馬達小教室:絕緣破壞 ( II )

閱讀時間約 3 分鐘

本文來討論絕緣破壞的第二種情況,一般常稱為層間短路(Layer-Short)。

層間短路與耐壓不良的差異,主要是層間短路屬於導電線圈內的漏電問題,是造成漆包線圈燒毀、失火的危害;而耐壓不良則是直接漏電到外部的金屬零件上,會直接造成觸電危險。

層間短路的發生,就是當馬達內部有多組線圈,原本電流應該要流入A線圈當中,但由於層間絕緣破壞,導致電流可以從破損處直接流入B線圈,導致A線圈無法發揮作用,因此漆包線圈的有效作用力就下降了。由馬達轉矩方程式當中可以簡單觀察到,如下圖所示,其中T就是馬達輸出轉矩,B為馬達磁力,I代表馬達輸入電流,L係馬達積厚,D為馬達轉子直徑,N是馬達繞線圈數,Sin(δ)表示電場與磁場的角度關係;當馬達有效的工作圈數N降低時,由於其它參數皆為馬達硬體尺寸相關,僅能提高馬達電流I來彌補,因此造成電流值飆升,產生更多的銅損,造成漆包線圈過熱燒毀。

馬達轉矩方程式

馬達轉矩方程式

由上述所知,層間短路會導致某些導電線圈毫無作用,因此在初期的影響,主要是馬達特性會改變,甚至部分破損的情況下,使用者會毫無知覺。以下圖為例,當層間斷路的情況是發生在同一層的左右側線圈時,如圖中的黃色箭頭處,其實等校圈數僅少了一圈,也就是整體繞線為60圈,但由於層間短路,因此有效圈數變為59圈,這對馬達特性的影響只有1.67%;但若是紅色箭頭處,為上下層的短路情況,則會一口氣少了12圈,影響比例就達到20%之多。

raw-image

由此可知,層間短路的影響,是有比例差異的,當馬達繞的圈數越多時,影響的比例就會越小;而層間短路破壞的位置,也會導致有效圈數變化的不同可能性;甚至在層間短路的情況下,使用較大的工作電流,但未達到漆包線圈的破壞溫度的情況下,往往僅是馬達工作溫度高一些,並不影響使用感受。因此除了極為嚴重的層間短路情況導致的馬達燒毀,絕大部的層間短路,往往是無感的;也就造成已經發現有層間短路的問題後,嘗試使用馬達後,仍然覺得一切正常。

而層間短路造成的原因有二,一是漆包線在生產時,會於銅線表層塗佈絕緣層,但由於塗佈時的液態膠內可能會溶入部分空氣,最終在漆包線上產生微小氣孔,而這些肉眼不可見的氣孔,對於電流而言就是突破點,就可以形成短路;因此漆包線製造廠商會盡可能抑制氣孔產生,目前的生產標準為1公尺長的漆包線容許10個氣孔,當馬達繞線時,這些氣孔剛好貼在一起,就會造成層間短路。第二是馬達繞線作業時,機台或是人員操作時造成的漆包線表層破壞;另外就是漆包線繞在矽鋼片上時,為了使線圈緊實以提高馬達槽滿率,因此在彎角處會盡可能90度彎折,這會導致漆包線的外側絕緣皮膜過度拉伸,輕則絕緣厚度變薄,重則直接破裂,這也都有機會造成層間短路的情況。

有鑑於此,層間短路的檢測,其實有個嚴重程度判斷的重點,倘若有層間短路但又達不到影響馬達特性的程度,那標準肯定設定錯誤。此外層間短路的產生原因與線材及馬達繞線生產有關,因此可做為生產品管的參數;依筆者個人為例,會要求廠內的層間檢測標準盡可能壓在5%以內,但實際上超過15%以上才是真的不良,當發現誤差量開始超過5%時,就檢查生產設備及工具,是否有氧化生鏽或是敲傷等情況,來維護馬達廠的生產品質。

