Materiales aislantes para aislamiento de bobinas
Materiales aislantes utilizados en el aislamiento eléctrico de la bobina del horno de inducción
Como se mencionó en la sección de bobina de horno de inducción, los materiales aislantes suministrados y utilizados por esta empresa para el aislamiento de bobinas incluyen una amplia gama de combinaciones y grados compuestos. En esta sección, analizaremos con más detalle las propiedades y la forma de utilizarlos.
Soportes1 de la bobina
Los soportes de la bobina, que a veces se denominan con palabras como «Travers2» y «regla», cuya función principal es mantener constante la distancia entre los anillos y conservar el diámetro de la bobina a lo largo del tiempo, están fabricados con materiales compuestos aislantes. Los soportes compuestos utilizados en el sistema estabilizador de la bobina son una combinación de fibras de vidrio y resina epoxi, que tienen diversas propiedades y características según del grado de fibra y resina utilizados en su estructura. Alta resistencia eléctrica para garantizar el aislamiento entre los anillos, alta rigidez de tracción y doblarse para soportar las fuerzas e impulsiones provocadas por el campo electromagnético, muy baja absorción de humedad para estabilizar las propiedades mecánicas y eléctricas a lo largo del tiempo y tolerancia a la temperatura en el rango adecuado son las características de un soporte ideal. La tabla siguiente muestra la comparación entre grados utilizados en material de soportes aplicados en la estructura de las bobinas fabricadas por esta empresa.
Tipo de compuesto |
Grado NEMA3 |
Principal material |
Resina (Matriz)5 |
A/D-48.50 |
gradual |
Rigidez de tracción8 CW/LW |
rigidez de flexión9 CW/LW |
Eléctrico |
clase de inflamabilidad11 |
Máxima absorción de agua12 |
KV | KV/mm | Mpas | Mpas | °C | UL94 | % | ||||
plástico reforzado con fibra de vidrio |
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Fibras de vidrio tejidas13 |
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45/40 |
27.5/17.7 |
245/275 |
345/415 |
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H-B |
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| Epoxi de alta temperatura |
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| Epoxi incombustible |
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V-1 | |||||||
| Epoxi de alta temperatura e incombustible |
180/170 | ||||||||
GPO-3 |
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poliéster |
40/15 |
11.8 |
55/55 |
125/125 |
140/120 |
V-0 |
0.60 | |
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| fenol-formaldehído |
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La perforación de los soportes de bobinas fabricadas por esta empresa se realiza con máquina CNC extrayendo las distancias de los huecos con precisión y usando los mapas informáticos preparados en la fase de diseño.
La Empresa Araz Trans puede suministrar todo tipo de soportes en diferentes grados, tanto en crudo como cortados y perforados.
Barniz especial con base de epoxi15
Este aislante líquido de base de epoxi es fabricado por la empresa italiana Elantas y es muy popular entre los consumidores debido a su facilidad de uso y pulverización, junto con sus propiedades muy deseables. Este aislamiento es líquido y de un solo material y se pulveriza fácilmente con una pistola pulverizadora y un dispositivo de presión de aire. Una de las características destacadas de este aislamiento es su secado con aire y que se seca y está listo para su uso a temperatura de ambiente o espacio abierto en media hora como máximo. Este aislante se utiliza fácilmente debido a su material único, a diferencia de otros aislantes líquidos similares que son de dos materiales, incluyendo base y endurecedor y lo único que hay que tener en cuenta sobre su uso y pulverización es mezclarlo con un disolvente16 adecuado hasta un máximo del 3%.
