Als Erweiterung meiner früheren Untersuchung zu Luftdrosseln versuche ich, die Spannungsisolationsbewertung von Magnetdraht zu bestimmen, ohne viel Glück. Nur wenige der Hersteller von Audio-Luftdrosseln führen diese Daten auf, und keiner der Magnetdrahthersteller, die ich überprüft habe, gibt sie an. Beispielsweise listet dieses Unternehmen die Art der verwendeten Isolierung und ihre thermischen Eigenschaften auf, aber nichts über ihre Spannungsfestigkeit. Dies scheint gängige Praxis zu sein. Ich sehe Verweise auf Isolationsklassen (1, 2 oder 3), die zu sein scheinen, wie viele Isolationsschichten auf dem Draht vorhanden sind, aber ich habe immer noch keine Nennspannung für diese Klassen gefunden.
Wie kann ich sicher sein, dass die Isolierung des Magnetdrahts bei einer bestimmten Spannung nicht durchbricht? Suche ich nicht an der richtigen Stelle für diese Bewertung? Suche ich nach der falschen Art von Magnetdraht für Hochspannungsanwendungen? Müssen wir Drosseln so bauen, dass aufeinanderfolgende Windungen des Lackdrahts nahe genug an der Spannung liegen, dass die Isolationsklasse des Drahts keine Rolle spielt?
Zitat aus dem großen Wiki
„Wie andere Drähte wird Lackdraht nach Durchmesser (AWG-Nummer oder SWG) oder Fläche (Quadratmillimeter), Temperaturklasse und Isolationsklasse klassifiziert.
Die Durchschlagspannung hängt von der Dicke der Ummantelung ab, die 3 Typen haben kann: Klasse 1, Klasse 2 und Klasse 3. Höhere Klassen haben eine dickere Isolierung und damit höhere Durchbruchspannungen.
Die Temperaturklasse gibt die Temperatur des Drahtes an, bei der er eine Lebensdauer von 20.000 Stunden hat. Bei niedrigeren Temperaturen verlängert sich die Lebensdauer des Drahtes (ca. Faktor 2 pro 10 °C niedrigerer Temperatur). Gängige Temperaturklassen sind 105° C, 130° C, 155° C, 180° C und 220° C.“
Berechnung der Durchschlagspannung ( Prüfung nach IEC 60851.5.4.2, Zylinder )
Die Durchschlagspannung hängt hauptsächlich von der Dicke der Isolierung ab (siehe Formel unten), aber auch vom Blankdrahtdurchmesser, der Anwendungstemperatur der Spule und der Art des Lacks.
Berechnung der Mittelwerte Ds:
Ds = tx Vμ [Volt], mit
Ds: Durchbruchspannung
T : Erhöhung durch Isolierung,
t = da – dnom, : Drahtdurchmesser mit und ohne Isolierung
Vμm = Volt pro Mikrometer Isolierung (abhängig von der Art der Isolierung)
Beispiel:
Prüfung mit zylindrischer Elektrode (Runddraht)
dnom 0,071mm (Nenndurchmesser Blankdraht)
da = 0,083 mm (Draht mit Beschichtung)
t = da – dnom = 0,083 – 0,071 = 0,012 mm = 12 μm (Dicke der Isolierung zwischen den Drähten)
Vμ = 205 V/μm, also
Ds = 12 μ x 205 V/μ = 2.460 V
Der Hauptzweck der Magnetdrahtisolierung besteht darin, eine Windungs-zu-Windungs- oder Schicht-zu-Schicht-Isolierung bereitzustellen; Daher sind die beteiligten Spannungen relativ niedrig, unabhängig von der Gesamtkomponentenleistung. Daher ist die tatsächliche Nennspannung normalerweise von geringem Interesse. Für höhere Stehspannungen – zwischen der Wicklung und dem Kern oder anderen Komponenten – werden normalerweise andere Arten von Barrieren verwendet.
Das muss der Normalfall sein: Müsste der Drahtmantel hohen Spannungen standhalten, würde seine Dicke zunehmen; Dann wäre weniger Kupfer in einem gegebenen Wicklungsraum vorhanden, was die Effizienz von Transformatoren und Motoren beeinträchtigt oder Material verschwendet, da größere Spulen und Kerne erforderlich sind, um die gleiche Leistung aufrechtzuerhalten. Somit hätte Hochspannungs-Kupferdraht einen verschwindend kleinen Markt, wenn er verfügbar wäre.
Wenn Sie eine Luftspule mit hoher Spannungsfestigkeit benötigen, empfehle ich Ihnen, andere Mittel als die Lackbeschichtung einzuplanen, um diese Werte zu erreichen. Zum Beispiel Spulenkörper mit mehreren Abschnitten, Silikonverguss, Schrumpfschlauch, Nylon-Befestigungsschrauben und Abstandshalter oder was auch immer für die mechanische Situation geeignet ist.
Die meisten der allgemein verfügbaren Sachen sind 500 oder 600 Volt. Hier ist ein Beispiel.
Um ein wenig tiefer zu gehen, gibt es eine Reihe verschiedener Beschichtungen, die beispielsweise je nach Temperaturumgebung verwendet werden. Hier sind einige Informationen über einige der verschiedenen Materialien. Viele der Materialien haben hohe dielektrische Widerstandswerte, aber es gibt feine Löcher, die den Gebrauchswert effektiv verringern. Es gibt auch Corona-Nennwerte, die oft nahe bei 600 V liegen, wie hier .
Tatsächlich ist es ein großes Problem, die maximale Spannung zu bewerten, die Spulen aushalten, und ich stimme nicht zu, dass dies kein so kritischer Parameter ist. Es gibt mehrere nicht isolierte (oder PFC) DC_DC-Stufenschaltanwendungen, die eine Spitzenspannung (PWM) von mindestens 400 V mit einem bestimmten Arbeitszyklus erfordern, was zu Isolationsproblemen zwischen geschlossenen Windungen führen kann.
Leider führen nur sehr wenige Induktorhersteller diese Art von Test und Compliance durch, die durch die Analyse der Isolationstiefe und Volt/Windung des Lackdrahts extrapoliert werden, aber es ist einfach eine Umgehung, da die mit der Wicklungs- und Spulenherstellung verbundene mechanische Belastung nicht berücksichtigt wird.
Wissenschaftler Smith YT
Dmitri Grigorjew
Lukas