重點整理:
層間短路,筆者更傾向作為生產品質管理的依據。

#可擔任業界顧問、講師

#個人經營歡迎贊助

馬達製造的專家-路昌工業

電動生活體驗-哿暢機電

電機產業的專業代工生產廠-富竹企業社

馬達技術傳承計畫

想要馬達的技術嗎?想要的話可以全部給你,去找吧!
我把所有的知識都放在那裡了。

avatar-img
232會員
190內容數
歡迎贊助或是多點廣告,謝謝 可擔任業界顧問、講師
留言0
查看全部
avatar-img
發表第一個留言支持創作者!
馬達技術傳承計畫 的其他內容
本文是筆者在查反電動勢公式時,赫然發現並未詳細描述,故進行補完。 反電動勢的數學公式,最常出現在馬達電器方程式當中,是用來描述馬達運作時的電能狀態的數學表示式;如下列所式,其中V為馬達輸入電壓,i為馬達電流,Rm則是馬達電阻,Lm是馬達電感,di/dt代表電流對時間的微分,因為馬達電感的作用僅在電
因客戶詢問,當馬達絕緣不良時,馬達會產生甚麼反應,故撰寫此文以利詳細說明。 主要是技術人員已經確認馬達絕緣出了問題,而電控人員依舊嘗試驅動馬達,意外發現仍有部份馬達可以正常運轉,而產生了疑問;無法工作實屬意料中事,但竟然還有可以使用的馬達,反而無法理解,只好向筆者提出了疑問。 關於馬達絕緣破壞一
本文將介紹馬達繞線時,如何等效換算線徑與並聯股數的關係式。主要是當單條粗線不好捲繞時,可更改為多條細線來進行作業,此時加工繞線的難度就會降低;但這主要針對人力繞線為主,機台繞線則可不受此限制,只要機台力量足夠即可。如下圖中,左側採用4條細線來代替右側的單條粗線。 在馬達設計的領域裡,當定、轉子已經由
本文來介紹馬達如何自主燒毀的原因。 由上一篇文章中可以發現,馬達在不同溫度下的表現完全不同,尤其是永磁馬達最為明顯,其主要原因可以從轉矩方程式中查得。當磁鐵受到溫度增加而磁力降低時,轉矩方程式中的B值就會下降,直接造成輸出轉矩T隨之下降。這就引發了另一個有趣的問題,廠商所給的馬達特性曲線,到底是在
本文要討論溫度對於馬達的影響。 主要先注意各個材料的部份,一般會注意的檢查順序如下 1. 絕緣材料:耐溫上限。 2. 磁鐵:耐溫上限及溫度影響磁力。 3. 漆包線:耐溫上限及電阻變化。 4. 軸承:潤滑油工作溫度範圍。 5. 出口電源線:耐溫上限。 其中絕緣材料、漆包線及出口電源線會直接影響安全問題
本文接續介紹IEEE所認可的輸入法(Input)以及直接量測法(Direct Measurement),兩種馬達量測方式。 輸入法: 馬達轉矩係經由計算馬達輸入功率後,再扣除馬達本體的損失,包括銅損、鐵損等等而得;如下列的數學計算式。其中,T為馬達轉矩,ω為馬達角速度,Pin為輸入功率、 Ptl為馬
本文是筆者在查反電動勢公式時,赫然發現並未詳細描述,故進行補完。 反電動勢的數學公式,最常出現在馬達電器方程式當中,是用來描述馬達運作時的電能狀態的數學表示式;如下列所式,其中V為馬達輸入電壓,i為馬達電流,Rm則是馬達電阻,Lm是馬達電感,di/dt代表電流對時間的微分,因為馬達電感的作用僅在電
因客戶詢問,當馬達絕緣不良時,馬達會產生甚麼反應,故撰寫此文以利詳細說明。 主要是技術人員已經確認馬達絕緣出了問題,而電控人員依舊嘗試驅動馬達,意外發現仍有部份馬達可以正常運轉,而產生了疑問;無法工作實屬意料中事,但竟然還有可以使用的馬達,反而無法理解,只好向筆者提出了疑問。 關於馬達絕緣破壞一
本文將介紹馬達繞線時,如何等效換算線徑與並聯股數的關係式。主要是當單條粗線不好捲繞時,可更改為多條細線來進行作業,此時加工繞線的難度就會降低;但這主要針對人力繞線為主,機台繞線則可不受此限制,只要機台力量足夠即可。如下圖中,左側採用4條細線來代替右側的單條粗線。 在馬達設計的領域裡,當定、轉子已經由
