عزل ملف محرك الجهد العالي

عزل الملفمحرك عالي الجهديؤثر ذلك بشكل كبير على عمر المحرك وكفاءته الاقتصادية، وهي مشكلة يجب على كل مصمم وفني مراعاتها بدقة. يُمكن اعتبار ملف الجهد العالي بمثابة قلب المحرك إلى حد ما، فهو يُحدد بشكل مباشر عمره، كما أن أداء مادة العزل، وهي عنصر أساسي في الملف، يُعدّ عاملاً حاسماً.
يمكن تلخيص بنية العزل وعملية معالجة محركات الجهد العالي في مختلف البلدان تقريبًا على النحو التالي:
(1) يتم لف شريط الميكا متعدد اللصق بشكل مستمر، وتجفيفه بالتفريغ، ثم ضغطه بالحرارة (بالقولبة أو الهيدروليكية).
(2) يتم لف شريط الميكا متعدد اللصق بشكل مستمر، دون تجفيف بالتفريغ، ويتم تشكيله مباشرة عن طريق التشكيل الساخن.
(3) يتم لف شريط الميكا اللاصق بشكل مستمر، وغمره في فراغ في راتنج خالٍ من المذيبات، ثم تشكيله بالضغط الساخن.
(4) يتم لف شريط الميكا (أو شريط الجنين الأبيض) بشكل مستمر، أي أن الخط يتم تشتيته، ثم يتم تشريب الراتنج الخالي من المذيبات ككل.
إضافةً إلى ذلك، توجد عوازل من مطاط السيليكون، وعوازل أخرى مصنوعة من مزيج من مطاط السيليكون وشريط الميكا. يتميز مطاط السيليكون بمقاومة ممتازة للحرارة والبرودة والرطوبة والتآكل، إلا أن أداءه الكهربائي وقوة تحمله للتمزق ضعيفان، ولذلك يُستخدم فقط في المحركات عالية الجهد التي تعمل في بيئات خاصة بجهد أقل من 6 كيلوفولت.

المتطلبات الأساسية للجهد العاليعزل الملف:
قوة كهربائية كافية
من جهة، يُفضّل أن يكون عزل المحركات رقيقًا قدر الإمكان، ولكن من جهة أخرى، من الضروري وجود هامش أمان كافٍ من حيث القوة الكهربائية. فعند تشغيل المحرك، يتعرض لتأثيرات الجهد الزائد الجوي والتشغيلي، مثل قصر الدائرة المفاجئ، وتغيرات درجة الحرارة والجهد على المدى الطويل، مما يؤدي إلى تآكل العزل تدريجيًا. كما أن الاهتزازات والإجهاد الميكانيكي تُلحق الضرر بالعزل. إضافةً إلى ذلك، فإن إجراء عدد من اختبارات تحمل الجهد أثناء عملية التصنيع يُنتج في كل مرة آثار تدهور طفيفة في بنية العزل، وهو ما يُعرف بالتأثير التراكمي. كل هذه العوامل تُؤدي إلى انخفاض القوة الكهربائية للعزل. لذلك، عند تصميم بنية الملف، يجب مراعاة عامل أمان معين.
 فقدان عازل منخفض
يحدث الفقد العازل عندما يتعرض هيكل عازل لمجال كهربائي متناوب. وعلى الرغم من أن متوسط ​​الفقد العازل للحرارة ليس كبيرًا، إلا أنه يتركز بشكل خاص في نقاط الضعف. إذا تجاوزت الحرارة الناتجة عن الفقد العازل في نقاط الضعف الحرارة المنبعثة، فإن درجة حرارة العازل ستستمر في الارتفاع، مما يؤدي إلى زيادة الفقد العازل، وبالتالي انخفاض حاد في الأداء الكهروميكانيكي للعازل، مما قد يتسبب في انهيار حراري موضعي في نقاط الضعف. لذلك، يجب ألا يتجاوز الفقد العازل في محركات الجهد العالي القيمة المحددة.
مقاومة جيدة للكورونا
عند تشغيل المحركات ذات الجهد العالي، قد تحدث ظاهرة التفريغ الهالي داخل العازل وعلى سطحه، مما يُسرّع من تآكله وتلفه. لذا، يجب اتخاذ تدابير وقائية ضد التفريغ الهالي في ملفات المولدات التي تعمل بجهد 6.3 كيلوفولت فأكثر، والمحركات التي تعمل بجهد 6 كيلوفولت فأكثر. لا يُنصح عمومًا بمعالجة ملفات محركات 6 كيلوفولت ضد التفريغ الهالي، ولكن يجب معالجتها في المحركات المستخدمة في بيئات قاسية أو ذات سعة كبيرة.

أداء جيد في مقاومة التقادم الحراري
يجب أن تتوافق مقاومة الحرارة لهيكل العزل الحراري مع درجة مقاومة الحرارة المطلوبة للمنتج. ويمكن ضمان العمر الافتراضي الطبيعي للعزل في ظل تأثير درجة حرارة التشغيل لفترات طويلة.
تُصنّف عوازل المحركات عادةً إلى خمس درجات مقاومة للحرارة: A، E، B، F، H. أثناء التشغيل، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة أسخن نقطة في عازل ملفات المحرك الحد الأقصى لدرجة الحرارة المحددة في فئة العزل. عمومًا، من الضروري ترك هامش أمان يتراوح بين 5 و10 درجات مئوية. إذا كان هيكل العزل مُكوّنًا من مواد عازلة ذات درجات مقاومة حرارية مختلفة، فيمكن محاكاة درجة مقاومته الحرارية وتقييمها بشكل شامل من خلال نموذجه الهيكلي.
 يمكنه تحمل دور الإجهاد الميكانيكي
يجب أن يكون عازل الملف قادرًا على تحمل قدر معين من الإجهاد الميكانيكي دون أن ينكسر أو يتسبب في تشوه ضار. أثناء التشغيل، ونظرًا لاختلاف معامل تمدد السلك والعازل، وتغيرات درجة الحرارة، يتعرض العازل للشد، وكلما زاد طول المحرك، زاد تأثير ذلك. وبسبب القوة الكهرومغناطيسية، يهتز طرف الملف أيضًا، خاصةً عند تعرض المحرك لقصر الدائرة، أو تيار بدء التشغيل، أو تيار الكبح، حيث غالبًا ما تتسبب القوة الكهرومغناطيسية في تشوه الملف. لذلك، يُشترط أن يتمتع العازل بمرونة وقوة ميكانيكية مناسبتين.