Considerazioni sulla selezione del materiale di isolamento elettrico

Una guida alla specifica dei materiali isolanti

Una delle prime cose che un ingegnere elettrico impara è che il nemico numero uno nella progettazione e produzione di qualsiasi prodotto elettrico/elettronico è il calore. È l'unica funzionalità che può trasformare la tua idea di dispositivo portatile in un dispositivo desktop. Quando si parla di isolamento con un produttore, la prima domanda che si pone è la resistenza alla temperatura. Questo è un tratto molto importante, ma ce ne sono anche altri che devono essere considerati. Oltre alla resistenza alla temperatura, anche la tensione e la resistenza meccanica svolgono un ruolo molto importante nella scelta dell'isolamento.

Nell'industria degli elettrodomestici esistono diverse classi di temperatura, suddivise in classi (vedi tabella). Queste classi sono uno standard stabilito dalla National Electrical Manufacturers Association (NEMA). All'estremità più bassa si trova la classe di isolamento A. Questa classe di isolamento entry-level ha una temperatura nominale di 105 °C, un aumento medio della temperatura dell'avvolgimento di 55 °C, un aumento della temperatura del punto caldo di 65 °C e una temperatura massima dell'avvolgimento di 105 °C grazie al grado di isolamento di 105 °C. Le classi di temperatura in ordine crescente comprendono la classe B a 130 °C, la classe F a 155 °C, la classe H a 180 °C, la classe N a 200 °C e la classe R a 220 °C. Per ciascuna di queste classificazioni, ci sono diversi materiali isolanti che sono più adatti per soddisfare la classe di isolamento desiderata.

TENSIONE
Una volta scelta la classe di temperatura, puoi passare alla successiva importante caratteristica: la tensione. È qui che inizi a separare davvero le opzioni di isolamento e inizi a dare la priorità alle opzioni disponibili per la tua particolare applicazione. La maggior parte sa che 125 volt è la tensione standard per le case e la maggior parte sa che 220 volt è la tensione per molte asciugatrici domestiche. Queste sono solo due delle tante diverse tensioni utilizzate nell'industria degli elettrodomestici. Quando inizierai a ricercare davvero quante tensioni diverse ci sono, rimarrai molto sorpreso. Alcune delle principali tensioni utilizzate nelle apparecchiature elettriche sono 12 V, 24 V, 125 V, 208 V, 220 V, 460 V, 575 V, 950 V, 2300 V, 4160 V, 7,5 kV e 13,8 kV. Quindi, man mano che si scelgono i requisiti di tensione, la scelta dell'isolamento diventa sempre più piccola.

SOLIDITÀ MECCANICA
Ora che hai selezionato queste due proprietà primarie, temperatura e sollecitazione, puoi passare alla resistenza meccanica. Ciò è particolarmente importante per l'isolamento flessibile e i nastri adesivi. L'isolamento flessibile è z. B. utilizzato nei motori elettrici per isolare il nucleo metallico dello statore dal filo smaltato. Se la corrente nel filo smaltato supera la resistenza dell'isolamento flessibile, o se l'isolamento consente al filo smaltato di toccare il nucleo metallico, il motore si metterebbe a terra e si guasterebbe.

La resistenza meccanica è molto importante per l'inserimento del prodotto e la resistenza all'abrasione. Tutti i prodotti hanno anche tecniche diverse che devono essere utilizzate nel taglio o nella lavorazione affinché si adattino al dispositivo elettrico che stai costruendo o riparando. Questo è bene sapere poiché alcuni prodotti aumenteranno i costi a causa dei costi di produzione gonfiati.

Un altro prodotto utilizzato per isolare un dispositivo elettrico è la resina o la vernice: questa non è la vernice che protegge la finitura dei mobili della tua casa. Tuttavia, questa vernice protegge in modo simile. Queste vernici e resine sono specificamente abbinate a una classe di isolamento appropriata e aiutano a proteggere, incollare e isolare il filo magnetico, l'isolamento flessibile e il sistema di isolamento del nastro. La scelta di questo componente di isolamento primario è molto importante in quanto è associato ad altri materiali isolanti considerati compatibili nel sistema di isolamento.

Inoltre, le apparecchiature elettriche in genere porteranno la classificazione della classe di isolamento in quel sistema. Logicamente ci si aspetterebbe che se tutti i prodotti di Classe H sono utilizzati in un apparato elettrico, l'apparato dovrebbe avere una classificazione di Classe H; tuttavia, questo non è sempre il caso. In alcuni casi ci sono casi in cui i singoli prodotti isolanti utilizzati nell'intero sistema possono ridurre e talvolta aumentare la classificazione della classe poiché possono comportarsi insieme in una prova di tubi sigillati.

Ogni dispositivo deve essere testato secondo uno schema UL e/o IEEE completo per confermare veramente che il dispositivo soddisfi una classificazione specifica; vari sistemi UL sono disponibili presso produttori di vernici e isolanti flessibili. All'interno di questa classificazione UL, un punto controverso nel settore dei motori elettrici è se il filo conduttore conta per le connessioni nel sistema. Attualmente, il cavo non è considerato parte dell'isolamento del motore. Poiché non fa parte dell'isolamento del motore, il cavo può essere classificato in una classe di temperatura inferiore rispetto all'isolamento all'interno del motore e non riduce la classe di temperatura complessiva. Come accennato in precedenza, questo è e continuerà ad essere un punto di contesa per molti produttori e trasformatori.

ALTRE CONSIDERAZIONI
Le decisioni su classe di temperatura, tensione e resistenza meccanica sono le caratteristiche chiave che ti aiuteranno a selezionare il miglior isolamento per la tua configurazione, ma ci sono altre decisioni che sono più specifiche per le esigenze di isolamento della tua applicazione. Questi includono ma non sono limitati a proprietà dielettriche, temperatura dell'aria ambiente, assorbimento di umidità (umidità), peso fisico, dimensioni disponibili, resistenza corona e altro.

Una volta raggiunto questo livello, contatta un distributore di casse stampate qualificato e fornisci loro maggiori dettagli sulla tua applicazione. Questi esperti sono molto bravi a identificare e selezionare i prodotti migliori per le vostre esigenze applicative.