Провод для перемотки электродвигателей: Обмоточный провод купить, ПЭТВ-2 цена за кг

Содержание

Обмоточные провода. Виды и маркировка. Изоляция и применение

Обмоточные провода служат для производства обмоток трансформаторов, электродвигателей, электромагнитных реле и многих других механизмов.

Провод обмоточный в отличие от других типов проводников имеет в качестве основного параметра диаметр токопроводящей жилы, а не ее сечение. Существует очень тонкий провод для обмоток, и имеющий ничтожный слой изоляции. Тончайшие обмоточные проводники изготавливают по специальной технологии производства для особо тонких проводников и материалов электрической изоляции.

Длительное время обмоточные провода делались исключительно медными. Сегодня для них часто используют алюминий и другие сплавы, обладающие значительным сопротивлением. Алюминий позволяет экономить дорогостоящую и дефицитную медь.

Обмоточные провода классифицируется по материалу изоляции, по форме сечения и материалу жилы.

Материал изоляции

Провод обмоточный изготавливается со следующими видами изоляции:

Волокнистая.
Эмаль.
Комбинированная.

Волокнистая

Провода, имеющие волокнистую изоляцию, имеют повышенную механическую прочностью. Толщина волокнистой изоляции довольно большая, и может достигать до 0,4 мм на сторону. Химическая стойкость и влагостойкость таких проводов невысока.

Волокнистая изоляция проводов, использующихся для перемотки электрических двигателей и производства катушек масляных трансформаторов, может включать в себя бумагу, хлопчатобумажную ткань, стеклянные, а также асбестовые волокна, лавсан, шелк. Эти волокна и ткани накладываются в несколько слоев по подобию плетеного чулка.

Эмалевая изоляция

Материалом эмалированной изоляции служит винифлекс, металвин, кремнийорганическая основа, полиэфиротерефталевая кислота, полиуретан.

Обмоточная проволока, покрытая специальной эмалью, обладает электрической прочностью, устойчивостью к влаге, агрессивным химическим веществам. Особенностью эмалевых обмоточных проводов является очень малая толщина изолированного слоя (наибольшая толщина 0,09 мм). Прочность эмали провода ПЭЛ небольшая, такой провод используется только для обмоток катушек, работающих в неподвижном состоянии.

Высокопрочный эмалевый провод ПЭТВ, а также ПЭТ-155 применяется для обмоток электродвигателей мощностью до 100 киловатт. Провод, покрытый эмалью, марки ПЭТ-155 используется для производства новой серии электродвигателей, прочность его изоляции позволяет наматывать провод на автоматических станках. Эмалевые провода обладают также высокой термостойкостью, и способны выдерживать температуру до 155°С.

Комбинированная

Провод обмоточный с комбинированной изоляцией по своим параметрам находится в промежуточном положении между рассмотренными двумя видами проводов. Комбинированный вид изоляции включает в себя несколько слоев. Наружное покрытие обычно состоит из волокнистого материала, а внутреннее покрытие – эмаль. Например, провод ПЭЛШО обозначает: провод медный обмоточный с изоляцией из шелка и лаковой эмали.

Если проводник пропитан термостойким лаком и покрыт стекловолокном, то его маркировка содержит букву «К». Этот вид проволоки стал популярным из-за своей высокой надежности, и используется для электродвигателей подъемно-транспортных механизмов, в том числе судостроительных кранов.

Форма сечения

Обмоточные провода бывают двух форм сечения:

Круглой.
Прямоугольной.

Круглое сечение провода используется в различных сферах. Такой провод обладает высокими прочностными и электрическими характеристиками.

Размеры прямоугольных сечений проводов стандартизированы. Такой провод часто применяется для обмоток трансформаторов. Толщина прямоугольных поводов достигает до 5,9 мм, а ширина до 14,5 мм.

Соотношение этих размеров может различаться. Есть некоторые недостатки, выражающиеся в применении обмоточных проводов плоского сечения. При его наматывании на бухту есть большая вероятность повредить изоляцию, а также, при очень маленьких сечениях провода визуально трудно отличить меньшую сторону сечения от большей.

В любой обмотке важным элементом является виток проводника вокруг сердечника. По мощности тока подбирается необходимое сечение провода. Круглая проволока обычно используется для небольших нагрузок, а прямоугольную проволоку применяют для более высокой нагрузки.

