Los motores son una parte esencial en el proceso de conversión de energía, y su rendimiento y fiabilidad están estrechamente relacionados con los materiales aislantes. Estos materiales se utilizan principalmente para separar las partes eléctricas que generan energía de aquellas que la consumen Los bobinados con diferentes potenciales en el motor permiten que la corriente fluya por una ruta predeterminada, al mismo tiempo que proporcionan soporte mecánico, disipación de calor y protección.

En el pasado, los materiales aislantes a menudo se pasaban por alto; no obstante, a medida que los motores alcanzan mayor potencia, velocidades más elevadas y operan en entornos más hostiles, su importancia es cada vez más evidente La importancia de esto se ha vuelto cada vez más evidente. En los últimos años, también se han establecido estándares industriales al respecto Los materiales utilizados en los motores se han ido mejorando continuamente. Por ejemplo, la serie de normas IEC 60034-18 ha demostrado que estos materiales son clave para influir en el rendimiento, la vida útil y la seguridad de los motores.

l Tendencias en el desarrollo motor

Los motores modernos tienden a alcanzar una mayor densidad de potencia, una mayor eficiencia y un voltaje más elevado. Por ejemplo, en el ámbito de los vehículos de nueva energía, el voltaje del sistema del motor de propulsión ha aumentado con respecto a los valores tradicionales La tensión puede variar entre 400 V y 800 V, e incluso más; además, la eficiencia del motor en algunos modelos ha superado el 98 %. Con el objetivo de lograr un rendimiento óptimo, muchos fabricantes han comenzado a desarrollar motores de alta velocidad. Hoy en día, la velocidad máxima de los motores de propulsión de los automóviles de pasajeros ya ha superado los 30.000 revoluciones por minuto, y se espera que alcance las 35.000 revoluciones por minuto en unos pocos años. Aunque la alta velocidad y la alta tensión mejoran el rendimiento general, también conllevan ciertos inconvenientes… Existen desafíos técnicos importantes, como el envejecimiento del aislamiento y problemas más complejos de compatibilidad electromagnética.

La tecnología de refrigeración del motor también es importante Se está innovando constantemente en este ámbito, con aplicaciones que van desde el enfriamiento por agua hasta el enfriamiento por aceite, con el objetivo de resolver el problema de la disipación de calor generado por la alta densidad de potencia. En términos de diseño, los motores con bobinado en forma de horquilla y cables planos se utilizan ampliamente debido a su alto grado de ocupación de las ranuras, su alta eficiencia y su facilidad de automatización. Por lo tanto, casi todas las plataformas de alta tensión superiores a 800 V emplean motores con cables planos. Estos cambios han aumentado los requisitos para los materiales aislantes y se han convertido en una fuerza impulsora para el avance de la tecnología de aislamiento.

l Evolución del papel de los materiales aislantes

En el pasado, los materiales aislantes utilizados en los motores de baja tensión servían principalmente para prevenir cortocircuitos y resistir el calor. Si no ocurría ninguna avería, el motor funcionaba normalmente. Hoy en día, las fallos en el aislamiento se han convertido en un problema común en los motores accionados por sistemas de control de frecuencia variable Alrededor del 60-70 % de los fallos en el estator se deben a daños en el aislamiento. Especialmente en motores de alta potencia y alta velocidad, la durabilidad del aislamiento suele determinar la vida útil general del motor; además, las altas temperaturas y las cargas pulsantes aceleran el envejecimiento del aislamiento. Al mismo tiempo, la necesidad de obtener un rendimiento elevado requiere que el material aislante sea lo más delgado posible, lo que también aumenta la complejidad del diseño.

l Las nuevas tecnologías plantean desafíos a los requisitos de aislamiento

Las nuevas tendencias y desafíos en la tecnología de motores imponen requisitos más estrictos a los materiales aislantes:

- Alto voltaje y alta frecuencia:   Los accionamientos de frecuencia variable y la alta tensión someten a los materiales aislantes a grandes cargas eléctricas El estrés eléctrico aumenta la probabilidad de que ocurran descargas parciales, lo que requiere una tensión de inicio de dichas descargas y una mayor resistencia a la corona.

