN падыходзіць. Для 155-180°C выбірайце NHN. Розніца ў кошце сціплая.
Ці заўсёды больш шчыльная папера азначае лепшую ізаляцыю?
Не заўсёды. Дыэлектрычная трываласць павялічваецца з таўшчынёй, але механічная пасадка становіцца цяжэй. Шчыльная папера займае месца ўнутры слота. У гэтай прасторы магло быць больш медзі. Дызайнеры рухавікоў выбіраюць таўшчыню ізаляцыі з медным напаўненнем. Больш тонкая папера дазваляе выкарыстоўваць больш медзі, большую магутнасць, але патрабуе лепшага кантролю працэсу.
Які тэрмін прыдатнасці ізаляцыйнай паперы?
Залежыць ад умоў захоўвання. У арыгінальнай упакоўцы арамідная папера з кліматычным кантролем служыць гадамі. Матэрыялы на аснове поліэстэру могуць разбурацца хутчэй. Асноўныя рызыкі - паглынанне вільгаці і старэнне клею. Калі папера захоўвалася больш за два гады, праверце ўзор перад выкарыстаннем.
Як даведацца, што папера пастаўшчыка адпавядае?
Запытайце дадзеныя Cpk па таўшчыні. Cpk 1,33 або вышэй азначае, што працэс здольны. Таксама папрасіце справаздачы аб выпрабаваннях ад партыі да партыі. Калі пастаўшчык не можа іх вырабіць, значыць, яны не кантралююць свой працэс.
Ці можна перапрацаваць ізаляцыйную паперу?
Большая частка - гэта рэактыўны або высокапрадукцыйны тэрмапласт. Перапрацоўка складаная. Некаторую арамідную паперу можна адштурхнуць, але гэты працэс недаступны. У цэнтры ўвагі галіны - скарачэнне адходаў пры рэзцы і ўстаўцы, а не перапрацоўка пасля выкарыстання.
Ізаляцыйная паперавысцілае сценкі шчыліны. Шліц-клін закрывае праём. Яны павінны працаваць разам.
Клін прыціскаецца да паперы ў прарэзе. Калі папера занадта мяккая, клін будзе ўпівацца ў яе. Калі папера занадта далікатная, яна трэсне ў месцы кантакту з клінам.
Для электраматораў многія інжынеры спалучаюць арамідную паперу з араміднымі клінамі. Адно і тое ж сямейства матэрыялаў, падобнае цеплавое пашырэнне і механічныя паводзіны. Для General Motors праверанай камбінацыяй з'яўляецца папера DMD з клінамі са шкловалакна.
Пры замове ў пастаўшчыка ўказвайце абедзве пазіцыі разам. Затым пастаўшчык можа супаставіць матэрыяльныя сістэмы.
