エナメル線の耐熱衝撃性能は重要な指標であり、特に温度上昇が要求されるモーターや部品、巻線などにとって大きな意味を持ち、電気機器の設計と使用に直接影響を及ぼします。電気機器の温度は、使用するエナメル線などの絶縁材料によって制限されます。耐熱衝撃性の高いエナメル線と適切な材料を使用すれば、構造を変えずにより大きな電力を得ることができ、あるいは外形寸法を小さくし、重量を軽減し、非鉄金属などの材料の消費量を減らしながら電力を維持することも可能です。
1. 熱老化試験
熱寿命評価法を用いてエナメル線の熱性能を評価するには、6ヶ月から1年（UL試験）かかります。老化試験は実際の使用状況を想定したシミュレーションではありませんが、製造工程における塗料の品質と塗膜の焼き付け度合いの管理は依然として実用上重要です。老化性能に影響を与える要因：
塗料の製造からエナメル線の焼付けによる塗膜形成、そして塗膜の老化・劣化に至るまでの全工程は、ポリマーの重合、成長、そしてひび割れ・劣化のプロセスです。塗料の製造においては、一般的に初期ポリマーが合成され、塗膜の初期ポリマーは架橋されて高分子となり、さらに熱分解反応を起こします。老化とは、この焼成の継続であり、架橋反応とひび割れ反応によってポリマーの性能が低下します。
炉内の特定の温度条件下では、車両速度の変化がワイヤー上の塗料の蒸発と焼き付け時間に直接影響を及ぼします。適切な車両速度範囲を維持することで、適切な熱老化性能を確保できます。
炉の温度が高かったり低かったりすると、熱老化の性能に影響します。
熱老化の速度と酸素の存在は導体の種類に関連しています。酸素の存在はポリマー鎖のクラッキング反応を引き起こし、熱老化の速度を加速させる可能性があります。銅イオンはマイグレーションによって塗膜に入り込み、有機銅塩となり、老化の触媒作用を及ぼします。
サンプルを取り出した後は、急激な冷却によって試験データに影響を与えないように室温で冷却する必要があります。
2. 熱衝撃試験
熱衝撃衝撃試験は、機械的ストレス下での熱作用に対するエナメル線の塗膜の衝撃を調べるものです。
エナメル線の塗膜は、伸長や巻き付けによって伸長変形を起こし、分子鎖間の相対的な変位によって塗膜内に内部応力が蓄積されます。塗膜が加熱されると、この応力は塗膜収縮の形で現れます。熱衝撃試験では、伸長した塗膜自体が熱によって収縮しますが、塗膜に接着された導体がこの収縮を抑制します。内部応力と外部応力の影響は、塗膜の強度を測る試験です。エナメル線の種類によって塗膜強度は異なり、温度上昇に伴う塗膜強度の低下度合いも異なります。ある温度では、塗膜の熱収縮力が塗膜強度を上回り、塗膜にひび割れが発生します。塗膜の熱衝撃は、塗料自体の品質に関係しています。また、同じ塗料であっても、原材料の配合比率にも関係しています。
焼成温度が高すぎたり低すぎたりすると、熱衝撃性能が低下します。
厚い塗膜は耐熱衝撃性が劣ります。
3. 熱衝撃、軟化、破壊試験
コイル内部では、エナメル線の上層の張力によって下層が圧力を受けます。エナメル線が含浸時に予備焼成や乾燥工程を経たり、高温で動作したりすると、塗膜が熱によって軟化し、圧力下で徐々に薄くなり、コイルのターン間短絡を引き起こす可能性があります。熱衝撃軟化破壊試験は、塗膜が機械的な外力下で熱変形に耐える能力、つまり高温での圧力下での塗膜の塑性変形を調べる能力を測定します。この試験は、熱、電気、および力の試験を組み合わせたものです。
塗膜の熱軟化破壊性能は、塗膜の分子構造と分子鎖間の力に依存します。一般的に、脂肪族直鎖状分子材料を多く含む塗膜は破壊性能が低く、芳香族熱硬化性樹脂を多く含む塗膜は破壊性能が高くなります。塗膜の焼き付けが過度であったり、焼き付けが強すぎると、破壊性能に影響を及ぼします。
実験データに影響を与える要因には、荷重重量、初期温度、加熱速度などがあります。
投稿日時: 2023年5月9日