- Altas temperaturas y disipación de calor: Una alta densidad de potencia aumenta la generación de calor en la mayoría de los motores, por lo que es necesario mejorar el nivel de resistencia al calor de los materiales aislantes (que actualmente es de 180…) ° De C a 220 ° C o superior), así como la coeficiente térmico… Es necesario mejorar la conductividad para reducir el sobrecalentamiento.

- Enviro Refrigeración y enfriamiento: Los nuevos métodos de refrigeración (como el enfriamiento con aceite) requieren que los materiales aislantes sean resistentes al aceite y a las sustancias químicas; además, las exigencias impuestas por diferentes condiciones ambientales también influyen en estas necesidades Estos elementos también aumentan la complejidad del diseño.

- Maquinaria y procesos:   La producción automatizada requiere que los materiales cuenten con una resistencia mecánica y una estabilidad suficientes, mientras que los motores de rotación rápida necesitan que su estructura aislante también sea resistente al desgaste.

l Principales tipos de materiales aislantes

El sistema de aislamiento de un motor generalmente está compuesto por una variedad de materiales, entre los cuales se incluyen el aislamiento primario y otros componentes relacionados con la protección contra la humedad Aislamiento secundario. El aislamiento primario incluye cables, elementos de aislamiento para ranuras y otras piezas pequeñas. Seco Un aislamiento adecuado proporciona beneficios adicionales Proporciona un soporte mecánico y una protección adecuados.

Los principales materiales aislantes utilizados actualmente en los motores son…:

- barniz aislante para hilos esmaltados:   Un producto recién desarrollado, resistente a la corona eléctrica, al que se han añadido nanomateriales para mejorar su capacidad para resistir las descargas parciales.

- Papel aislante y materiales compuestos flexibles: Estos materiales pueden alcanzar un nivel de resistencia al calor superior al nivel H y se están dirigiendo hacia ser más delgados y más eficientes Se proporcionaron instrucciones para mejorar la estabilidad en condiciones de vibración.

- Imbebición de resinas y materiales para macetas:   A partir de la tradición Disolvente adecuado Basadas en fórmulas sin disolventes y de baja volatilidad, para reducir el impacto ambiental Impacto mental. Al mismo tiempo, un alto coeficiente térmico… Se han comenzado a utilizar barnices de impregnación y pegamentos para encapsulación que cumplen con las necesidades de los motores sometidos a altas cargas térmicas.

l Escenarios de aplicación típicos

  Diferentes escenarios de aplicación imponen requisitos distintos a los materiales aislantes para motores. A continuación se presentan ejemplos de vehículos de energía nueva, motores de alta velocidad y motores aeroespaciales, a fin de ilustrar las manifestaciones específicas de este aumento en los requisitos relacionados con los materiales aislantes La importancia de los materiales aislantes.

- Motores de accionamiento para vehículos de nueva energía: La alta tensión y el rápido cambio de estado en los vehículos eléctricos plantean grandes desafíos para los materiales aislantes; por lo tanto, se necesitan diseños de mayor calidad para garantizar su rendimiento y seguridad.

- Motores de alta velocidad:   Cuanto mayor es la velocidad, mayor es la pérdida. Para garantizar la estabilidad a largo plazo del aislamiento, es necesario utilizar materiales resistentes a las altas temperaturas y adoptar medidas de refuerzo mecánico.

- Motores aeroespaciales: Al trabajar en entornos de gran altitud y baja presión, las exigencias en materia de aislamiento son más elevadas; por lo tanto, estos motores deben estar diseñados de manera más avanzada para poder hacer frente a cambios drásticos de temperatura y vibraciones intensas, con el fin de garantizar la seguridad.