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鋁芯電磁線簡介

鋁芯電磁線簡介


文章摘自香港鴕鳥文化出版社《漆包線專刊》

鋁芯電磁線顧名思義就是指以鋁為中芯的電磁線, 電磁線 ( magnet Wire) 用以製造電工產品中的線圈或繞組的絕緣電線。又稱繞組線。電磁線必須滿足多種使用和製造工藝上的要求。前者包括其形狀、規格、能短時和長期在高溫下工作,以及承受某些場合中的強烈振動和高速下的離心力,高電壓下的耐受電暈和擊穿,特殊環境下的耐化學腐蝕等 ; 後者包括繞制和嵌線時經受拉伸、彎曲和磨損的要求,以及浸漬和烘乾過程中的溶脹、侵蝕作用等。

鋁芯電磁線可以按其基本組成、導電線心和電絕緣層分類。通常根據電絕緣層所用的絕緣材料和製造方式分為鋁芯漆包線、鋁芯繞包線、鋁芯漆包繞包線和無機絕緣線。鋁芯電磁線的漆包線:在導體外塗以相應的漆溶液再經溶劑揮發和漆膜固化、冷卻而製成。漆包線按其所用的絕緣漆可以分成聚酯漆包線(PEW)、聚酯亞胺漆包線(EIW)、聚酰胺亞胺漆包線(AIW)、聚酰亞胺漆包線、聚酯亞胺/聚酰胺酰亞胺漆包線(EIAIW)、耐電暈漆包線,以及油性漆、縮醛漆、聚氨酯漆包線等。有時也按其用途的特殊性分類,如自粘性漆包線、耐冷凍劑漆包線等。

最早的電磁線的漆包線是油性漆包線, 由桐油等製成。其漆膜耐磨性差,不能直接用於製造電機線圈和繞組,使用時需加棉紗包繞層。後來聚乙烯醇縮甲醛漆包線問世,其機械性能大為提高,可以直接用於電機繞組,而稱為高強度漆包線。

隨著弱電技術的發展又出現了具有自粘性漆包線,可以不用浸漬、烘焙而獲得整體性較好的線圈。但其機械強度較差,僅能有微特電機、小電機中使用。此外,為了避免焊接時先行去除漆膜的麻煩,發展了直焊性漆包線,其塗膜能在高溫搪錫槽中自行脫落而使銅線容易焊接。

電磁線的繞包線:繞組線中的一個重要品種。早期用棉紗和絲,稱為紗包線和絲包線,曾用於電機、電器中。由於絕緣厚度大,耐熱性低,多數已被漆包線所代替。目前僅用作高頻繞組線。 在大、 中型規格的繞組線中,當耐熱等級較高而機械強度較大時,也採用玻璃絲包線,而在製造時配以適當的膠粘漆。

在繞包線中紙包線仍佔有相當地位,主要用於油浸變壓器中。這時形成的油紙絕緣具有優異的介電性能,且價格低廉,壽命長。近年來發展比較迅速的是薄膜繞包線, 主要有聚酯簿膜和聚酰亞胺簿膜繞包線。近來還有用於風力發電的雲母帶包聚酯亞胺薄膜繞包銅扁線。

鋁芯電磁線的無機絕緣線:當耐熱等級要求超出有機材料的限度時,通常採用無機絕緣漆塗敷。現有的無機絕緣線可進一步分為玻璃膜線、氧化膜線和陶瓷線等。還有組合導線、中國電線電纜網位導線等。

由於鋁芯電磁線的漆包線的應用日益廣泛,要求日趨嚴格,還發展了復合型漆包線。其內、外層漆膜由不同的高分子材料組成,例如聚酯亞胺/聚酰胺酰亞胺漆包線(EIAIW)。因此, 鋁芯電磁線也越來越多地應用於各個相關行業,鋁芯電磁線的工業地位也己經不可替代。

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鋁漆包線在鎮流器上的應用

鋁漆包線在鎮流器上的應用


文章摘自香港鴕鳥文化出版社《漆包線專刊》

歷史
鋁是一種優良的導體材料,在漆包線上已經成功應用了很多年.它有其獨特的性能,像所有的金屬線一樣,如果它的特性被完全利用的話,是非常有用的。螢光燈和H.I.D鎮流器製造企業如:GE、T&B、COOPER,環球邁特照明技術(Universal Lighting Technologies).近30年的應用說明,鋁是在15-1500 kva 的乾式變壓器應用中佔主導的金屬線。

