Ndani ya kila motor ya umeme, vilima vya shaba hubeba sasa. Wanakaa ndani ya sehemu za chuma. Chuma huendesha umeme. Copper inaendesha umeme. Ikiwa wanagusa, uvujaji wa sasa. Shorts za gari. Utendaji hupungua. Hatimaye, motor inashindwa.
Kitu pekee kilichosimama kati ya shaba na chuma ni karatasi nyembamba ya nyenzo inayoitwakaratasi ya insulation ya umeme.
Haionekani sana. Sehemu ya unene wa milimita. Kata ndani ya maumbo sahihi. Ingiza ndani ya slot kabla ya vilima kuingia. Lakini bila hiyo, motor haifanyi kazi.
Msingi wa stator hufanywa kwa laminations za chuma zilizopangwa. Slots hupigwa ndani yao. Mhandisi huingiza kipande cha karatasi ya insulation kwenye kila slot, iliyokunjwa ili kuweka kuta. Kisha windings huingia. Kisha kabari ya slot inafunga ufunguzi.
Karatasi ina kazi tatu. Kwanza, insulation ya umeme - kuacha sasa kutoka kuruka kutoka shaba hadi chuma. Pili, ulinzi wa mitambo - mto wa vilima dhidi ya kando ngumu za laminations za chuma. Tatu, usimamizi wa joto - baadhi ya darasa husaidia kuendesha joto kutoka kwa vilima.
Ikiwa karatasi itashindwa katika yoyote ya haya, motor inashindwa.
Sio karatasi zote za insulation ni sawa. Motors tofauti zinahitaji vifaa tofauti. Chaguo inategemea joto, voltage, shinikizo la mitambo, na gharama.
Jedwali hapa chini linaonyesha aina za kawaida zinazotumiwa katika utengenezaji wa magari leo.
| Msimbo wa nyenzo | Ujenzi | Darasa la joto | Unene wa kawaida | Bora kwa |
|---|---|---|---|---|
| DMD | Filamu ya polyester + polyester nonwoven pande zote mbili | Daraja F (155°C) | 0.15 - 0.35 mm | Motors za jumla, zana za nguvu, vifaa vya nyumbani |
| NMN | Filamu ya polyester + polyamide nonwoven pande zote mbili | Daraja F (155°C) | 0.20 - 0.40 mm | Nguvu ya juu ya mitambo, motors za magari |
| NHN | Polyimide filamu + polyamide nonwoven pande zote mbili | Daraja H (180°C) | 0.20 - 0.35 mm | Motors za joto la juu, motors za traction za EV |
| Karatasi ya Aramid | 100% nyuzi za aramid (aina ya Nomex) | Daraja H (180°C) hadi Daraja C (220°C) | 0.18 - 0.50 mm | Kuegemea juu, transfoma, motors nzito-wajibu |
| Filamu ya polyimide | Polyimide ya safu moja (aina ya Kapton) | Daraja H (180°C) hadi Daraja C (220°C) | 0.05 - 0.15 mm | Maombi ya ukuta-nyembamba, anga |
DMD ndio kazi. Inashughulikia motors nyingi za kawaida kwa gharama nzuri. NMN inaongeza ushupavu wa kiufundi. NHN huongeza upinzani wa joto. Karatasi ya Aramid inaongeza zote mbili pamoja na nguvu ya juu ya dielectric. Filamu ya polyimide ni kwa nafasi zinazobana.
Kila nyenzo ya insulation hubeba rating ya joto. Hii si masoko. Ni kikomo kilichojaribiwa.
| Darasa | Kiwango cha juu cha joto cha uendeshaji | Maombi ya kawaida |
|---|---|---|
| Darasa A | 105°C | Miundo ya zamani, motors za chini |
| Darasa E | 120°C | Mashabiki wadogo, pampu |
| Darasa B | 130°C | Motors za madhumuni ya jumla |
| Darasa la F | 155°C | Vyombo vya nguvu, motors za viwandani |
| Darasa la H | 180°C | EV motors, servo motors |
| Darasa C | 220°C | Utendaji wa juu, anga, wajibu uliokithiri |
Kuchagua darasa lisilofaa ni kosa la kawaida. Ikiwa injini itaendesha kwa 140 ° C kwa kuendelea, Hatari B (130 ° C) itashindwa. Daraja F (155°C) ndilo chaguo la chini zaidi la usalama.
Lakini kumbuka: kiwango cha joto kinatumika kwa operesheni inayoendelea. Halijoto ya kilele inaweza kuwa juu zaidi. Wahandisi wazuri huongeza kiwango. Injini inayofanya kazi kwa 140°C mfululizo inapaswa kupata insulation ya Hatari H, si ya Daraja F pekee.
Wakatikutathmini karatasi ya insulation, vigezo kadhaa vya kiufundi ni muhimu. Hapa ndio wanamaanisha.
Unene.Inapimwa kwa milimita. Masafa ya kawaida ni 0.15mm hadi 0.40mm kwa laini za yanayopangwa. Karatasi nene hutoa nguvu ya juu ya dielectric na ulinzi bora wa mitambo. Karatasi nyembamba huacha nafasi zaidi ya shaba, na kuongeza msongamano wa nguvu za magari. Biashara ni uamuzi wa uhandisi.