La tabla siguiente muestra las distintas propiedades del barniz especial con base de epoxi utilizado por esta empresa:
Cantidad | Estándar de medición | Unidad | Tamaño | |
Density ( at 23°C) | DIN 51757 | gr/lit | 960-1000 | |
Cantidad máxima de absorción de agua Water absorption content | a 23°C at 23°C |
IEC 62 |
mg | ≤ 5 |
a 100°C (durante media hora) at 23°C , 30 min |
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Rigidez eléctrica Electrical Strength | Después de inmersión en agua after water immersion |
IEC 60464-2 |
KV/mm |
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A temperaturas superiores a 155 °C at temperature above 23°C |
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Tiempo de secado a 23°C Drying time at 23°C | Secado al tacto touch-dry |
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Humor antideslizante non Slip mood |
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Completamente seco fully dried |
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Tiempo de secado a 80°C Drying time at 80°C | Secado al tacto touch-dry |
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Humor antideslizante non Slip mood |
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Completamente seco fully dried |
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Aislante en polvo electrostático
Como se ha explicado anteriormente en la sección de bobinas, el aislamiento en polvo electrostático utilizado por esta empresa es el aislante innovador de la empresa Inductotherm con la marca Inductoflex2M. La característica más importante de este aislamiento especial con base de epoxi es la capacidad de no agrietarse ni desprender de la superficie de la bobina cuando se encuentra a fuertes dilataciones y contracciones de los anillos de la bobina durante el funcionamiento. La alta tolerancia al calor, alta potencia de aislamiento y la adhesión uniforme a la superficie de la bobina durante la pulverización con un dispositivo especial son otras características de este aislamiento especial. El uso de este aislamiento solamente y sin uso de otros materiales auxiliares es suficiente para el aislamiento de la bobina y si la bobina se utiliza en condiciones estándares, no es necesario utilizar otros materiales aislantes como aislantes líquidos y cintas aislantes junto con Inductoflex2M. El único problema que se enfrentan algunos consumidores de este producto es no tener facilidades necesarias para realizar el proceso de aislamiento. La máquina pulverizador de pintura electrostática y el horno de cocción de pintura en polvo en dimensiones de bobina son los principales requisitos para utilizar este aislamiento en polvo.
La tabla siguiente muestra las diferentes propiedades del aislamiento electrostático Inductoflex2M:
Cantidad | Estándar de medición | Unidad | Tamaño |
Color Color |
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Grosor de capa Layer thickness |
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Densidad (a 23°C) Density ( at 23°C) |
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rigidez eléctrica Electrical Strength |
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Temperatura de precalentamiento objeto Preheating temperature object |
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Tiempo y temperatura de Post-Curado Post curing time & temperature |
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| 200 °C 3-8 min |
Cintas aislantes utilizadas para aislamiento de la bobina
La Empresa Araz Trans utiliza una amplia gama de cintas aislantes para amarrar la cinta y aislamiento de las bobinas según la solicitud del cliente y las condiciones de explotación. A continuación, se describen brevemente los tipos de cintas utilizadas:
- Cinta de plástico reforzado con fibra de vidrio17 – Esta cinta, conocida comúnmente como «cinta de seda» entre los consumidores, es una de las cintas aislantes más comunes para el aislamiento de las bobinas. La cinta de plástico reforzado con fibra de vidrio incluye urdimbres y tramas finas de fibras de vidrio sin resina, que debido a falta de uso de resina en su estructura, la tolerancia a la temperatura de esta cinta es alta (alrededor de 400-500°C).
Overlap18 (solape) recomendado para este tipo de cinta es de 50% (doble capas).
- Cinta de caucho de silicona19 – La cinta de caucho de silicona, que pertenece a la familia de las cintas de goma, tiene la menor cantidad de absorción de humedad entre todas las cintas utilizadas para el aislamiento de bobinas. Además de esta gran ventaja para esta cinta aislante, la baja rigidez eléctrica y la relativamente baja tolerancia a la temperatura son características negativas de esta cinta.
- Cinta de Nomex20_ «Nomex», que es una de las fibras de meta-aramida, tiene amplias aplicaciones en industrias sensibles. A diferencia de otros lugares donde se utiliza Nomex en la industria eléctrica, que se utiliza en combinación con otros materiales aislantes, en el aislamiento de bobinas se aplica solo debido a la alta necesidad de flexibilidad para amarrar la cinta. Aunque obtenerlo tiene gran coste como una característica negativa pero, tener una resistencia eléctrica adecuada y la falta de absorción de mucha humedad son las características más destacadas de esta cinta. Overlap (solape) recomendado para este tipo de cinta es de 50% (doble capas).