Материал токоведущей жилы

Большинство обмоточных проводов производят из следующих материалов:

Медь.
Алюминий.

Медные обмоточные провода составляют большую часть всех выпускаемых проводов. Они обладают малым удельным сопротивлением, значительным весом. Стоимость медных проводов высока.

В последнее время вместо медных проводов для обмоток стали использовать алюминиевый провод, который значительно легче по весу, имеет меньшую стоимость, но обладает более высоким удельным сопротивлением, по сравнению с медным проводником.

Маркировка

Для обозначения провода выполняют его маркировку, которая означает материал жилы и изоляции:

Вначале обозначения находится буква «П» для медной проволоки, и означает «провод».
Для отличия алюминиевых и медных проводов в конце маркировки имеется буква «А», например, ПЭВА.
Если жила сделана из сплава, имеющего большое удельное сопротивление, то в обозначении имеются дополнительные буквы, например, НХ – нихром, М – манганин, К – константан.
Для обозначения мягкого проводника ставят символ «М», для твердого – «Т». Например, провод ПЭМТ – медный провод из твердой проволоки, а провод ПЭММ – из мягкой проволоки.

Буквы для обозначения изоляции

ЭМ – высокопрочная поливиниловая эмаль.
ЭЛ – масляная основа.
ЭВ – высокопрочная поливинилацетатная эмаль.
Л – лавсан.
Ш – шелк натуральный.
Б – пряжа х/б.
О – один слой.
С – стекловолокно.
ШК – капрон.
Д – два слоя.

Если в маркировке стоит 2-я буква «П», это означает, что изоляция в виде пленки. Провод ППФ оснащен изоляцией в виде фторопластовой пленки.

Для маркировки комбинированной изоляции символы стоят в порядке нахождения слоев, начиная от внутреннего. ПЭЛШО – провод медный, эмаль на масляной основе и однослойной шелковой оплетки.

Требования

Провод обмоточный покрывается равномерной изоляцией. Допускаются в некоторых точках утолщения соответственно марке и типоразмеру провода.
Проволока перевозится в бухтах, барабанах и бобинах, в зависимости от типоразмеров и марки. Проводник в таких упаковках должен быть намотан ровно и плотно, без путаницы витков. Число отрезков провода в бухте или катушке должно соответствовать размеру и марке провода.
Упаковки должны упаковываться бумагой, способной защитить изоляцию провода от повреждений во время транспортировки. Наибольший вес ящика с проводом не должен быть тяжелее 80 кг.
К барабану и катушке прикладывается ярлык с обозначением завода изготовителя, массы, типоразмера и марки поволоки, а также других параметров.

Как выбрать обмоточные провода для двигателя

Подбор необходимого провода для перемотки электродвигателей, выполняется с учетом класса термостойкости, допускаемого слоя изоляции и другими требованиями.

Минимальной толщиной слоя изоляции обладают эмалевые обмоточные провода. Их используют при повышенном проценте заполнения паза во время намотки. Гладкая поверхность изоляции облегчает их укладку в пазы, а небольшая ее толщина при повышенной теплоотдаче обеспечивает защиту от перегрева.

Использование эмалированных проводов должно соответствовать определенным видам лаков и растворителей, используемых на конкретном предприятии, или тем маркам лаков, которыми предприятие в состоянии обеспечить. Существуют растворители и лаки, которые способны разрушить эмаль. А также, при нагревании до 170 градусов эта изоляция становится пластичной, что не позволяет применять ее для обмоток роторов, вращающихся с большой угловой скоростью.

Максимальную толщину изолированного слоя имеет проволока для обмотки с комбинированным и волокнистым слоем. Ее использование запрещается для обмоток, находящихся в агрессивной или влажной среде. Для таких целей целесообразно использовать обмоточные провода, оснащенные стеклянной изоляцией, но малая прочность изоляции накладывает определенные ограничения на использование таких проводов. Хотя по термостойкости провода со стеклянной изоляцией подходят для подобных классов обмоток. При приобретении обмоточной проволоки нужнее учитывать, что стоимость провода одного типоразмера зависит от марки. При производстве ремонта низковольтных электрических машин цена провода будет составлять большую часть финансовых затрат от полной стоимости ремонта. В связи с этим необходимо учесть технические и экономические факторы выбора, то есть, цену и технические параметры.

