EnduroTemp® 260+ 열 전송 계수 개선

언제 Essex MagForceX® Innovation Center 개발을 시작했을 때 EnduroTemp® 260+ 개발에 착수했을 때는 코로나로 알려진 부분 방전 문제를 해결하고 트랙션 모터가 작동할 수 있는 온도를 높이는 것이 목표였습니다.

두 가지 문제가 모두 해결되었지만 이 과정에서 열전달 계수도 개선되었을 수 있습니다.

매트 침출( MagForceX® Innovation Center)은 열전달 계수 개선이 의도치 않은 성공이었을 수도 있지만, 제품에 추가적인 가치를 가져다주며 더 중요한 것은 모터 설계자에게 기하급수적인 가치를 가져다준다고 설명합니다.

"전력 밀도를 높이거나 모터의 전력을 높이면 저항에 대한 열이 증가하지만, 열을 더 빨리 전달할 수 있다면 모터의 효율이 높아집니다."라고 그는 말합니다. "절연 시스템은 더 높은 작동 온도를 견딜 수 있으므로 조금 더 뜨겁게 작동하더라도 절연 자체는 일반적인 절연보다 더 빨리 열을 발산합니다. 말 그대로 와이어 손상 위험을 줄이면서 더 뜨겁게, 더 오래 달릴 수 있습니다."

EnduroTemp® 260+ 는 설계자가 전력 밀도를 극대화하거나 가변 속도 드라이브 등 고온의 까다로운 새로운 용도에 자석 와이어를 적용할 수 있는 기회를 제공하는 제품입니다.

의 예시 EnduroTemp® 260+

중요한 운송 용도에서 트랙션 모터의 수명을 연장하는 자석 와이어용 절연으로, 업계 최고 수준인 265℃의 내열성으로 높은 작동 온도를 견딜 수 있도록 특별히 설계되었습니다. 또한 이 제품은 모터를 제어하는 최신 전력 전자제품으로 인한 성능 저하로부터 모터를 보호합니다. 에나멜 필름 표면이 있어 테이프 제품에서 나타나는 융기나 틈새를 없애줍니다. 마찰 계수도 테이프 랩 제품에 비해 훨씬 우수하여 코일을 더 짧은 시간에 제조할 수 있습니다.

EnduroTemp® 260+ 는 오프로드 작업, 중장비, 전기 상용차에 큰 도움을 줄 수 있으며 까다로운 항공 우주 용도에도 완벽한 솔루션으로 입증되었기 때문에 기존 차량뿐만 아니라 운송에 가장 적합합니다. 유럽 시장의 터널 내부의 열을 제거하거나 지하 작업장의 유독 가스를 제거하는 등 다양한 환경에 노출되는 고온 권선도 있습니다.

침출은 "모터, 발전기, 시동기 등 고온의 고온 기후 조건에서 사용되는 모든 종류의 고열 용도에 사용될 수 있을 것으로 보입니다."라고 말했습니다. "과거에는 이러한 용도 중 일부에 폴리이미드를 사용했지만, 이것은 폴리이미드를 대체할 수 있는 좋은, 더 나은 대체품입니다.

"또 다른 주요 시장은 인버터 구동 모터로, 고열 영역의 산업용 모터에 사용되거나 석유 및 가스 탐사를 위한 다운홀 펌프에 사용될 수 있습니다."

Essex Magnet Wire 의 R&D 화학자 앨런 크너는 이 제품의 주요 발명가입니다.

그는 세 가지 기본 혜택이 함께 어우러져 혁신적인 상품이 될 것이라고 말했습니다.

현재의 한계라고 여겨지는 것을 뛰어넘어 사람들이 모터 설계에 대해 생각하는 방식을 바꿀 수 있는 제품입니다.

"265℃의 열 내구성은 분명 최고 등급의 자석 와이어 에나멜은 아니더라도 최고 등급의 자재 중 하나라는 점이 매우 흥미롭습니다. 코로나를 견디고 열전달이 잘 된다는 사실, 열전달 계수가 열 내구성에 영향을 미쳤다는 사실, 그리고 전기 모터 제조업체의 전반적인 삶이 더 나아질 것이라고 확신합니다."라고 그는 말했습니다. "게임 승자가 된 것 같습니다."