UL 和 Arrhenius 曲線
UnderWriter's 實驗室是我們熟知的美國主要電氣安全性組織,這家從1892年芝加哥大火後成立的實驗室一直專注于防火和安全工作。 UL 實驗室不止認可鋁漆包線的使用是符合要求的,他們還證明環球邁特的鋁漆包線系統可以達到比同等的銅漆包線高20度的工作溫度。這些溫度分級基於Arrhenius曲線,它揭示了既定測試條件下不同絕緣系統的生命週期的衰減等級,UL實驗室用這個定律來檢測,溫度每升高8.2攝氏度,絕緣材料的壽命降低1/2,基於這個測試,鋁線鎮流器線圈,在工作溫度相同的情況下,可以達到銅線鎮流器5倍的絕緣壽命。

鋁的好處
鋁的一個天生的特性是與氧接觸會很快在表面生成一層緊密的氧化膜,這樣鋁線可以長時間保持良好的絕緣性。然而銅天生對有機聚合物有熱退化促進作用。換言之,銅的化學特性一直在加速絕緣塗層的熱退化。這種特性造成了鎮流器應用中銅鋁漆包線的顯著差別。這層絕緣的氧化膜必須在端接時正確地處理。鋁線的連接必須表面電鍍或壓接(或用特殊焊劑焊接)來保證壓接面的氣密性,這樣接觸面不會被氧化導致電阻增大產生問題。電氣連接產品的供應商提供了全系列的壓接端子用於各行業應用的鋁線的電氣連接,包括鎮流器線圈,己經應用多年。當然,這些鋁的連接都是內部的。
1磅的鋁比銅可以拉出更長的線,因為鋁的密度比銅小1/3,所以鋁是對自然資源更好的利用,並且可以減輕鎮流器的重量,鎮流器和光源會更輕,便於運輸並可減少運輸損壞。鋁的電阻比金、銀、銅都高。所以,雖然鋁是一種非常好的導體,線的尺寸必須正確選擇。環球邁特己經發現,如果線的尺寸增大,通常是兩個線號(Awg)那麼線圈的電阻和銅線線圈的電阻相同。然而,不是所有的鎮流器設計都有足夠的空間來容納更粗的線,所以一些產品如果不重新設計加大線槽的話,還是必須用銅線。

總結:
總體上經過正確設計的鋁線鎮流器通常優於同樣採用銅線的鎮流器,並且鋁線鎮流器更輕(所以運輸費用更低,更易安裝),在同樣的電氣性能和損耗的情況下,可以保證更長的使用壽命。

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鋁線與銅線的選擇(一)

鋁線與銅線的選擇(一)

在台灣的電機產業中,幾十年來都習慣使用銅線當作導體,主要原因為:
a.焊接容易。b.導電率高。 

在國外,卻早在20年前,即使用鋁線作為導體,而國外選擇鋁線的原因為:
a.重量輕。b.資源廣。 

銅與鋁的導電率比較: 導電率:銅(100%); 鋁(61%) 

若以鋁線替代銅線當導體,則鋁線截面積需放大1.64倍 (100/61=1.64) 

ex.銅線使用 10 m㎡ 鋁線需使用 16.4 m㎡ 。

銅與鋁的重量比較: 密度:銅(8.89); 鋁(2.71) 

銅的重量為10 kg 時,鋁的重量僅為 3.05 kg, 銅鋁重量比為 3.28 : 1。

若一個繞組使用鋁線替代銅線,依滿足導電率為原則,則銅鋁的重量比為 2 : 1 。

ex. 銅線使用 10 kg 時,鋁線僅需使用 5 kg ,即可達到相同安全電流平方數。

鋁線與銅線的選擇(二)

鋁線與銅線的選擇(二)

國際金屬期貨 銅 價格範圍約 1500 ~ 9300 USD/MT,

國際金屬期貨 鋁 價格範圍約 1200 ~ 3700 USD/MT,

市售 銅漆包線 Φ1.0 mm 價格範圍約 90 ~ 330 NTD/Kg,

市售 鋁漆包線 Φ2.0 mm 價格範圍約 200 ~ 260 NTD/Kg,

由上列數據得知,銅線市價受到國際期貨行情的影響相當大。 反而鋁線的價格,受到國際期貨行情的影響甚小。 

主要原因是: 鋁線的重量輕,前置加工耗時,加工費高,所以價格穩定。 銅線的重量重,前置加工容易,加工費低,所以價格受期貨影響大,價格極不穩定。 

各廠家經過這次金融海嘯洗禮,或多或少受到原物料波動的衝擊而影響, 何時會在遭遇相同的問題,無人可以預測。如何選擇價格及性能穩定的材料, 相信是想在穩定中求發展的企業家們,下一個重要的課題了。