本文來介紹馬達如何自主燒毀的原因。 由上一篇文章中可以發現,馬達在不同溫度下的表現完全不同,尤其是永磁馬達最為明顯,其主要原因可以從轉矩方程式中查得。當磁鐵受到溫度增加而磁力降低時,轉矩方程式中的B值就會下降,直接造成輸出轉矩T隨之下降。這就引發了另一個有趣的問題,廠商所給的馬達特性曲線,到底是在
本文要討論溫度對於馬達的影響。 主要先注意各個材料的部份,一般會注意的檢查順序如下 1. 絕緣材料:耐溫上限。 2. 磁鐵:耐溫上限及溫度影響磁力。 3. 漆包線:耐溫上限及電阻變化。 4. 軸承:潤滑油工作溫度範圍。 5. 出口電源線:耐溫上限。 其中絕緣材料、漆包線及出口電源線會直接影響安全問題
本文接續介紹IEEE所認可的輸入法(Input)以及直接量測法(Direct Measurement),兩種馬達量測方式。 輸入法: 馬達轉矩係經由計算馬達輸入功率後,再扣除馬達本體的損失,包括銅損、鐵損等等而得;如下列的數學計算式。其中,T為馬達轉矩,ω為馬達角速度,Pin為輸入功率、 Ptl為馬
你可能也想看
Google News 追蹤
Thumbnail
這個秋,Chill 嗨嗨!穿搭美美去賞楓,裝備款款去露營⋯⋯你的秋天怎麼過?秋日 To Do List 等你分享! 秋季全站徵文,我們準備了五個創作主題,參賽還有機會獲得「火烤兩用鍋」,一起來看看如何參加吧~
Thumbnail
11/20日NVDA即將公布最新一期的財報, 今天Sell Side的分析師, 開始調高目標價, 市場的股價也開始反應, 未來一週NVDA將重新回到美股市場的焦點, 今天我們要分析NVDA Sell Side怎麼看待這次NVDA的財報預測, 以及實際上Buy Side的倉位及操作, 從
Thumbnail
Hi 大家好,我是Ethan😊 相近大家都知道保濕是皮膚保養中最基本,也是最重要的一步。無論是在畫室裡長時間對著畫布,還是在旅途中面對各種氣候變化,保持皮膚的水分平衡對我來說至關重要。保濕化妝水不僅能迅速為皮膚補水,還能提升後續保養品的吸收效率。 曾經,我的保養程序簡單到只包括清潔和隨意上乳液
Thumbnail
臥室的日光燈,突然發出唧唧的噪音。 換了啟動器,換了燈管,還是唧唧響,可能是安定器壞了。 只好找水電工來換整座日光燈。   家裡的水、電過一段時間,就會出問題,只好找水電工來修理。   談到家裡水電,想起一件重大事件。   我住透天,有天下午在二樓滑平板,突然聽到門鈴大響。下樓開門,
Thumbnail
Teffichthys madagascariensis Actinopterygii 輻鰭魚綱   Perleidiformes 裂齒魚目     Perleididae 裂齒魚科         Teffichthys 裂齒魚屬 年代:中生代三疊纪早期( Mesozoic Lo
Thumbnail
馬達與減速機是現代工業自動化領域中不可或缺的元件,它們在各種應用中發揮著關鍵作用。本文將帶你深入了解馬達與減速機的相關知識,包括它們的基本原理、不同類型、應用案例以及未來發展趨勢,相信可以幫助你更好的理解和應用這兩個關鍵元件。   馬達相關知識 馬達種類有哪些?用
Thumbnail
「不加思考地濫讀或無休止地讀書,所讀過的東西無法刻骨銘心,其大部分終將消失殆盡。」-德國哲學家叔本華 我們知道閱讀與寫作的重要,於是懂得透過閱讀輸入,藉由寫作輸出。而在讀與寫的過程中,其實隱藏著內建且深不可測的思考,你沒留心自己的思考,便不會發覺你究竟思考了什麼?  
剝香蕉的手不會用馬達,這似乎是一件很簡單的事情。但如果我們將這個情景擴展到其他領域,比如說教育,就會發現,若不注重學習和培養能力,將會導致很多無法克服的困難。 舉個例子,當我們對一位學生提出過高的要求,期望他在短時間內完成一項難題,而這個學生並沒有得到足夠的學習和訓練,那麼這個學生將會像剝香蕉的手一
Thumbnail