Nguvu ya dielectric.Imepimwa kwa kilovolti kwa millimeter. Hii inakuambia ni kiasi gani cha voltage ambacho karatasi inaweza kuzuia kabla ya kuvunjika. Thamani ya kawaida ya DMD ni 5-8 kV kwa karatasi 0.2mm. Ya juu ni bora, lakini mahitaji halisi inategemea voltage ya magari. Kwa motor 400V EV, 3-5 kV ni ya kutosha. Kwa mifumo ya 800V, 6-8 kV ni salama zaidi.
Nguvu ya mkazo.Imepimwa kwa Newtons kwa upana wa 15mm. Hii inakuambia ni nguvu ngapi ya kuvuta karatasi inaweza kuchukua kabla ya kurarua. Muhimu kwa sababu karatasi imefungwa na kuingizwa na mashine. Machozi ya karatasi dhaifu wakati wa kusanyiko. Muda wa kupumzika unafuata.
Kuinua wakati wa mapumziko.Asilimia ya kunyoosha kabla ya kuchanika. Karatasi yenye kunyoosha 10-15% ni ya kusamehe zaidi wakati wa kukunja. Karatasi ya brittle hupasuka kwenye pembe kali.
Upinzani wa machozi makali.Kipimo katika Newtons. Karatasi inakunjwa. Mikunjo huunda alama za mkazo. Ikiwa upinzani wa makali ya machozi ni mdogo, karatasi hugawanyika kwenye mstari wa kukunja wakati wa kuingizwa.
Mtoa huduma mzuri hutoa nambari hizi kwenye cheti cha nyenzo. Msambazaji maskini anasema "inakidhi viwango vya tasnia" bila kutoa maadili halisi ya majaribio.
Mitambo ya magari ya umeme imebadilisha soko la karatasi za insulation. Mahitaji ni kali zaidi.
Joto la juu zaidi.EV motors huendesha moto zaidi kuliko motors za viwandani. Upoaji wa kioevu husaidia, lakini sehemu za joto bado hufikia 160-180 ° C. Nyenzo za darasa H (180 ° C) ni za kawaida. Baadhi ya watengenezaji wanahamia Daraja C (220°C) kwa miundo ya kizazi kijacho.
Viwango vya juu zaidi.Motors za awali za EV ziliendesha 300-400V. Mifumo mipya inaendeshwa kwa 800V. Mifumo inayokuja itaendesha kwa 1200V au zaidi. Mahitaji ya nguvu ya dielectric yameongezeka mara mbili. Karatasi iliyofanya kazi kwa 400V inaweza kuwa si salama kwa 800V.
Mfiduo wa mafuta.Motors nyingi za EV hutumia mafuta kwa ajili ya baridi na lubrication. Karatasi ya insulation inakaa kwenye mafuta hayo. Nyenzo zingine huvimba au kuharibika katika mafuta. Karatasi zenye msingi wa polyimide hufanya vizuri. Karatasi zenye msingi wa polyester zinaweza kuwa na mapungufu. Uliza data ya mtihani wa uoanifu wa mafuta.
Otomatiki.Mistari ya uzalishaji wa magari ya EV huendeshwa kwa kasi ya juu. Karatasi inalishwa kutoka kwa safu, kukatwa, kukunjwa na kuingizwa moja kwa moja. Mambo ya uthabiti wa nyenzo. Tofauti ya unene wa ± 0.01mm inaweza kubana kichochezi kiotomatiki.
Sifa za nyenzo za kinadharia ni jambo moja. Kinachoenda vibaya kwenye sakafu ya kiwanda ni kingine.
Tatizo la kwanza: machozi ya karatasi wakati wa kukunja.Mashine hukunja karatasi katika umbo la U ili kuweka nafasi. Ikiwa karatasi ina nguvu ya chini ya machozi, inagawanyika kwenye mstari wa kukunjwa. Mstari unasimama. Opereta anasafisha msongamano. Uzalishaji unaendelea. Hii hutokea mara kadhaa kwa zamu na nyenzo duni.
Tatizo la pili: vipimo vya karatasi hubadilika na unyevu.Karatasi ya Aramid inachukua unyevu kutoka hewa. Katika unyevu wa juu, hupanua. Katika unyevu wa chini, hupungua. Mashine imehesabiwa kwa ukubwa mmoja. Wakati karatasi inabadilisha ukubwa, sura iliyokunjwa inabadilika. Kiingilio kinashindwa. Wauzaji wazuri husafirisha karatasi katika vifungashio visivyo na unyevu. Viwanda vyema huihifadhi katika vyumba vinavyodhibitiwa na hali ya hewa.
Tatizo la tatu: uchafuzi wa wambiso.Karatasi fulani ya insulation ina safu ya wambiso iliyoamilishwa na joto upande mmoja. Baada ya kuingizwa, joto huunganisha karatasi kwenye kuta za slot. Ikiwa adhesive inatoka wakati wa kuhifadhi au uhamisho, inashikamana na miongozo ya mashine. Vumbi hukusanya. Alignment drifts. Suluhisho ni utengenezaji safi na laini za kutolewa zinazofaa.
