عایق سیم پیچ موتور ولتاژ بالا

عایق کویل ازموتور ولتاژ بالاتأثیر زیادی بر عمر مفید و تأثیر اقتصادی موتور دارد، که مشکلی است که هر طراح و تکنسین باید با دقت آن را در نظر بگیرد. سیم‌پیچ ولتاژ بالا را می‌توان تا حدودی قلب موتور نامید که مستقیماً عمر مفید موتور را تعیین می‌کند و عملکرد ماده عایق که جزء مهمی از سیم‌پیچ است، بسیار مهم است.
ساختار عایق‌بندی و فرآیند تصفیه موتورهای ولتاژ بالا در کشورهای مختلف را می‌توان تقریباً به شرح زیر خلاصه کرد:
(1) نوار میکای چندچسبنده به طور مداوم پیچیده می‌شود، در خلاء خشک می‌شود و سپس تحت فشار داغ (قالب‌گیری یا هیدرولیک) قرار می‌گیرد.
(2) نوار میکای چندچسبنده به طور مداوم، بدون خشک شدن در خلاء، پیچیده شده و مستقیماً با قالب‌گیری گرم شکل می‌گیرد.
(3) نوار میکا با چسب کمتر به طور مداوم پیچیده می‌شود، در رزین بدون حلال غوطه‌ور شده و سپس با فشار داغ شکل داده می‌شود.
(4) نوار میکا (یا نوار جنین سفید) به طور مداوم پیچیده می‌شود، یعنی خط پراکنده می‌شود و سپس رزین بدون حلال به طور کامل آغشته می‌شود.
علاوه بر این، عایق لاستیکی سیلیکونی و همچنین عایق ترکیبی لاستیک سیلیکونی و نوار میکا وجود دارد. مقاومت حرارتی، مقاومت سرمایی، مقاومت رطوبتی و مقاومت خوردگی لاستیک سیلیکونی عالی است، اما عملکرد الکتریکی و مقاومت پارگی آن ضعیف است و فقط برای موتورهای ولتاژ بالا که در محیط‌های خاص زیر 6 کیلوولت کار می‌کنند، استفاده می‌شود.

الزامات اساسی برای ولتاژ بالاعایق کویل:
✅قدرت الکتریکی کافی
از یک طرف، مطلوب است که عایق موتورها تا حد امکان نازک باشد، اما از طرف دیگر، لازم است که از نظر مقاومت الکتریکی حاشیه مشخصی داشته باشد. از آنجا که موتور در حال کار، در معرض اضافه ولتاژ جوی و تأثیر اضافه ولتاژ عملیاتی قرار خواهد گرفت: اتصال کوتاه ناگهانی، دما و ولتاژ در دراز مدت، عایق به تدریج فرسوده می‌شود، لرزش و تنش مکانیکی نیز به عایق آسیب می‌رساند، علاوه بر این، در فرآیند تولید، انجام چندین آزمایش ولتاژ تحمل، هر بار، آثار تخریب ظریف خاصی از ساختار عایق ایجاد می‌کند، یعنی به اصطلاح اثر تجمعی. همه اینها باعث کاهش مقاومت الکتریکی عایق می‌شود. بنابراین، هنگام طراحی ساختار سیم‌پیچ، باید یک ضریب ایمنی خاص وجود داشته باشد.
✅ تلفات دی الکتریک پایین
تلفات دی‌الکتریک زمانی رخ می‌دهد که یک سازه عایق در معرض یک میدان الکتریکی متناوب قرار گیرد. تلفات دی‌الکتریک ناشی از میانگین گرما، اگرچه زیاد نیست، اما در نقاط ضعف منفرد روی گرما به طور خاص متمرکز است. اگر نقاط ضعف روی گرما ناشی از تلفات دی‌الکتریک بیشتر از گرمای ساطع شده باشد، دمای محلی عایق همچنان افزایش می‌یابد، افزایش دما و افزایش بیشتر تلفات دی‌الکتریک، عملکرد الکترومکانیکی عایق را به شدت کاهش می‌دهد و باعث شکست حرارتی موضعی در نقاط ضعف می‌شود. بنابراین، در موتور ولتاژ بالا، تلفات دی‌الکتریک نباید از مقدار مشخص شده تجاوز کند.
مقاومت خوب در برابر کرونا
وقتی موتورهای ولتاژ بالا در حال کار هستند، پدیده کرونا ممکن است هم در داخل و هم روی سطح عایق رخ دهد و باعث تسریع پیری و خوردگی عایق شود. بنابراین، برای ژنراتورهای ۶.۳ کیلوولت و بالاتر و موتورهای ۶ کیلوولت و بالاتر، سیم‌پیچ‌های آنها باید اقدامات ضد کرونا انجام دهند. سیم‌پیچ موتور ۶ کیلوولت به طور کلی نمی‌تواند ضد کرونا باشد، اما برای موتورهایی که در محیط نامناسب یا با ظرفیت بالا استفاده می‌شوند، باید ضد کرونا باشد.

 عملکرد خوب پیری حرارتی
مقاومت حرارتی سازه عایق حرارتی باید با درجه مقاومت حرارتی مورد نیاز محصول مطابقت داشته باشد. تحت تأثیر طولانی مدت دمای کار، می‌توان عمر مفید عایق را تضمین کرد.
عایق موتور معمولاً به پنج درجه مقاومت حرارتی A، E، B، F و H تقسیم می‌شود. در حین کار، دمای داغ‌ترین نقطه در عایق سیم‌پیچ موتور نباید از حداکثر دمای مشخص شده در کلاس عایق تجاوز کند. به طور کلی، لازم است حاشیه‌ای بین ۵ تا ۱۰ درجه سانتیگراد در نظر گرفته شود. اگر ساختار عایق از مواد عایق با درجه‌های مقاومت حرارتی مختلف تشکیل شده باشد، می‌توان درجه مقاومت حرارتی آن را از طریق مدل ساختاری آن شبیه‌سازی و به طور جامع ارزیابی کرد.
 می تواند نقش استرس مکانیکی را تحمل کند
عایق سیم‌پیچ باید بتواند مقدار مشخصی از تنش مکانیکی را بدون شکستن یا ایجاد تغییر شکل مضر تحمل کند. سیم‌پیچ در حال کار به دلیل ضریب انبساط سیم و عایق یکسان نیست، تغییرات دما، عایق را تحت کشش قرار می‌دهد، هر چه موتور طولانی‌تر باشد، ضربه بیشتر است. به دلیل نیروی الکترومغناطیسی، انتهای سیم‌پیچ نیز لرزش ایجاد می‌کند، به خصوص هنگامی که موتور تحت تأثیر اتصال کوتاه، جریان راه‌اندازی و ترمز قرار می‌گیرد، نیروی الکترومغناطیسی اغلب باعث تغییر شکل سیم‌پیچ می‌شود. بنابراین، عایق باید خاصیت ارتجاعی و استحکام مکانیکی خاصی داشته باشد.