        抵達安塔那那利佛(馬達加斯加首都)已經接近傍晚,約好的導遊夏儂早早已在機場外面等待。夏儂有張看得出很年輕的童稚臉龐,不高壯的身材,笑的時候幾乎漾著半張臉,讓人不自覺心情很好的回應著。
Thumbnail
跟在馬達加斯加的嚮導薩米穿梭在安齊拉貝(Antsirabe)諾大的傳統市場中,觀察馬島生活日常。
Thumbnail
臀部是下肢動作的發源點,他不做事,力量就會容易跑到腰椎或膝蓋,你有腰痛問題嗎?你有膝痛問題嗎?請你要好好看這篇!即便你沒有,也邀請您一點一底累積對身體使用的好觀念!
Thumbnail
這個秋,Chill 嗨嗨!穿搭美美去賞楓,裝備款款去露營⋯⋯你的秋天怎麼過?秋日 To Do List 等你分享! 秋季全站徵文,我們準備了五個創作主題,參賽還有機會獲得「火烤兩用鍋」,一起來看看如何參加吧~
Thumbnail
11/20日NVDA即將公布最新一期的財報, 今天Sell Side的分析師, 開始調高目標價, 市場的股價也開始反應, 未來一週NVDA將重新回到美股市場的焦點, 今天我們要分析NVDA Sell Side怎麼看待這次NVDA的財報預測, 以及實際上Buy Side的倉位及操作, 從
Thumbnail
Hi 大家好,我是Ethan😊 相近大家都知道保濕是皮膚保養中最基本,也是最重要的一步。無論是在畫室裡長時間對著畫布,還是在旅途中面對各種氣候變化,保持皮膚的水分平衡對我來說至關重要。保濕化妝水不僅能迅速為皮膚補水,還能提升後續保養品的吸收效率。 曾經,我的保養程序簡單到只包括清潔和隨意上乳液
Thumbnail
臥室的日光燈,突然發出唧唧的噪音。 換了啟動器,換了燈管,還是唧唧響,可能是安定器壞了。 只好找水電工來換整座日光燈。   家裡的水、電過一段時間,就會出問題,只好找水電工來修理。   談到家裡水電,想起一件重大事件。   我住透天,有天下午在二樓滑平板,突然聽到門鈴大響。下樓開門,
Thumbnail
Teffichthys madagascariensis Actinopterygii 輻鰭魚綱   Perleidiformes 裂齒魚目     Perleididae 裂齒魚科         Teffichthys 裂齒魚屬 年代:中生代三疊纪早期( Mesozoic Lo
Thumbnail
馬達與減速機是現代工業自動化領域中不可或缺的元件,它們在各種應用中發揮著關鍵作用。本文將帶你深入了解馬達與減速機的相關知識,包括它們的基本原理、不同類型、應用案例以及未來發展趨勢,相信可以幫助你更好的理解和應用這兩個關鍵元件。   馬達相關知識 馬達種類有哪些?用
Thumbnail
「不加思考地濫讀或無休止地讀書,所讀過的東西無法刻骨銘心,其大部分終將消失殆盡。」-德國哲學家叔本華 我們知道閱讀與寫作的重要,於是懂得透過閱讀輸入,藉由寫作輸出。而在讀與寫的過程中,其實隱藏著內建且深不可測的思考,你沒留心自己的思考,便不會發覺你究竟思考了什麼?  
剝香蕉的手不會用馬達,這似乎是一件很簡單的事情。但如果我們將這個情景擴展到其他領域,比如說教育,就會發現,若不注重學習和培養能力,將會導致很多無法克服的困難。 舉個例子,當我們對一位學生提出過高的要求,期望他在短時間內完成一項難題,而這個學生並沒有得到足夠的學習和訓練,那麼這個學生將會像剝香蕉的手一
Thumbnail
        抵達安塔那那利佛(馬達加斯加首都)已經接近傍晚,約好的導遊夏儂早早已在機場外面等待。夏儂有張看得出很年輕的童稚臉龐,不高壯的身材,笑的時候幾乎漾著半張臉,讓人不自覺心情很好的回應著。
Thumbnail
跟在馬達加斯加的嚮導薩米穿梭在安齊拉貝(Antsirabe)諾大的傳統市場中,觀察馬島生活日常。
Thumbnail
臀部是下肢動作的發源點,他不做事,力量就會容易跑到腰椎或膝蓋,你有腰痛問題嗎?你有膝痛問題嗎?請你要好好看這篇!即便你沒有,也邀請您一點一底累積對身體使用的好觀念!