"우리는... 금속의 한계에 다가가고 있습니다. 구리는 특정 온도 범위에 적합합니다. 알루미늄은 특정 온도 범위에 적합하며 우리는... 이러한 자재의 사용 온도에 근접해 있기 때문에 앞으로 어떻게 될지는 모르겠지만, 우리가 얻을 수 있는 이득이 증가할 때마다 더 많은 것을 할 수 있을 것입니다."

침출은 265℃에서 테스트 한계인 20,000시간 이상 작동할 수 있다는 것은 EnduroTemp® 260+ 이 설치된 제품이 사용 수명 요구 사항을 초과하여 사용할 수 있다는 것을 보장한다고 말했습니다.

"모터의 효율을 높여서 자동차에 들어가는 경우 전체 차량의 효율을 높이는 데 도움이 될 것입니다. 같은 배터리로 더 오래 주행할 수 있거나 더 효율적인 모터 덕분에 더 작은 배터리를 사용할 수 있습니다."라고 그는 말했습니다. "모터의 다른 부품이 먼저 고장날 수 있습니다."

EnduroTemp® 260+ 는 주변 온도에서 12AWG 트위스트 페어에 대한 유전 파괴 전압 테스트를 거쳤으며 11,000 Volt 을 초과했습니다. 12AWG 트위스트 페어에 대한 펄스 내구성 테스트는 100ns 상승 시간으로 GB/T 21707-2008 테스트 방법에 따라 측정한 결과 72시간 후 고장 없이 중단되었습니다. 18AWG 트위스트 페어에 대한 펄스 내구성 테스트는 GB/T 21707-2008 테스트 방법에 따라 100ns 상승 시간으로 측정한 결과 고장 없이 20시간 후에 중단되었습니다. 18AWG 트위스트 페어에 대한 인버터 수명 테스트는 Essex MagForceX® Innovation Center UL 인증 와이어 테스트 랩에 따라 측정된 294시간 동안 지속되었습니다. 이 기간은 업계에서 가장 가까운 경쟁사보다 3배 더 나은 시간입니다.

MagForceX® Innovation Center 의 모터 디자이너이자 엔지니어인 크리스 리처드슨은 특히 열전도율과 관련하여 생산되고 있는 수치는 그야말로 혁명적이라고 말했습니다.

"일부 고객으로부터 일부 모터가 10~20도 더 차갑게 작동한다는 일화적인 증거가 있습니다."라고 그는 말했습니다. "이러한 높은 부분 방전 인스턴스의 경우, 용도가 작동하려면 매우 두꺼운 에나멜 레이어가 필요합니다. 열 경로의 전도성을 높이면 기본적으로 훨씬 적은 에나멜로 더 쉽게 열을 배출할 수 있습니다. 이를 통해 설계자는 효율성과 전력 밀도 등 여러 방향으로 설계를 개선할 수 있습니다.

"이러한 주요 모터 제조업체들은 추가적인 열 전도성 및 유전체 교육을 위해 밖으로 나가고 있습니다. 열전도율은 모두가 개선해야 한다고 생각하는 속성 중 하나이므로 에나멜의 열전도율이 표준 폴리이미드보다 2~3배 개선되었다고 하면 그 의미가 매우 큽니다."

EnduroTemp® 260+ 은 표준 에나멜보다 훨씬 우수하기 때문에 같은 공간에 더 많은 Conductor 자재를 포장할 수 있고 전력 밀도를 높일 수 있는 용도가 있을 수 있습니다. 디자이너가 더 얇은 레이어를 요청하여 다른 결과를 얻을 수 있는 용도가 있을 수 있습니다.

침출은 제품의 용도 목록이 늘어나고 있으며, 원하는 결과를 얻는 가장 좋은 방법은 팀과 상의하는 것이라고 말했습니다.

"짧은 대화로 이 제품에 대해 설명하기는 어렵지만, 모든 것을 뒷받침하는 데이터가 있습니다."라고 그는 말합니다. "전기 엔지니어링이나 모터 설계에 대한 배경 지식이 있는 사람이라면 무엇이 이루어졌고 무엇을 할 수 있는지 알고 싶어할 것이며, 저희는 이러한 논의를 환영합니다."

"시장 전문가들이 매일매일 새로운 용도에 대한 아이디어를 제시하고 있으며, 이는 매우 흥미로운 일입니다. 기술적인 측면은 잘 알고 있지만, EnduroTemp® 260+ 을 활용할 수 있는 방법은 이제 막 시작 단계라고 생각합니다."

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