モーター巻線からの電流の漏れを防ぐものは何ですか?

すべての電気モーターの内部では、銅の巻線に電流が流れます。それらはスチール製のスロットの中に収まります。鋼は電気を通します。銅は電気を通します。接触すると電流が漏れます。モーターがショートしています。パフォーマンスが低下します。最終的にはモーターが故障します。

銅と鋼の間にあるのは、と呼ばれる薄いシート材料だけです。電気絶縁紙.

あまり似ていません。数ミリの厚さ。正確な形状にカットします。巻線が入る前にスロットに滑り込ませます。しかし、これがないとモーターは動作しません。

絶縁紙の実際の働き

ステーターコアは積層鋼板で作られています。スロットが打ち込まれています。エンジニアは、壁に沿って折り畳まれた断熱紙を各スロットに挿入します。次に、巻線が入ります。次に、スロットウェッジが開口部を閉じます。

新聞には 3 つの仕事があります。まず、電気絶縁です。電流が銅から鋼に飛び移るのを防ぎます。第二に、機械的保護 — 鋼板積層の硬い端に対する巻線の衝撃を緩和します。第三に、熱管理です。一部のグレードは、巻線から熱を逃がすのに役立ちます。

これらのいずれかで用紙が故障すると、モーターが故障します。

マテリアルファミリー

すべての絶縁紙が同じというわけではありません。モーターが異なれば、必要な材料も異なります。どちらを選択するかは、温度、電圧、機械的ストレス、およびコストによって異なります。

以下の表は、現在モーター製造で使用されている最も一般的なタイプを示しています。

DMD は主力製品です。ほとんどの標準モーターを手頃な価格でカバーします。 NMN は機械的靭性を高めます。 NHNにより耐熱性が向上します。アラミド紙は、両方に加えて優れた絶縁耐力を追加します。ポリイミドフィルムは狭いスペース用です。

温度クラスを理解する

すべての断熱材には温度定格が定められています。これはマーケティングではありません。それはテストされた限界です。

間違ったクラスを選択するのはよくある間違いです。モーターが 140°C で連続的に動作すると、クラス B (130°C) は故障します。クラス F (155°C) は最低限の安全な選択です。

ただし、温度定格は連続動作に適用されることに注意してください。ピーク温度はさらに高くなる可能性があります。優れたエンジニアはマージンを追加します。 140°C で連続稼働するモーターは、クラス F だけでなくクラス H 絶縁を取得する必要があります。

主要なパラメータ: スペックシートの実際の意味

いつ絶縁紙の評価、いくつかの技術的パラメータが重要です。それらの意味は次のとおりです。

厚さ。ミリメートル単位で測定されます。スロット ライナーの一般的な範囲は 0.15 mm ～ 0.40 mm です。紙が厚いほど、絶縁耐力が高く、機械的保護が向上します。紙が薄いほど銅の余地が多くなり、モーターの出力密度が増加します。トレードオフは技術的な判断です。

絶縁耐力。キロボルト/ミリメートルで測定されます。これは、紙が破壊する前にどの程度の電圧を遮断できるかを示します。 DMD の一般的な値は、0.2 mm シートで 5 ～ 8 kV です。高いほど良いですが、実際の要件はモーターの電圧によって異なります。 400V EV モーターの場合、3 ～ 5 kV で十分です。 800V システムの場合、6 ～ 8 kV の方が安全です。

抗張力。幅15mmあたりのニュートンで測定されます。これは、紙が引き裂かれる前にどのくらいの引っ張り力がかかるかを示します。紙は機械によって折り畳まれて挿入されるため、重要です。組み立て中に弱い紙が破れます。ダウンタイムが続きます。

破断時の伸び。引き裂く前の伸び率。 10 ～ 15% 伸びた紙は、折りたたむときにより寛容です。鋭い角では脆い紙がひび割れます。

エッジの引き裂き耐性。ニュートンで測定されます。紙が折れてしまいます。折り目は応力点を生み出します。端破れ耐性が低いと、挿入時に折り目で用紙が裂けてしまいます。

優良なサプライヤーは、材料証明書にこれらの番号を記載しています。悪いサプライヤーは実際のテスト値を示さずに「業界標準を満たしている」と言いました。

EVモーターが異なる理由

電気自動車のモーターは絶縁紙市場を変えました。要件はさらに厳しくなります。

より高い温度。EV モーターは産業用モーターよりも高温になります。液体冷却は役立ちますが、ホットスポットは依然として 160 ～ 180°C に達します。 H種材質（180℃）が標準です。一部のメーカーは、次世代設計ではクラス C (220°C) に移行しています。

より高い電圧。初期のEVモーターは300～400Vで動作しました。新しいシステムは 800V で動作します。今後登場するシステムは 1200V 以上で動作します。絶縁耐力の要件は 2 倍になりました。 400V で動作した用紙も、800V では安全ではない可能性があります。

油の暴露。EV モーターの多くは冷却と潤滑にオイルを使用します。絶縁紙はその油の中にあります。一部の材料は油中で膨張または劣化します。ポリイミドベースの紙は優れた性能を発揮します。ポリエステルベースの紙には制限がある場合があります。オイル適合性試験データをお問い合わせください。