Обмоточный провод для перемотки и ремонта электродвигателей

Обмоточный провод, который применяется для ремонта или перемотки электродвигателя производится круглым или прямоугольным сечением. Подразделение на марки обмоточных проводов зависит от материала изготовления токоведущей жилы, а также вида и метода наложения изолирующего слоя.

Наибольшее распространение получили обмоточные провода с жилой из меди.

Материал изоляции, применяемый для обмоточного провода.

Изготовление обмоточного провода может быть осуществлено с изоляцией из эмали, волокнистого материала и комбинированной.

При производстве волокнистой изоляции в качестве материала может применяться специальная бумага, хлопчатобумажная ткань, капрон, лавсан, натуральный шелк, а так же асбест и стекло. Изоляция может представлять собой обмотку или оплетку (чулок), а наложение слоев волокна производится в один или более слоев.

При производстве эмалевой изоляции применяются эмали, изготовленные на разной основе.

Марка обмоточного провода, как правило, имеет буквенное обозначение. Первая буква всегда «П» – провод. Следующие буквы сообщают тип и материал изоляции. Эмалевая изоляция всегда начинается буквой «Э». В обозначении некоторых марок проводов встречаются и цифры 1 или 2, расположенные в конце обозначения. Цифра 1 сообщает о средней толщине изоляции, а 2 – об усиленной толщине.

Чтобы точно определить какой провод перед вами достаточно посмотреть расшифровку его обозначения в электротехнических справочниках.

Выбирая провод для осуществления ремонта или перемотки электрического двигателя необходимо учитывать множество факторов. Среди которых: класс стойкости к нагреванию, толщина изоляции и требования влагостойкости, морозоустойчивости, химической стойкости и механическим характеристикам изоляции.

При этом необходимо учитывать, что эмалевая изоляция обладают наименьшей толщиной и обеспечивает наиболее гладкую поверхность. Эти качества обеспечивают простоту укладки провода в пазы и относительно высокую теплопроводность, а значит низкий перегрев обмотки.

Волокнистая и комбинированная изоляции обладают большей толщиной. Эксплуатация проводов, с изоляцией такими материалами, не допускается в условиях высокой влажности или агрессивной среды.

К обмоточному проводу предъявляются определенные требования:

Слой изоляции на обмоточном проводе должен быть нанесен равномерно. Наложение обмотки на обмоточный провод должно осуществляться плотно, без ребристости, утолщений и просветов. Эмалевые наплывы и утолщения оплетки допускаются в отдельных точках изоляции в пределах допуска, который установлен для данной марки провода.

Обмоточный провод может поставляться в катушке, барабане или бухте. Форма поставки определяется маркой и размерами провода. Независимо от формы поставки намотка провода должна быть ровной, плотной, перепутывание витков не допускается. Если в упаковке присутствует несколько отрезков провода, то их количество строго ограничивается и зависит от марки и размера провода.

Катушки и барабаны обязательно обертываются бумагой, которая защищает изоляцию от повреждений при осуществлении транспортировки. При этом катушки укладываются в ящики. Ящики с обмоточным проводом имеют ограничение по весу, который не должен превышать восьмидесяти килограмм. При поставке провода в бухтах, он перевязываются, и оборачивается мешковиной или рогожей.

Каждая катушка, барабан или бухта провода снабжается ярлыком, на котором указан завод-изготовитель, марка, размер и вес обмоточного провода, и другие данные, характеризующие его.

Обмоточный провод должен храниться в сухом месте.

Также советуем статью про силовой кабель ПвВГ

Провод обмотки катушки — провод MWS

Провод MWS / магнитный провод / провод обмотки катушки

Прямоугольный изолированный магнитный провод в катушке электродвигателя

Катушки создают магнитное поле двигателей, трансформаторов и генераторов и используются в производстве громкоговорителей и микрофонов. Форма и размер проволоки, используемой в обмотке катушки, предназначены для выполнения определенной цели.

На конструкцию обмоток катушки сильно влияют такие параметры, как индуктивность, потери энергии (добротность), прочность изоляции и напряженность требуемого магнитного поля.

