Análisis comparativo de cables esmaltados electromagnéticos para motores de frecuencia variable versus motores estándar

I. Similitudes

Análisis comparativo de cables esmaltados electromagnéticos para motores de frecuencia variable versus motores estándar


Estructura básica y funcionalidad

• Ambos utilizan núcleos conductores (cobre/aluminio) con revestimientos aislantes, que sirven como bobinas electromagnéticas para la conversión de energía en motores/transformadores.

• Debe cumplir requisitos fundamentales:
✓ Propiedades mecánicas (resistencia a la abrasión, flexibilidad)
✓ Propiedades eléctricas (resistencia del aislamiento)
✓ Propiedades térmicas (clase de temperatura)
✓ Resistencia química (anticorrosión).

Superposición de materiales

Los alambres de poliéster esmaltado (tipo QZ) y los alambres de poliéster modificado (tipo QZ(G)), comunes en motores estándar, se usan ocasionalmente en motores de frecuencia variable de baja potencia en condiciones de pulsos que no son de alta frecuencia.

II. Diferencias clave


1. Materiales de aislamiento y resistencia a la corona


Motores de frecuencia variable:

• Cables resistentes a la corona: requieren recubrimientos compuestos de poliimida/poliamida-imida (p. ej., tipo QZY/XY) o cables dopados con óxido metálico (titanio/cromo) para soportar voltajes de pulso de alta frecuencia (p. ej., picos inducidos por IGBT-PWM).

• Resistencia de voltaje de pulso: 200 veces mayor que los cables estándar. Ejemplo: Reliawire™ de DuPont extiende significativamente la vida útil resistente a la corona.

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Motores estándar:

• Normalmente utilice cables de polivinil acetal (tipo QQ) o poliéster estándar (tipo QZ) con resistencia corona limitada, inadecuados para pulsos prolongados de alta frecuencia.

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2. Precisión de fabricación


Motores de frecuencia variable:

• Uniformidad y espesor del recubrimiento: Capas más delgadas y sin huecos mediante impregnación de presión al vacío (VPI) para evitar descargas parciales.

• Clase térmica superior: clase F (155°C) o clase H (180°C). Ejemplo: los cables recubiertos de poliimida (tipo QY) toleran sobrecargas de corta duración.

Motores estándar:

• Procesos más simples; tolerancias de recubrimiento más flexibles. Clases térmicas: clase B (130°C) o clase E (120°C).

3. Optimización del diseño y aplicaciones


Motores de frecuencia variable:

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• Optimización del llenado de ranuras: alambres planos (p. ej., motores de horquilla) logran un relleno de ranura >95 %, lo que reduce la pérdida de cobre y aumenta la densidad de potencia.

• Resistencia al estrés EM: resistencia mejorada a la fatiga mecánica/electromagnética para arranques/paradas frecuentes y corrientes armónicas.

Motores estándar:

• Alambres principalmente redondos con menor relleno de ranura (~78%); diseños basados en costos sobre el rendimiento de alta frecuencia.

4. Adaptabilidad ambiental


Motores de frecuencia variable:

• Debe soportar humedad, gases corrosivos y EMI de alta frecuencia. A menudo cuentan con revestimientos resistentes a productos químicos.

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Motores estándar:

• El aislamiento básico es suficiente para entornos estables.

III. Comparación resumida

Parámetro

Cables de motor de frecuencia variable

Cables de motor estándar

Aislamiento

Compuestos de poliimida, aditivos resistentes a la corona

Poliéster, polivinil acetal

Resistencia al pulso

Alto (mejora de 200×)

Bajo

Complejidad del proceso

VPI, control estricto del recubrimiento

inmersión convencional

Clase Térmica

Clase F/H (155–180°C)

Clase B/E (120–130°C)

Aplicaciones

Accionado por inversor, de alta frecuencia (ascensores, vehículos eléctricos)

Energía de red estable, cargas constantes

.

IV. Implicaciones prácticas


• Para motores VFD: Priorice la resistencia a la corona, la precisión de la película delgada y la resiliencia térmica.

• Para motores estándar: Centrarse en la rentabilidad y el rendimiento básico.

Tendencias emergentes: Los cables nanorrevestidos y los materiales aislantes autorreparables están ganando terreno para aplicaciones VFD de próxima generación.

(Términos técnicos como "resistencia a la corona", "VPI" y "relleno de ranura" están estandarizados en la nomenclatura IEEE/IEC).

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