電動モーターで主に使用されるワイヤのタイプは、磁石ワイヤと呼ばれ、巻きワイヤまたはエナメルワイヤとも呼ばれます。そのユニークな構造は、電磁アプリケーションの需要を処理するために特別に設計されています。
導体材料:マグネットワイヤのコアは通常、銅から作られています。銅は、その優れた電気伝導率のために選択され、モーターの動作中のエネルギー損失(および熱生成)を最小限に抑えます。あまり一般的ではありませんが、アルミニウムは導体として、特に重量やコストが大きな考慮事項である用途でも使用できますが、銅よりも導電率が低くなります。
断熱:これは、マグネットワイヤの特徴です。断熱用の厚いプラスチックまたはゴム製のジャケットを備えた通常の電線とは異なり、磁石ワイヤーには非常に薄く、非常に耐久性のある断熱材が導体に直接適用されます。この断熱材の目的は重要です。モーターの巻線内の個々のワイヤのターン間の短絡を防ぎ、磁場を効果的に生成できるようにするためです。
一般的な絶縁材料は、単一層または複数の層で適用できるさまざまなポリマーフィルムです。最も頻繁に使用されるポリマーには次のものがあります。
ポリビニルフォーマル(Formvar):良好な機械的特性で知られている古いがまだ使用されている断熱材。
ポリウレタン:優れたはんだき性を提供するため、断熱材を剥がすことなく接続を簡単に終了できます。
ポリアミド:良好な機械的強度と耐摩耗性を提供します。
ポリエステル:良好な熱および耐薬品性の一般的な汎用断熱材。
ポリエステル - イミドおよびポリアミド - イミド(アミド - イミド):これらは、より高い温度評価と機械的および化学的耐性の改善によく使用され、モーターアプリケーションを要求するのに適しています。
ポリイミド:非常に高温耐性と優れた誘電体強度で知られており、極端な熱環境で動作するモーターで使用されています。ポリマーフィルムを超えて、他の断熱材は、特に大型モーターまたはトランスで特定の用途にあります。
ワニスを備えたグラスファイバー糸:良好な機械的強度と熱抵抗を提供します。
Aramid Paper(例:Nomex):優れた熱安定性と機械的靭性を提供します。
クラフトペーパー:一部の古いまたは専門的な低電圧アプリケーションで使用されます。
MICAおよびポリエステルフィルム:特定の電気および熱特性にも使用できます。
ワイヤ形状:マグネットワイヤの最も一般的な形式は丸いものの、他の形状で製造されて、モーターの設計内でスペースの利用とパフォーマンスを最適化することもできます。これらには以下が含まれます:
長方形:多くの場合、より大きなモーターで使用されるか、スペースを効率的に充填することが重要なコンパクトコイル設計に使用されます。
正方形:長方形と同様に、スペースを埋めるための優れた要因を提供します。
リボン(フラット):非常に低いプロファイルの巻線が必要な高度に専門化されたアプリケーションで使用されます。
一次機能:電気モーターの磁石ワイヤの中核的な目的は、電気エネルギーの磁気エネルギーへの効率的な変換を促進することです(および逆も同様です)。これらの断熱ワイヤを正確に巻き付けることにより、電磁コイルが形成されます。電流がこれらのコイルを流れると、モーターが動作するのに必要な回転力(トルク)を生成するために相互作用する磁場を生成します。
特定のタイプの磁石ワイヤの選択、特に断熱材は重要であり、モーターの動作温度、必要な電圧定格、耐える機械的応力、化学物質や水分への曝露などのさまざまな要因に依存します。高度な断熱技術は、モーターの効率、信頼性、寿命に大きく貢献しています。
あなたは、英語で電動モーターで使用されるワイヤーの種類のより詳細な説明を求めています。これが拡張された説明です:
電気モーターで使用される特殊なワイヤは、主にマグネットワイヤとして知られており、巻きワイヤまたはエナメルワイヤとも呼ばれます。このタイプのワイヤーは、電気エネルギーを機械的運動に変換する磁場を生成するコイルを形成する電気モーターの動作に絶対に基本的です。
その重要な特性とそれがとても重要な理由を分解しましょう。