Эффективные катушки сводят к минимуму количество материалов и объемов, необходимых для данной цели. Отношение площади электрических проводников к предусмотренному пространству для обмотки называется «коэффициентом заполнения». Поскольку у круглых проводов всегда будет некоторый зазор, а у проводов также есть некоторое пространство, необходимое для изоляции между витками и между слоями, коэффициент заполнения всегда меньше единицы. Для достижения более высоких коэффициентов заполнения можно использовать прямоугольную, квадратную или плоскую проволоку.

Квалифицированные специалисты MWS производят магнитную проволоку высочайшего качества, используемую в обмотках по индивидуальному заказу. Чтобы поговорить с торговым представителем, свяжитесь с нами относительно ваших требований.

Свяжитесь со специалистом по катушке здесь

Тенденции в намотке катушек требуют индивидуальной конструкции, жестких спецификаций и высококачественной намотки.

Модуль привода электромобиля выигрывает от использования квадратного магнитного провода

Квадратный магнитный провод полезен при ограниченном пространстве. При формовании в катушку эквивалентное количество квадратной проволоки, помещенной в катушку, может быть помещено в более плотную конфигурацию катушки, чем такое же количество круглой проволоки. Это позволяет инженерам создавать компактные катушки и небольшие двигатели, которые обеспечивают большую мощность в меньшем пространстве. Противоположностью этому была бы случайная структура проволоки в пространстве обмотки, которая называется «дикой обмоткой».

Для большей эффективности и снижения нагрева плотная упаковка проводов уменьшает воздушное пространство и обеспечивает более высокий коэффициент заполнения. Для наилучшей укладки круглых проводов на многослойной обмотке провода верхнего слоя находятся в пазах нижнего слоя не менее чем на 300 градусов окружности витка. Провода занимают плотный пакет, который называется «Ортоциклическая обмотка».

Свободная обмотка

Свободная обмотка дает плохой коэффициент заполнения

Этот тип обмотки, иногда называемый беспорядочной обмоткой, приводит к плохим коэффициентам заполнения. Случайное размещение проводов приводит к более широкому распределению результирующей длины проводов по корпусу катушки и, следовательно, к более широкому диапазону электрических сопротивлений катушки. Несмотря на эти недостатки, он распространен в массовом производстве, может наматываться с очень высокой скоростью и требует очень небольшого присутствия оператора или машины, используемой для его производства. Обмотки в основном используются в катушках реле, небольших трансформаторах, катушках зажигания, небольших электродвигателях и, как правило, в устройствах с относительно небольшим сечением проводов до 0,05 мм. Достигнутые коэффициенты заполнения при использовании круглых проводов составляют от 73% до 80% и ниже по сравнению с ортоциклическими обмотками с 9Коэффициент заполнения 0%.

Провод обмотки тороидальной катушки

Индукционная тороидальная катушка с магнитным ферритовым сердечником использует обмотку из медного провода.

Тороидальные катушки используются при работе с электричеством, имеющим низкую частоту. Тороид действует как индуктор, повышающий частоту до соответствующих уровней. Катушки индуктивности — это пассивные электронные компоненты, поэтому они могут накапливать энергию в виде магнитных полей. Тороид крутится, и с этими витками индуцируется более высокая частота. Тороиды более экономичны и эффективны, чем соленоиды. Тороидальная обмотка создается путем наматывания медного провода через круглое кольцо и его равномерного распределения по окружности. Несмотря на высокий уровень ручного труда из-за низкого рассеяния магнитного потока (MFL –Leakage inductance), тороидальная обмотка обеспечивает низкие потери в сердечнике и удельную мощность.

Двигатели с электронной коммутацией (EC)

Двигатели EC производят больше мощности при меньшем пространстве

Из-за необходимости более высокой плотности мощности в технологии обмотки двигателя все чаще используются бесщеточные приводы EC (двигатели с электронной коммутацией) с роторами с постоянными магнитами. вместо асинхронной технологии. Благодаря компактной конструкции содержание меди во многих случаях можно сократить вдвое.

Производители электродвигателей также требуют большей гибкости технологии производства. Для производства асинхронных двигателей обычно используются системы втягивания, которые сначала наматывают катушки с воздушным сердечником, а затем втягивают их в статор с помощью инструмента. Напротив, концентрированная обмотка статоров EC более гибка в производственном процессе, экономит энергию при реализации, лучше регулируется во время работы и требует меньше места.

