La résistance aux chocs thermiques des fils émaillés est un indicateur important, notamment pour les moteurs et les composants ou enroulements soumis à des exigences d'échauffement. Elle influence directement la conception et l'utilisation des équipements électriques. La température des équipements électriques est limitée par les fils émaillés et les autres matériaux isolants utilisés. L'utilisation de fils émaillés à haute résistance aux chocs thermiques et de matériaux adaptés permet d'obtenir une puissance accrue sans modifier la structure, de réduire les dimensions extérieures et le poids, ainsi que de réduire la consommation de métaux non ferreux et d'autres matériaux, tout en maintenant une puissance constante.
1. Test de vieillissement thermique
Il faut de six mois à un an (test UL) pour déterminer la performance thermique d'un fil émaillé à l'aide de la méthode d'évaluation de la durée de vie thermique. L'essai de vieillissement ne permet pas de simuler l'application, mais le contrôle de la qualité de la peinture et du degré de cuisson du film de peinture pendant le processus de production conserve une importance pratique. Facteurs affectant la performance de vieillissement :
L'ensemble du processus, de la fabrication de la peinture à la cuisson du fil émaillé en film, puis au vieillissement et à la dégradation du film de peinture, est un processus de polymérisation, de croissance, de fissuration et de dégradation des polymères. Lors de la fabrication de la peinture, le polymère initial est généralement synthétisé, puis le polymère initial du revêtement est réticulé en un haut polymère, qui subit également une réaction de décomposition thermique. Le vieillissement est la continuation de la cuisson. En raison des réactions de réticulation et de fissuration, les performances des polymères diminuent.
Dans certaines conditions de température du four, la variation de vitesse du véhicule affecte directement l'évaporation de la peinture sur le fil et le temps de cuisson. Une plage de vitesse appropriée du véhicule peut garantir des performances de vieillissement thermique optimales.
Une température de four élevée ou basse affectera les performances de vieillissement thermique.
La vitesse de vieillissement thermique et la présence d'oxygène sont liées au type de conducteur. La présence d'oxygène peut déclencher la réaction de fissuration des chaînes polymères, accélérant ainsi la vitesse de vieillissement thermique. Les ions cuivre peuvent pénétrer dans le film de peinture par migration et se transformer en sels de cuivre organiques, jouant un rôle catalytique dans le vieillissement.
Après avoir prélevé l'échantillon, il doit être refroidi à température ambiante pour éviter qu'il ne soit soumis à un refroidissement soudain et n'affecte les données de test.
2. test de choc thermique
L'essai de choc thermique consiste à étudier le choc du film de peinture du fil émaillé à l'action thermique sous contrainte mécanique.
Le film de peinture d'un fil émaillé subit une déformation par allongement due à l'extension ou à l'enroulement, et le déplacement relatif entre les chaînes moléculaires accumule des contraintes internes au film. Lorsque le film de peinture est chauffé, cette contrainte se traduit par un retrait du film. Lors de l'essai de choc thermique, le film de peinture étendu se rétracte sous l'effet de la chaleur, mais le conducteur lié au film de peinture empêche ce retrait. L'effet des contraintes internes et externes permet de tester la résistance du film de peinture. La résistance du film varie selon les types de fils émaillés, et la diminution de la résistance des différents films de peinture avec l'augmentation de la température varie également. À une certaine température, la force de retrait thermique du film de peinture est supérieure à sa résistance, ce qui provoque sa fissuration. Le choc thermique du film de peinture est lié à la qualité de la peinture elle-même. Pour un même type de peinture, il est également lié à la proportion de matières premières.
Une température de cuisson trop élevée ou trop basse réduira les performances de choc thermique.
Les performances de choc thermique d'un film de peinture épais sont médiocres.
3. Test de choc thermique, de ramollissement et de dégradation
Dans la bobine, la couche inférieure du fil émaillé est soumise à une pression due à la tension de la couche supérieure. Si le fil émaillé est soumis à une précuisson ou à un séchage pendant l'imprégnation, ou s'il fonctionne à haute température, le film de peinture se ramollit sous l'effet de la chaleur et s'amincit progressivement sous l'effet de la pression, ce qui peut provoquer des courts-circuits entre spires dans la bobine. L'essai de claquage par choc thermique mesure la capacité d'un film de peinture à résister à la déformation thermique sous l'effet de forces mécaniques externes. Il permet d'étudier la déformation plastique d'un film de peinture sous pression à haute température. Cet essai combine des essais thermiques, électriques et de force.
La capacité de dégradation du film de peinture par ramollissement thermique dépend de sa structure moléculaire et de la force entre ses chaînes moléculaires. En général, les films de peinture contenant des matériaux moléculaires linéaires aliphatiques présentent une faible capacité de dégradation, tandis que les films contenant des résines thermodurcissables aromatiques présentent une capacité de dégradation élevée. Une cuisson excessive ou trop tendre du film de peinture affecte également sa capacité de dégradation.
Les facteurs qui affectent les données expérimentales comprennent le poids de la charge, la température initiale et la vitesse de chauffage.
Date de publication : 9 mai 2023