馬達材料:漆包線 ( I )RexWuMotorRexWuMotor

馬達材料:漆包線 ( I )

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2022-08-06|閱讀時間約 2 分鐘
漆包線作為電能的載體,為馬達必要之材料,本文將詳細討論。
首先從內部開始,先以電導體的材質選擇來討論。實際上導電率最好的金屬其實是銀,但其單價高、產量少,無法負載馬達的使用量。因此加入考慮使用量的需求,其實貴金屬都無法使用。因此選擇對象就僅剩銅跟鋁,這兩類產能較為龐大的金屬,甚至有混合使用的情況。而銅跟鋁其實還有很多的差異,包括重量、機械強度、價格甚至是後續能加工的方法。過往採用銅導體的比例超過99%以上,近幾年鋁導體的使用率也開始增加了,主要仍是受到價格的優勢所吸引,但鋁線還有個輕的優點,未來仍有發展的可能性。銅包鋁則是一種過渡時期的產品,主要是鋁有強度太弱、氧化、錫焊等製程問題,若以銅包鋁的方式進行,則可避免改製程的風險。
電導體
絕緣處理的討論中有提到,除了安全規範外,我們也希望電能依照設計規劃行進。但若電導體未進行絕緣處理,則電會尋找最小電阻的路徑移動。因此表面都需要加上一層絕緣層,目前都是以漆的型式塗佈而成。
漆包線
若塗佈不良,也就是絕緣不良,對馬達的特性會產生差異。例如馬達設計者,需要利用漆包線的圈數來產生轉矩,纏繞了100圈在馬達上,但若線圈的絕緣破損產生了短路情況,則電流可能只跑了20圈就可以跳出,這樣馬達的運轉規格就會錯誤。為了確保此種情況不會發生或是能檢測,後來就衍生了層間測試的馬達生產檢測儀器,就是為了檢查線圈上是否有破損。而要避免絕緣層被破壞,漆包線廠最簡單的作法就是增加皮膜厚度。目前有提供四種皮膜厚度供客戶選擇,由於過厚的皮膜會影響馬達槽滿率,因此馬達大多採用1種或2種線。
絕皮模厚度
漆包線的生產製程中,對馬達設計者而言,伸線的尺寸是最重要的,絕緣塗佈次之。但對馬達生產者而言,燒鈍及潤滑這兩道工序最為重要,其中燒鈍會讓線材恢復撓性,使馬達繞線變得容易;潤滑則是降低漆包線的表面磨擦力,達到方便繞線的效果。
漆包線製程
對馬達而言,最主要造成故障的原因,是過熱燒毀,因此在討論漆包線時,也會針對溫度進行要求。目前都是以英文字母分類,不同的字母對應不同的溫度,可參考下表。目前馬達廠商基本上都採用F級155度的耐溫,但有逐漸升高採用H級180度的趨勢。
漆包線溫度級別
目前最常用的漆包線規格為,銅導體,1種線,F級耐溫。但實際上漆包線還有更多的分類,主要在於原本絕緣層所塗佈的絕緣漆中,混合其他材料後,會給漆包線圈帶來很多的變化;包括拉高機械強度、強化散熱能力、抑制突波產生等等很多特別的差異,可應用於特別領域。
重點整理:
學馬達,甚至會踏入材料科學的領域,真的學不完。
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