Спиральная обмотка

Проволока уложена спирально в каждом слое. Из-за того, что направление движения от слоя к слою меняется с правого на левое, провода пересекаются и располагаются в зазоре нижележащего слоя. Проволочная направляющая нижнего слоя отсутствует. Если количество слоев превышает определенный предел, структура не может поддерживаться и создается дикая обмотка. Этого можно избежать, используя изоляцию отдельного слоя, которая необходима в любом случае, когда разность напряжений между слоями превышает предел прочности изоляции медного провода.

Ортоциклическая намотка

Ортоциклическая структура намотки обеспечивает оптимальный коэффициент заполнения (90,7%) для круглых проводов. Обмотки верхнего слоя необходимо разместить в пазах нижнего слоя.

Прямоугольный магнитопровод, используемый в ортоциклической обмотке

Наилучшее использование объема достигается, когда обмотка параллельна фланцу катушки на большей части ее окружности. Когда обмотка размещена вокруг корпуса катушки, она встретится с ранее расположенным проводом и должна сделать шаг с размером сечения провода. Это движение называется извилистым шагом. Ступень намотки может занимать площадь до 60 градусов окружности катушки для круглых катушек и занимает одну сторону прямоугольных катушек. Площадь шага намотки зависит от сечения проволоки и геометрии бобины катушки.

Если этап намотки не может быть выполнен должным образом, то способность проволоки к самонаведению теряется, и получается дикая обмотка. В целом, первый входящий провод во многом определяет расположение и качество шага намотки. Следует признать, что провод должен входить в пространство обмотки под, возможно, плоским углом. Таким образом, можно избежать ненужного изгиба провода и свести к минимуму необходимое пространство для второй ступени намотки.

Для катушек с ортоциклической намоткой ступени намотки всегда располагаются в области входа провода в пространство намотки и продолжаются по спирали против направления намотки. Следовательно, большая ширина намотки катушки приводит к большей площади шага намотки по окружности катушки. Созданное смещение приводит к другому положению шага слоя, от первого ко второму слою, по сравнению с вводом провода. Это поведение повторяется с каждым слоем, что приводит к спиралевидной поперечной секции на стороне обмотки. При пересечении проводов в поперечном сечении результирующая высота намотки увеличивается. В результате катушки с ортоциклической намоткой с круглым заземлением никогда не бывают круглыми в поперечном сечении, а радиально движущаяся обмотка и ступенька слоя создают форму горба. Опыт показал, что в зависимости от ширины намотки, диаметра катушки и провода сечение поперечного сечения примерно на 5-10% больше, чем высота обычной намотки.

Геометрия трехпроводной обмотки

В идеале обмотка должна располагаться параллельно фланцу обмотки, соблюдая условие ортогональности. Необходимо подобрать ширину намотки по количеству витков на слой обмотки. Для площадей поперечного сечения катушки некруглой формы предпочтительно располагать область пересечения на малой стороне корпуса катушки, также называемой головкой обмотки. Это связано с тем, что некруглые катушки монтируются на корпусе из листового металла или расположены по кругу. Катушки должны быть достаточно маленькими, чтобы избежать контакта с соседней катушкой или пакетом листового металла. Для ортоциклических круглых катушек можно определить три геометрии обмотки:

1. Одинаковое количество витков на слой

2. Неравное количество витков на слой, начиная с укороченного слоя

3. Неравное количество витков на слой, начиная с более длинного слоя

9 0002 Выбор Используемая структура обмотки в основном зависит от конструкции катушки или корпуса катушки. Помимо прочего, необходимо учитывать имеющиеся пространственные условия для ширины и высоты намотки. Более того, можно влиять на расположение и конец последней обмотки, выбирая продуманную схему намотки. Высота намотки обмотки ортоциклической катушки определяется следующим уравнением:

h = [1+(n-1) – sin 60° – d
h – высота намотки
n – количество слоев
d – макс. сечение проволоки над лаком (CuL)

Ортоциклически намотанная катушка с окружностью слоев обмотки не менее 300° имеет самую плотную круглую упаковку поперечных сечений проволоки. Этот метод намотки обеспечивает самый высокий коэффициент заполнения и является лучшим способом заполнить имеющееся поперечное сечение обмотки круглыми проводами. Квадратные катушки рассматриваются как ортоциклически намотанные, когда намотка и скачок слоя происходят только на одной из сторон поперечного сечения обмотки.

