Novos materiais isolantes para máquinas elétricas

Nuevos materiales aislantes para máquinas eléctricas.

Materiales aislantes para máquinas eléctricas.

En el dinámico campo de las máquinas eléctricas, la búsqueda de mejores prestaciones y eficiencia es un esfuerzo incansable. Un aspecto crucial que es clave para desbloquear todo su potencial son los materiales aislantes. El aislamiento tradicional ha sido la columna vertebral de las máquinas eléctricas, protegiendo contra cortes de energía y garantizando un funcionamiento confiable. Pero ahora ha surgido una nueva era, marcada por la introducción de materiales aislantes de última generación que tienen el potencial de revolucionar la industria. Este párrafo introductorio prepara el escenario para una exploración convincente de los materiales aislantes mientras exploramos los últimos avances que prometen desbloquear el potencial sin precedentes de las máquinas eléctricas. Desde tecnologías innovadoras hasta enfoques innovadores, únase a nosotros en este viaje mientras descubrimos el poder transformador de estos extraordinarios materiales y su profundo impacto en el mundo de las máquinas eléctricas.

Características

El aislamiento se utiliza para evitar interacciones eléctricas entre componentes con diferentes potenciales. Un material aislante perfecto debe tener las siguientes propiedades.

  • Alta rigidez dieléctrica.
  • Debe soportar altas temperaturas.
  • Buena conductividad térmica.
  • No debe ser sometido a oxidación térmica.
  • Las temperaturas más altas y los ciclos térmicos repetidos no deberían afectar las propiedades del material.
  • La resistencia específica debe ser alta (alrededor de 1018 Ωcm).
  • Menor consumo de energía.
  • Ángulo de pérdida dieléctrica baja.
  • Debe resistir tensiones provocadas por fuerzas centrífugas, fuerzas electrodinámicas o mecánicas.
  • Debe resistir vibraciones, abrasión y flexión.
  • No absorba la humedad.
  • Tiene que ser flexible y barato.
  • Los agentes aislantes líquidos no deben evaporarse ni evaporarse.
En general, los materiales aislantes se pueden clasificar en sólidos, líquidos, gaseosos y de vacío. El término material aislante se utiliza a veces de forma genérica para referirse a líquidos, gases y vacíos aislantes.

Propiedades y tipos de aislantes.

Propiedades y tipos de aislantes.

Sólido

El material aislante se utiliza en devanados de campo, devanados de armadura, núcleos de transformadores, etc.
Ejemplos son:
  • Materiales fibrosos o inorgánicos de origen animal o vegetal, papel natural o sintético, madera, cartón, algodón, yute, seda, viscosa, nailon, amianto, fibra de vidrio, etc.
  • Plástico o resinas. Resinas naturales – barniz, ámbar, goma laca, etc.,
  • Resinas sintéticas: fenol-formaldehído, melamina, poliéster, epoxi, resinas de silicona, baquelita, teflón, PVC, etc.
  • Caucho: Caucho natural, caucho de butadieno sintético, caucho de silicona, Hypalon, etc.
  • Mineral: mica, mármol, pizarra, cloruro de talco, etc.
  • Cerámica: porcelana, esteatita, alúmina, etc.

Vaso:

Como materiales aislantes se utilizan cal sodada, sílice, plomo y vidrio de borosilicato.
  • No resinosos: ceras minerales, asfalto, betún, naftaleno clorado, esmalte, etc.

Líquido:

Los materiales aislantes líquidos se utilizan en transformadores, disyuntores, reactores, reóstatos, cables, condensadores, etc. y para impermeabilización.
Ejemplos son:
  • Aceite mineral (subproducto del petróleo).
  • Aceite sintético Askaris, Pyrazol, etc.,
  • Barnices, abrillantadores de goma laca, barnices de resina epoxi, etc.

Gaseoso:

Ejemplos son:
  • Aire utilizado en interruptores, condensadores de aire, líneas de transmisión y distribución, etc.,
  • Aunque el hidrógeno no se utiliza como dieléctrico, suele servir como refrigerante.
  • Uso de nitrógeno en condensadores, cables de presión de gas AT, etc.
  • Para las lámparas de neón se utilizan generalmente los gases nobles neón, argón, mercurio y vapor de sodio.
  • Los halógenos, como el flúor, se utilizan en cables sometidos a alta presión.
  • En la práctica, ningún material aislante cumple todas las propiedades deseadas. Por tanto, se debe seleccionar un material que cumpla con la mayoría de las propiedades deseadas.

El sistema de aislamiento (también llamado grado de aislamiento) para cables utilizados en generadores, motores, transformadores y otros componentes eléctricos bobinados se divide en varias categorías según la temperatura que pueden soportar de forma segura. La temperatura máxima de funcionamiento es la temperatura que alcanzará el aislamiento durante el funcionamiento. Es la suma de la temperatura ambiente estandarizada, es decir, 40 grados Celsius, el aumento de temperatura permitido y la tolerancia a puntos calientes en el devanado. Por ejemplo, la temperatura máxima del aislamiento Clase B es (temperatura ambiente 40 + aumento de temperatura permitido 80 + tolerancia de punto caliente 10) = 130 °C.

Características y tipos de escaleras.

Características y tipos de escaleras.

El aislamiento es la parte más débil contra el calor y puede ser crucial para la vida útil de los dispositivos eléctricos. Las temperaturas máximas de funcionamiento especificadas para varias categorías de aislamiento se aplican a una vida útil normal de 20.000 horas. La temperatura máxima permitida para los elementos de la máquina es a veces de 2000 °C como máximo. La temperatura máxima de funcionamiento puede afectar la vida útil del aislamiento. Como regla general, la vida útil del aislamiento del devanado disminuye en 0,5 por cada 10°C de aumento de temperatura. La tendencia actual es diseñar la máquina con aislamiento de Categoría F para aumentos de temperatura de Categoría B.

  • Materiales conductores para máquinas eléctricas.

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  • Material magnético para máquinas eléctricas.

El fascinante poder del magnetismo está en el corazón de innumerables máquinas eléctricas, determinando su rendimiento y definiendo sus capacidades. La búsqueda de materiales magnéticos eficientes y confiables es un esfuerzo continuo, impulsado por la necesidad de optimizar la conversión de energía, mejorar la eficiencia del motor y permitir un control preciso de los dispositivos electromagnéticos. Desde imanes permanentes hasta materiales magnéticos blandos, la selección y el uso de materiales magnéticos son esenciales para lograr los resultados deseados. En esta exploración, profundizamos en los materiales magnéticos para máquinas eléctricas y revelamos los últimos avances, composiciones innovadoras y técnicas de fabricación avanzadas que están revolucionando el campo. Únase a nosotros mientras exploramos materiales magnéticos, donde la ciencia y la ingeniería se unen para desbloquear el verdadero poder de las máquinas eléctricas y catapultarnos hacia un futuro de mejor rendimiento, eficiencia energética y tecnologías transformadoras.

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