Hapa kuna mfano halisi wa kubainisha kwa gari la traction la EV.
| Kigezo | Sharti |
|---|---|
| Nyenzo | NHN au karatasi ya aramid |
| Darasa la joto | Kiwango cha chini cha Daraja H (180°C). |
| Unene | 0.25mm ± 0.02mm |
| Upana | Kama kwa kuchora (upana wa nafasi + 2x overhang) |
| Nguvu ya dielectric | ≥6 kV kwa unene wa 0.25mm |
| Nguvu ya mkazo | ≥150 N/15mm katika mwelekeo wa mashine |
| Kurefusha | ≥10% |
| Utangamano wa mafuta | Hakuna uvimbe au upungufu baada ya saa 1000 kwenye kiowevu cha maambukizi kwa 120°C |
| Ufungaji | Kiashiria cha unyevu, kiashiria cha unyevu kinajumuishwa |
| Uthibitisho | UL94 V-0 kuwaka, inalingana na RoHS |
Tuma hii kwa wasambazaji watatu. Linganisha ripoti za majaribio wanazotoa. Uliza kuhusu utofautishaji - bechi kwa bechi, viringisha ili kukunja. Mtoa huduma anayejibu kwa data ndiye wa kuaminiwa.
Ninaweza kutumia karatasi sawa ya insulation kwa motors zangu zote?
Si kawaida. Motors tofauti huendesha kwa joto tofauti na voltages. Kusawazisha kwenye nyenzo moja hurahisisha hesabu lakini hukulazimu kutumia nyenzo ya kiwango cha juu kuliko inavyohitajika kwa injini zingine, na kuongeza gharama. Au unatumia nyenzo za kiwango cha chini na kutofaulu kwa hatari. Afadhali kuhitimu nyenzo mbili au tatu na kuzilinganisha na programu.
Kuna tofauti gani kati ya NMN na NHN?
Safu ya kati. NMN hutumia filamu ya polyester. NHN hutumia filamu ya polyimide. Polyimide hustahimili joto la juu. Kwa motors zinazoendesha chini ya 155 ° C, NMN ni sawa. Kwa 155-180 ° C, chagua NHN. Tofauti ya gharama ni ya kawaida.
Karatasi nene kila wakati inamaanisha insulation bora?
Si mara zote. Nguvu ya dielectric huongezeka kwa unene, lakini fit mitambo inakuwa vigumu. Karatasi nene inachukua nafasi ndani ya slot. Nafasi hiyo ingeweza kushikilia shaba zaidi. Waundaji wa magari hubadilisha unene wa insulation dhidi ya kujazwa kwa shaba. Karatasi nyembamba inaruhusu shaba zaidi, nguvu ya juu, lakini inahitaji udhibiti bora wa mchakato.
Je, maisha ya rafu ya karatasi ya insulation ni nini?
Inategemea hali ya kuhifadhi. Katika ufungaji wa asili, karatasi inayodhibitiwa na hali ya hewa, ya aramid hudumu miaka. Nyenzo zenye msingi wa polyester zinaweza kuharibika haraka. Hatari kuu ni kunyonya unyevu na kuzeeka kwa wambiso. Ikiwa karatasi imehifadhiwa kwa zaidi ya miaka miwili, jaribu sampuli kabla ya matumizi.
Nitajuaje kama karatasi ya msambazaji ni thabiti?
Uliza data ya Cpk juu ya unene. Cpk ya 1.33 au zaidi inamaanisha kuwa mchakato una uwezo. Pia uliza ripoti za majaribio ya batch-to-batch. Ikiwa muuzaji hawezi kuzalisha hizi, hazidhibiti mchakato wao.
Je! karatasi ya insulation inaweza kusindika tena?
Wengi ni thermoset au thermoplastic ya juu ya utendaji. Usafishaji ni mgumu. Karatasi zingine za aramid zinaweza kurudishwa, lakini mchakato haupatikani sana. Lengo la tasnia ni kupunguza taka katika ukataji na uwekaji, sio kuchakata tena baada ya watumiaji.
Karatasi ya insulationmistari ya kuta za yanayopangwa. Kabari inayopangwa inafunga ufunguzi. Lazima wafanye kazi pamoja.
Kabari inabonyeza karatasi kwenye ufunguzi wa nafasi. Ikiwa karatasi ni laini sana, kabari itachimba ndani yake. Ikiwa karatasi ni brittle sana, itapasuka kwenye hatua ya kuwasiliana ya kabari.
Kwa motors za EV, wahandisi wengi huunganisha karatasi ya aramid na wedges za aramid. Familia ya nyenzo sawa, upanuzi sawa wa mafuta na tabia ya mitambo. Kwa motors za jumla, karatasi ya DMD yenye wedges za kioo-fiber ni mchanganyiko kuthibitishwa.
Wakati wa kuagiza kutoka kwa muuzaji, taja vitu vyote viwili pamoja. Kisha muuzaji anaweza kufanana na mifumo ya nyenzo.