Теоретически будет достигнут геометрический коэффициент заполнения 0,91. На практике, однако, это значение не может быть достигнуто, так как существует область скачка обмотки и слоя, а изоляция проводов не учитывается.

Усовершенствованные материалы для обмоток электродвигателей и генераторов

Более эффективные и экологически безопасные двигатели могут быть разработаны путем сосредоточения внимания на конструкции двигателя по частям, чтобы определить, где можно использовать новые материалы или конструкции для достижения наибольшего общего повышения эффективности. Повышение эффективности конструкции и работы двигателя начинается с самого основного, но, возможно, самого важного компонента двигателя: обмотки. Обмоточные материалы часто представляют собой изолированные провода, плотно свернутые вместе в плотную катушку, предназначенную для создания магнитного поля в ответ на электрический ток. Усовершенствованные обмотки электродвигателей могут стать ключом к улучшению характеристик электродвигателей в будущем. Конечно, потребность в эффективности и повышении производительности выходит за рамки электродвигателей, а также относится к другим устройствам, требующим плотной обмотки изолированного провода, таким как генераторы, трансформаторы и электромагниты.

Возможность делать двигатели легче и меньше необходима для достижения более высоких рейтингов энергоэффективности. В этой статье мы сосредоточимся на части обмотки или магнитной проволоки двигателя и рассмотрим обычные или современные материалы, которые используются для этих частей или которые могут быть использованы в будущем для улучшения веса, прочности, гибкости, тепловых/электрических характеристик. электропроводность и стоимость конструкций обмоток двигателя и генератора.

Медь

Медь является наиболее распространенным выбором магнитной проволоки из-за ее высокой проводимости и относительно низкой стоимости. Для большинства двигателей, подобных показанному ниже, мы используем медь с очень тонким эмалевым покрытием и плотно оборачиваем провод, чтобы создать обмотку, которая создаст электромагнитное поле для привода двигателя.

Фотография двигателя дрона, показанная выше, дает нам представление о том, сколько меди уходит на двигатель, и почему вес материала важен для повышения эффективности двигателя. Если бы мы смогли легко уменьшить вес всей этой меди на двигателе и сохранить его выходную мощность, это значительно уменьшило бы количество энергии, необходимой для полета дрона. Медь является отличным выбором для обмоток двигателя из-за ее высокой проводимости и относительно низкой стоимости, но это также очень плотный и тяжелый материал; это еще большая проблема для двигателей, используемых в электромобилях или самолетах, которые должны быть легкими. Медь прекрасно подходит для большинства применений в двигателях, но при рассмотрении веса, прочности и стабильности при высоких температурах или других сложных условиях нам следует рассмотреть некоторые другие потенциально лучшие материалы.

Алюминий

Если бы мы рассматривали только вес, алюминиевая проволока была бы отличным выбором для изготовления магнитной проволоки. Алюминий является коммерчески доступным вариантом магнитной проволоки, но, поскольку он обладает меньшей проводимостью, чем медь, для создания такой же выходной мощности потребуются провода большего диаметра и, соответственно, более мощные двигатели. Кроме того, алюминий более подвержен усталости при изгибе и легче ломается после повторяющихся движений. Еще одним недостатком алюминия является повышенная вероятность коррозии и сложность поддержания контактов в чистоте, что приводит к более высокому локальному сопротивлению и потенциальному тепловому отказу точки соединения. Улучшений можно добиться, используя комбинацию алюминия с другими металлами для увеличения проводимости, сохраняя тот же физический размер двигателя и ту же выходную мощность, что и двигатель с медными обмотками, при этом уменьшая вес.