オートメーション。EVモーターの生産ラインは高速で稼働します。用紙はロールから供給され、自動的にカット、折り、挿入されます。材料の一貫性が重要です。 ±0.01mm の厚さの変動により、自動挿入装置が詰まる可能性があります。

生産ラインで実際に起こる3つの問題

理論的な材料特性は 1 つのことです。工場現場で実際に問題が起こるのは別のことです。

問題 1: 折りたたむときに紙が破れます。機械は、スロットに沿って用紙を U 字型に折ります。紙の端の引き裂き強度が低い場合、折り目で紙が裂けてしまいます。ラインが止まります。オペレーターが紙詰まりを解消します。生産が再開されます。材料が劣悪な場合、これはシフトごとに数十回発生します。

問題 2: 紙の寸法は湿度によって変化します。アラミド紙は空気中の湿気を吸収します。湿度が高いと膨張します。湿度が低いと縮みます。機械は 1 つのサイズに合わせて調整されています。紙のサイズが変わると折り畳まれた形状も変わります。挿入は失敗します。優良なサプライヤーは、紙を防湿梱包で出荷します。優れた工場では、温度管理された部屋で保管されます。

問題 3: 接着剤の汚染。一部の絶縁紙には、片面に熱活性化粘着層が付いています。挿入後、紙はスロットの壁に熱で接着されます。保管中や移動中に接着剤がにじみ出ると、機械のガイドに接着剤が付着します。埃が溜まる。アライメントがずれてしまう。解決策は、クリーンな製造と適切な剥離ライナーです。

絶縁紙の正しい指定方法

EVモータートラクションドライブの実際の仕様例をご紹介します。

これを 3 つのサプライヤーに送信します。彼らが提供するテストレポートを比較してください。バッチ間、ロール間でのばらつきについて質問してください。データで答えてくれるサプライヤーは信頼できるものです。

購入者が尋ねる 6 つの質問

すべてのモーターに同じ絶縁紙を使用できますか?
通常はそうではありません。異なるモーターは異なる温度と電圧で動作します。 1 つの材料に標準化すると在庫が簡素化されますが、一部のモーターに必要な材料よりも高級な材料を使用する必要があり、コストが増加します。または、低品質の材料を使用すると、故障の危険があります。 2 つまたは 3 つの材料を認定し、アプリケーションに適合させることをお勧めします。

NMNとNHNの違いは何ですか?
中間層。 NMNはポリエステルフィルムを使用しています。 NHNはポリイミドフィルムを使用しています。ポリイミドは高温に耐えます。 155°C 未満で動作するモーターの場合、NMN は問題ありません。 155～180℃の場合はNHNをお選びください。コストの差はわずかです。

紙が厚いと常に断熱性が向上するのでしょうか?
いつもではありません。絶縁耐力は厚さとともに増加しますが、機械的な取り付けは難しくなります。厚い用紙はスロット内のスペースを占有します。そのスペースにはもっと多くの銅が保管できたかもしれません。モーターの設計者は、絶縁体の厚さと銅の充填をトレードオフします。紙を薄くすると銅の量が増え、電力が増加しますが、より優れたプロセス制御が必要になります。

絶縁紙の使用期限はどれくらいですか？
保管状況により異なります。オリジナルのパッケージでは、温度管理されたアラミド紙が何年も長持ちします。ポリエステルベースの素材は劣化が速くなる可能性があります。主なリスクは吸湿と接着剤の劣化です。用紙を 2 年以上保管した場合は、使用前にサンプルをテストしてください。

サプライヤーの書類が一貫しているかどうかを確認するにはどうすればよいですか?
厚さの Cpk データを要求します。 Cpk 1.33 以上は、プロセスに能力があることを意味します。バッチ間のテストレポートも求めてください。サプライヤーがこれらを製造できない場合は、プロセスを管理していません。

絶縁紙はリサイクルできますか?
ほとんどは熱硬化性樹脂または高性能熱可塑性樹脂です。リサイクルは難しいですね。一部のアラミド紙は再パルプ化できますが、このプロセスは広く利用されていません。業界は、使用後のリサイクルではなく、切断や挿入時の廃棄物の削減に重点を置いています。

スロットウェッジとの互換性に関する注意事項

絶縁紙スロットの壁に沿って並べます。スロットウェッジが開口部を閉じます。彼らは協力しなければなりません。

ウェッジはスロット開口部で用紙を押し付けます。紙が柔らかすぎると、くさびが紙に食い込んでしまいます。紙が脆すぎると、ウェッジの接触点で亀裂が生じます。

EVモーターの場合、多くのエンジニアはアラミド紙とアラミドウェッジを組み合わせます。同じ材料ファミリー、同様の熱膨張と機械的挙動。一般的なモーターの場合、DMD ペーパーとガラス繊維ウェッジの組み合わせが実証済みです。

サプライヤーに注文する場合は、両方の項目を一緒に指定してください。その後、サプライヤーは材料システムを適合させることができます。