導体材料:主に銅(代替としてアルミニウムを含む)
銅:圧倒的に、マグネットワイヤーは非常に純粋でアニールされた銅から作られています。銅はその並外れた電気伝導率のために選択されています。つまり、電流の流れに対する抵抗が非常に低いことを意味します。これにより、エネルギー損失が熱(I²R損失)として最小限に抑えられ、モーターがより効率的になります。その延性(薄いワイヤに引き込む能力)と柔軟性(コイルに形成される能力)も重要な利点です。
アルミニウム:あまり一般的ではありませんが、アルミニウム磁石ワイヤは、特に大規模なモーターと変圧器で、主にコストの節約と減量のために使用されます。ただし、アルミニウムは銅よりも導電率が低いため、同じ電気抵抗を達成するにはアルミニウムワイヤのより大きな断面積が必要です。アルミニウムは、酸化による接続の課題も提示します。
断熱:重要な薄層
これは、マグネットワイヤーを本当に定義するものです。比較的厚いプラスチックまたはゴム製シースを備えた通常の断熱ワイヤ(家の配線など)とは異なり、マグネットワイヤには非常に薄く、しかし信じられないほど丈夫な断熱層が導体に直接塗られています。この「エナメル」コーティングは、硝子体エナメル質(陶器のような)ではなく、特殊なポリマーフィルムです。
断熱目的:断熱は、密着したモーター巻線内の隣接するワイヤのターン間の短絡を防ぐために不可欠です。この断熱がなければ、電流は望ましい経路をバイパスし、非効率、過熱、および運動不全につながります。
一般的な断熱材:使用されるポリマーは、特定の熱、機械、および化学的特性に合わせて設計されています。一般的なタイプは次のとおりです。
ポリビニルフォーマル(Formvar):良好な接着と柔軟性で知られている古いがまだ使用されている断熱材。
ポリエステル/ポリエステル - イミド:良好な熱および機械的特性のために広く使用されています。
ポリアミド - イミド(PAI):特に高温で、耐摩耗性と耐薬品性を高めるために、ポリエステルまたはポリエステル - イミドの上のトップコートとしてよく使用されます。
ポリイミド(ML):優れた高温耐性を提供し、航空宇宙や高性能モーターなどの要求の多い用途に適しています。
ビルドの厚さ:断熱材は、断熱層の厚さを指す、異なる「ビルド」(単一、重い/二重、トリプル)で提供されます。厚いビルドは、より良い誘電強度(断熱能力)を提供しますが、銅の充填因子を減らします(特定の体積では銅が少なくなります)。
熱クラス:断熱は「熱クラス」によって評価され、劣化なしに耐えることができる最大連続動作温度を示します。一般的なクラスには、130°C(クラスB)、155°C(クラスF)、180°C(クラスH)、および200°C(クラスN)が含まれます。より高い熱クラスは、動作中に大幅な熱を生成するモーターに不可欠です。
ワイヤー形状:ラウンドを超えて
丸いワイヤ:これは、モーター巻線の大部分で使用される最も一般的な形式です。
長方形/正方形/リボンワイヤ:「充填係数」(特定のスペースに詰め込まれた銅の量)を最大化するアプリケーションの場合、またはより良い熱散逸の場合、磁石ワイヤーは長方形、正方形、または平らな「リボン」断面で供給できます。これにより、密度の高い巻線パターンが可能になります。
モーターでの仕組み:
電気モーターは、磁場の相互作用に依存しています。磁石ワイヤは、磁気コア(多くの場合積層鋼)の周りにコイルに巻き込まれます。電流がこれらのコイルを流れると、電磁場が作成されます。
正確な巻線パターンとターン数は、磁場の強度と特性を決定する重要な設計パラメーターであり、それがモーターの速度、トルク、効率を決定します。
薄い断熱により、数千回転のワイヤーを短絡なしで密接に梱包することができ、強力でコンパクトな磁場の作成が可能になります。
マグネットワイヤは、電気モーターの厳しい要件を満たすように特別に設計された高度に設計された製品です。高伝道導体(通常は銅)と薄く堅牢なポリマー断熱材の組み合わせにより、電気エネルギーを磁気エネルギーに効率的に変換することができます。