Cos'è il filo di rame smaltato con poliuretano
Il filo di rame smaltato al poliuretano è un conduttore di rame rotondo ricoperto da una sottile pellicola di smalto poliuretanico polimerizzato applicata in uno o più passaggi e poi cotta. Il rivestimento è allo stesso tempo un isolante elettrico, una protezione meccanica e una barriera chimica e la sua caratteristica distintiva è che può essere saldato direttamente alle temperature di saldatura convenzionali senza prima rimuovere la pellicola meccanicamente o chimicamente. Questa singola proprietà elimina una fase di spelatura dalla linea di produzione e rende il filo una scelta standard per le bobine che terminano mediante saldatura a immersione o a bagno.
Il conduttore è normalmente rame elettrolitico tenace con una conduttività pari o superiore al 100% IACS, fornito come barra secondo GB/T 3952 o ASTM B49, trafilato al diametro finale e quindi smaltato. Il filo finito è specificato nella norma IEC 60317-4 per la classe 130 e nella norma IEC 60317-20 per la classe 155, con i gradi nazionali equivalenti indicati in GB/T 6109.4 e GB/T 6109.10. I diametri tipici vanno da circa 0,02 mm nelle bobine per strumenti fini a 3,0 mm negli avvolgimenti di potenza.
Proprietà che contano nel design
| Proprietà | Costruzione classe 130 | Costruzione classe 155 |
|---|---|---|
| Classe termica | 130 gradi (B) | 155 gradi (F) |
| Norma del prodotto | IEC 60317-4 / GB/T 6109.4 | IEC 60317-20 / GB/T 6109.10 |
| Saldabilità | Saldatura diretta a circa 375 gradi senza togliere la pellicola | |
| Isolamento elettrico | Pellicola continua su tutta la lunghezza, senza fori di spillo nella lunghezza testata | |
| Resistenza meccanica | Resiste all'abrasione durante l'avvolgimento, con allungamento e adesione controllati | |
| Resistenza chimica | Buono contro l'umidità, i solventi e le vernici usate nell'impregnazione | |
| Flessibilità | La pellicola rimane intatta quando il filo viene piegato attorno a piccoli raggi in forma di bobina | |
Lo spessore dello smalto è espresso come grado: il grado 1 è una struttura sottile per spazi di avvolgimento ristretti, il grado 2 una struttura più pesante con resistenza dielettrica più elevata e il grado 3 una struttura ancora più spessa. Le prestazioni ad alta-frequenza sono limitate dall'effetto pelle di rame piuttosto che dalla pellicola, quindi i progettisti che scelgono un grado bilanciano principalmente la rigidità dielettrica con il fattore di riempimento della bobina.
Principali applicazioni
Avvolgimenti nei trasformatori di distribuzione e di misura, dove l'affidabilità dell'isolamento e le basse perdite sono importanti
Ventole, pompe, compressori e piccoli motori, comprese le bobine di campo e di armatura di macchine a potenza-frazionaria
Generatori e alternatori, dove il margine termico protegge l'avvolgimento dal sovraccarico
Induttori e induttanze in alimentatori, filtri e reattori elettronici
Solenoidi, relè, contattori, valvole e bobine vocali, dove la saldabilità diretta semplifica la terminazione
Sensori, bobine di accensione, bobine medicali e strumenti di precisione con diametri di filo sottili
In ogni caso lo smalto deve sopravvivere di volta in volta a tre ambienti: la macchina avvolgitrice, la vernice di impregnazione e il carico termico di servizio. Il filo di poliuretano viene scelto quando la temperatura di servizio rimane entro i limiti della classe e quando la saldatura automatizzata è un requisito di produttività.
Costruzioni di rivestimento e classi termiche
Il filo con rivestimento singolo- supporta solo lo strato di base in poliuretano ed è adatto a bobine-per uso generico con domanda elettrica e termica moderata. Le costruzioni a doppio-rivestimento aggiungono uno strato superiore, ad esempio uno strato di poliammide-immide o poliestere-immidico, che aumenta la tenacità meccanica, la resistenza chimica e la classe termica, ma un rivestimento superiore non-saldabile modifica il processo di terminazione, quindi il comportamento di saldatura deve essere confermato per la costruzione specifica prima che il progetto venga congelato. I rivestimenti più pesanti vengono utilizzati laddove l'avvolgimento deve superare un test dielettrico più elevato o dove le spire vengono avvolte saldamente contro uno spigolo vivo.
Note sulla selezione, saldatura e manipolazione
Scegliere la classe dal punto più caldo dell'avvolgimento, non dalla media, e lasciare un margine per l'indurimento della vernice e il sovraccarico. La saldatura a circa 375 gradi rimuove in modo pulito la pellicola di poliuretano; una permanenza più lunga o un ferro più caldo possono danneggiare il conduttore e infragilire il giunto, pertanto la temperatura e il tempo del bagno devono essere specificati nella scheda del processo. La tensione di avvolgimento deve rimanere entro i limiti che lo smalto può sopportare senza screpolature, e ogni fornitore dovrebbe dichiarare i valori di tensione, allungamento e adesione con i metodi di prova alle spalle.
Anche lo stoccaggio influisce sulla qualità: il filo deve essere conservato in un imballaggio chiuso, lontano da umidità, luce solare diretta e polvere, utilizzato in base al principio-in first-out e controllato per eventuali danni alla pellicola prima di un lungo ciclo di produzione. Per qualsiasi nuovo progetto di bobina, un campione di avvolgimento seguito da un controllo dielettrico, di adesione e di saldabilità è più rapido ed economico rispetto alla scoperta di un difetto di isolamento in un'unità finita.
Domande frequenti
D: È possibile saldare il filo di rame smaltato in poliuretano senza spelarlo?
SÌ. La pellicola si decompone nel bagno di saldatura a circa 375 gradi, quindi le terminazioni possono essere effettuate direttamente, a condizione che la temperatura e il tempo di permanenza siano controllati.
D: Qual è la differenza tra il cavo di classe 130 e quello di classe 155?
Entrambi sono fili saldabili in poliuretano; la classe indica la temperatura per cui è valutato il sistema di isolamento in modo continuo, 130 gradi o 155 gradi, e il prodotto da 155 gradi costa di più a causa del sistema polimerico modificato.
D: Cosa significa grado 1 o grado 2?
Descrive lo spessore dello smalto anziché del conduttore. Il grado 1 è più sottile e aiuta il fattore di riempimento; il grado 2 è più spesso e garantisce una maggiore tenuta dielettrica e una migliore resistenza all'abrasione.
D: Il poliuretano è uguale allo smalto poliestere?
No. Lo smalto poliestere è una chimica diversa con una classe superiore in alcune costruzioni ma senza saldabilità diretta; i due nomi non sono intercambiabili quando si scrive una specifica di acquisto.
D: Per quali applicazioni non è opportuno utilizzare il filo in poliuretano?
Il servizio continuo superiore alla classe nominale, gli avvolgimenti esposti a solventi forti o ripetute abrasioni meccaniche e i progetti che necessitano di un rivestimento superiore non saldabile ad alta-temperatura sono meglio serviti da un sistema di isolamento diverso.
D: Come deve essere specificato il diametro del filo?
Indicare il diametro nominale del rame nudo-, il grado o i limiti del diametro complessivo, la classe termica, il livello di test dielettrico richiesto e il modulo di imballaggio e richiedere il rapporto di prova con ciascun lotto.