Золото и серебро

Проволока из золота и серебра имеет низкое сопротивление, а также более устойчива к коррозии, чем алюминий или медь; на самом деле серебро проводит электричество немного лучше, чем сама медь. Однако и золото, и серебро значительно дороже меди. Повышенная стоимость и низкая доступность этих материалов затруднили бы их использование в качестве основных магнитных проводов для электромобилей и самолетов

Углеродные нанотрубки (УНТ)

Волокна и пряжа из углеродных нанотрубок привлекли внимание производителей электродвигателей и электроэнергетики благодаря невероятному сочетанию свойств, обеспечиваемых материалами УНТ. Волокна и пряжа из углеродных нанотрубок предлагают очень гибкий, прочный и легкий вариант для конструкций обмотки двигателя. Углеродные нанотрубки также обеспечивают более высокую проводимость, чем медь, на молекулярном уровне, хотя еще не было продемонстрировано, что нити УНТ могут достичь такого уровня проводимости в масштабе макроскопических волокон.

Современные современные волокна УНТ имеют проводимость, которая составляет 15–20 % от проводимости меди; учитывая это, необходимы дальнейшие улучшения, прежде чем волокна УНТ смогут стать конкурентоспособным материалом для большинства типов магнитопроводов. Использование волокон CNT в двигателях, работающих на более высоких частотах, может иметь преимущество, поскольку электрические характеристики меди снижаются при работе на более высоких частотах по сравнению с волокнами CNT.

Гибкость волокон УНТ значительно превосходит медь и сопоставима с гибкостью текстильной нити, способной выдерживать миллионы циклов изгиба. В сочетании с высокой прочностью этот уровень гибкости может позволить повысить эффективность упаковки обмоток двигателя и обеспечить более быстрые и надежные методы установки для создания улучшенных конструкций магнитных проводов. Волокна и пряжа УНТ также являются самым легким вариантом для магнитной проволоки, поскольку их толщина составляет 9раз легче медной проволоки и в 3 раза легче алюминиевой проволоки.

Одним из основных недостатков использования нитей УНТ в качестве обмоток двигателя является стоимость материала; эти волокна в настоящее время являются одной из более дорогих альтернатив алюминию и меди и дороже золота и серебра. По мере роста спроса на волокна из углеродных нанотрубок и развития технологий производства волокна из углеродных нанотрубок могут стать более конкурентными в области магнитных проводов с точки зрения цены за фунт.

Форма провода

Выбор материала играет большую роль в выборе подходящего магнитного провода, но изменение формы провода также может раскрыть больший потенциал эффективности. Форма и состав каждого из материалов, которые мы обсуждали до сих пор, могут быть изменены до некоторой степени; например, большинство материалов для проводки обычно имеют круглое поперечное сечение, но также могут иметь форму пленки или ленты. Основным преимуществом ленточной формы является повышенная плотность упаковки по сравнению с круглой проволокой. Более высокая плотность упаковки может привести к более компактному двигателю с той же выходной мощностью; однако эта конструкция имеет некоторые недостатки. Общие проблемы с проводом в ленточном формате включают удержание тепла, гибкость и сложность установки. При правильном сочетании изоляционных материалов гибкость, теплоемкость и прочность пленок из углеродных нанотрубок могут сделать их интересным вариантом для проводки плоских магнитов.

Гибридный провод

Вместо того, чтобы рассматривать только один материал для улучшения магнитной проводки, мы также должны учитывать, что комбинация правильных материалов может дать наилучший результат. Не все электродвигатели и генераторы сконструированы одинаково, и не все двигатели и генераторы пытаются выполнять одну и ту же работу; когда мы сравниваем требования к самолетам и требования к локомотивам, мы видим большое количество различий (одна из них заключается в том, насколько критическим может быть вес двигателя). Единственное требование, универсальное для всех приложений, — это повышение эффективности энергопотребления. Тем не менее, разработчики будущих моторных технологий должны учитывать потребности каждого отдельного приложения и непредвзято относиться к материалам, которые могут создать надлежащий гибридный материал для достижения желаемой цели.

Одним из хороших примеров гибридного провода является комбинация медных и углеродных нанотрубок. Эта комбинация материалов может обеспечить провода с термической стабильностью, намного более высокой, чем у меди. Для двигателей, которые работают на более высоких частотах и в более высоких диапазонах температур, мы могли бы увидеть, что композит CNT-Cu может стать следующей версией коммерческой меди в качестве магнитной проволоки для поддержания эффективности электродвигателей и генераторов, работающих в суровых и сложных условиях.

В видео ниже мы кратко рассмотрим некоторые экспериментальные работы, которые были выполнены в DexMat для создания композитных проводов CNT-Cu.

Posted inПопулярное