عایق سیم پیچی الکتروموتور چیست؟
در سیستم‌های برق و الکتریسیته اجسام به دو دسته تقسیم می‌شوند؛
- رسانا
- نارسانا
هدایت یا رسانایی الکتریکی به توانایی یک ماده در انتقال انرژی گفته می‌شود. در نقطه مقابل؛ نارسانا یعنی عدم توانایی انتقال انرژی. در یک الکتروموتور برای هدایت جریان الکتریکی به یک مسیر مشخص، هم از اجزای رسانا استفاده می‌شود و هم نارسانا. سیم‌های مسی به کار رفته در سیم پیچی بخش رسانا و ورق عایق‌های مورد استفاده در سیم پیچی الکتروموتور ها بخش نارسانا هستند.
انواع عایق سیم پیچی وظیفه جداسازی الکتریکی را بین شیارهای حاوی سیم ها، بر عهده دارد. این عایق‌ها با توجه به نوع و قدرت الکتروموتور، ترکیبات متفاوتی دارند و در رده‌های مختلف دسته بندی می‌شوند. در ادامه به انواع عایق برای سیم پیچی اشاره کرده ایم.
انواع عایق مورد استفاده در سیم پیچی الکتروموتورها
الکتروچکاپ در سیم پیچی الکتروموتور سه فاز و تک فاز از سه نوع ورق استفاده می‌کند که شامل؛
- ورق عایق رادیولوژی
عایق رادیولوژی نسبت به برشمان قیمت پایین‌تری دارد. معمولاً از این ورق برای سیم پیچی الکتروموتور تک فاز و در کل الکتروموتورهای خیلی سبک استفاده می‌شود. معمولاً این ورق برای عایق کاری الکتروموتور با قدرت یک اسب، یک و نیم و نهایتا دو اسب (به ندرت) کاربرد دارد.
- ورق عایق برشمان
عایق برشمان کاغذی به رنگ سبز تیره و یا خاکستری، ساخته شده از سلولز طبیعی عاری از مواد شوینده و فاقد از هرگونه مواد چسبنده است. کاغذ برشمان از جمله مواد عایق الکتریکی مناسب جهت کلاس A (معادل 105 درجه حرارت). یعنی این عایق می‌تواند تا دمای 105 درجه سانتیگراد را تحمل کند و اگر دما بیشتر از این مقدار شود، کم کم عایق ذوب می‌شود.
وقتی سیم پیچی انجام شد داخل هر شیار، قسمتی که به بدنه متصل است با ورق مایلر عایق کاری می‌شود. این موضوع به قدرت الکتروموتور بستگی دارد. قاعدتاً هر چه قدرت بیشتر شود باید از عایق قطورتری استفاده کرد. وقتی که سیم پیچی انجام شد و سیم ها داخل شیار قرار گرفتند، برای روی سیم ها از ورق برشمان استفاده می‌شود. ورق برشمان در سایزهای 20، 30 و 40 میکرون عرضه می‌شود.
کاغذ برشمان گران قیمت است و به همین خاطر برخی از سیم پیچ ها برشمان را در فرآیند سیم پیچی حذف می‌کنند و مواد بی کیفیت و ارزان را جایگزین می‌کنند. برخی ورق ها نیز به دلیل قیمت بالا اصلاً مقرون به صرفه نیستند و به ندرت مورد استفاده قرار می‌گیرند، مگر در جریان تولید الکتروموتور و توسط کارخانه (الکتروموتور فابریک).
- ورق عایق مایلر
از ورق مایلر جهت عایق بین دو لایه و برای شیاربندی داخل شیارها در انواع الکتروموتورهای کوچک و بزرگ و ترانسفورماتور خشک و سایر ماشین‌های الکتریکی استفاده می‌شود. این ورق نیز در سایزهای 20 و 30 میکرون عرضه می‌شود.
در نظر داشته باشید که؛ یک دسته بندی بر اساس کلاس عایق بندی و درجه حرارت وجود دارد (مطابق با جدول زیر). اما الکتروچکاپ در این مقاله قصد دارد، به انواع ورق عایق‌های مورد استفاده در سیم پیچی الکتروموتورها بپردازد.
|
کلاس عایق
|
حداکثر درجه حرارت مجاز
|
|---|---|
|
Y
|
90
|
|
A
|
105
|
|
E
|
120
|
|
B
|
130
|
|
F
|
155
|
|
H
|
180
|
|
C
|
بالاتر از ۱۸۰
|
عوامل موثر بر عمر عایق
به طور کلی عایق‌ها تنوع زیادی دارند. انواع عایق‌های الکتریکی که در صنعت برق به کار می‌رود شامل؛ گاز (مانند: SF6)، مایع (مانند: روغن عایق ترانسفورماتوری) و جامد (مانند:میکا، پولیمر، رزینها، کتان، سلولز، فیبر، شیشه و سیلیکون) می‌شود. عوامل زیادی بر روی عمر تجهیزات به کار رفته در الکتروموتور و بویژه بر روی عمر عایق تاثیر می‌گذارد. این عوامل را به دو دسته کلی تقسیم می‌کنیم؛
- کیفیت شامل؛ استاندارد، طراحی، انتخاب کلاس عایقی و مواد مناسب از سازنده معتبر با توجه به درجه حرارت و شرایط محیطی محل کار
- عوامل مخرب شامل؛ حرارت، رطوبت، مواد شیمیایی و آلودگی، لرزش، ضربه مکانیکی و اتصال کوتاه
چرا کیفیت عایق سیم پیچی مهم است؟
در جریان ساخت و تولید الکتروموتور برای هدایت جریان الکتریکی از ورق های عایق استفاده می‌شود. زیرا اگر سیم با عایق از بدنه جدا نشود، الکترون‌های به سمت بدنه الکتروموتور که از جنس آهن بوده و رسانا است، هدایت می‌شوند. در واقع با ورود جریان برق به تجهیز، الکترون ها به یکدیگر ضربه می‌زنند تا مسیر خود را طی کنند. وقتی الکتروموتور به برق متصل باشد یعنی الکترونها دارای انرژی هستند. اگر این سیم عایق نداشته باشه، این الکترونها به هر جسم رسانایی برخورد کنند، الکترون‌های آن را فعال می‌کنند.
اگر الکتروموتور را سیم پیچی کنید و سیم ها عایق نداشته باشد کل سیستم موتور دارای جریان برق می‌شود. طبیعتا این مساله به برق گرفتگی منتهی شده و به همین دلیل مهم است. با عایق‌های نارسانا، جریان را فقط در مسیری که می‌خواهیم هدایت می‌کنیم. بنابراین هم وجود عایق اهمیت دارد و هم نوع و کیفیت آن.
اگر عایق نباشد هم خطر برق گرفتگی بشدت بالا می‌رود و هم الکتروموتور سریعاً می‌سوزد. انتخاب نوع عایق بر اساس قدرت الکتروموتور انجام می‌گیرد. اگر عایق با قدرت تناسب نداشته باشد یا بی کیفیت باشد حرکت الکترونها باعث داغ شدن سیم پیچی می‌شود. دمای بیش از حد، باعث انتقال جریان برق به بدنه آهنی الکتروموتور، ذوب شدن سیم‌ها، از بین رفتن سیم پیچی و در نهایت سوختن الکتروموتور می‌شود.