- Cinta de Mica21– La cinta de mica, cuyo material principal es la mica moscovita o flogopita, no suele ser usado solamente y generalmente se combina con finas capas de fibras de vidrio y teflón. A pesar de que esta cinta tiene la mayor tolerancia a la temperatura entre todas las cintas utilizadas para el aislamiento de las bobinas, sus desventajas son la baja rigidez eléctrica y la capacidad de absorber mucha humedad y deteriorarse con el tiempo. Overlap (solape) recomendado para este tipo de cinta es de 50% (doble capas).
- Cinta de Kapton22– Cinta de Kapton es más fiable que las otras cintas aislantes. Rigidez eléctrica muy alta, capacidad de absorber humedad casi cero y tolerancia a temperaturas relativamente altas son algunas de las propiedades destacadas de este aislante. Y, por otro lado, tener un coste de aislamiento más elevado en comparación con otras cintas aislantes es la mayor desventaja de este aislamiento eléctrico. La cinta de Kapton, que consiste en una cinta de poliimida, que se usa para amarrar el aislamiento en grosores muy finos de casi 25 y 50 micrónes. Overlap (solape) recomendado para este tipo de cinta en el grosor de 50 micrónes es de 50% (doble capas) y en el grosor de 25 micrónes es de 75% (cuatro capas).
El diagrama siguiente muestra la comparación relativa entre los tipos de aislamientos de cinta mencionados en relación con los dos parámetros básicos de «rigidez eléctrica a la temperatura de funcionamiento» y también «máxima temperatura tolerable».
Separador (Segment)23
El uso de materiales aislantes para el aislamiento de todas las partes que contienen electricidad en el horno de inducción es importante e inevitable. La más mínima debilidad de aislamiento en las partes que contienen electricidad puede provocar un error y como consecuencia una interrupción del proceso de fusión del horno. Uno de los casos muy importantes y necesarios en el uso de aislantes es utilizar un separador entre los anillos de la bobina. La presencia de estos separadores además de reforzar el poder aislante del espacio entre los anillos de la bobina, provoca una mayor rigidez de la masa de la pared de la bobina. Los separadores se clasifican según su género en dos tipos de mica y plástico reforzado con fibra de vidrio y según su forma en dos tipos de medialuna y cúbico, donde los separadores de medialuna se utilizan de forma continua y los separadores cúbicos se utilizan de forma temporal.
- Los separadores de mica son más resistentes al calor que los de plástico reforzado con fibra de vidrio y debido a esto, es más elevado el coste de su suministro y procesamiento.
- Los separadores en forma de medialuna tienen más rigidez mecánica y eléctrica que los cúbicos.
- Los separadores en forma de medialuna continuos se fabrican del mecanizado y ponerlos sobre sí mismo en forma apanalada con un solape específico (solape de 0-50 por ciento). Cuanto mayor sea la cantidad de solape en ellos, serán más rígidos y fiables y en cambio, será más difícil la salida de la humedad de la masa incombustible del interior de la la bobina a la hora de sinterizar al horno.
1- Support
2- Travers
3- National Electrical Manufacturers Association
4- Reinforcement
5- Resin (Matrix)
6- Breakdown Voltage
7- Electrical Strength
8- Tensile Strength
9- Flexural Strength
10- Operation Temperature
11- Flammability Class
12- Maximum Water Absorption Content
13- Woven Glass Fibers
14- Glass Mat
15- Special Epoxy Based Varnish
16- Solvent
17- Fiberglass Tape
18- Overlap
19- Silicon Rubber Tape
20- Nomex Tape
21- Mica Tape
22- Kapton Tape
23- Spacer (Segment)
