Note de curs. Materiale utilizate la mașinile electrice Clasificarea și destinația materialelor electrice

INFORMATII GENERALE DESPRE TRENURI ELECTRICE

Scurte caracteristici și indicatori principali ai exploatării trenurilor electrice.

Trenurile electrice sunt împărțite în părți mecanice, echipamente electrice și echipamente pneumatice.

Partea mecanică cuprinde: caroseria mașinii, boghiuri cu perechi de roți și unități de osie, suspensie cu arc, transmisie de tracțiune, dispozitive de cuplare și T.R.P.

Echipamentele electrice includ: colectoare de curent, echipamente de pornire, control și frânare, motoare de tracțiune, mașini auxiliare, echipamente de protecție și control pentru trenurile electrice.

Echipamente pneumatice: dispozitive pneumatice și dispozitive ale sistemului de frânare, taifoane, rezervoare, robinete etc.

CERINȚE PENTRU TRENURI ELECTRICE.

Trenurile electrice trebuie să asigure o accelerație mare în timpul pornirii (accelerare) și decelerare în timpul frânării. Viteze mari la transporturi, confort pentru pasageri.

Scopul și clasificarea materialelor electrice

Pentru producția de mașini, aparate și alte echipamente electrice se folosesc materiale speciale care au anumite proprietăți electrice sau magnetice. În funcție de aceasta, materialele electrice sunt împărțite în patru grupe: conductor, semiconductor, izolator magnetic și electric.

Materialele conductoare se caracterizează prin conductivitate specifică ridicată și sunt utilizate în dispozitivele electrice ca conductoare de curent electric: înfășurări și contacte în mașini, aparate și instrumente electrice, fire și cabluri pentru transmiterea și distribuția energiei electrice.

Materiale foarte conductoare: cupru, aluminiu și unele aliaje (alama, bronz, etc.)

Materialele cu rezistivitate ridicată pot fi împărțite în trei grupe:

1) pentru instrumente de măsurare de precizie și rezistențe standard (aliaj cupru-mangan - manganina)

2) pentru rezistențe și reostate (constantan)

3) având o temperatură ridicată de funcționare și destinate dispozitivelor de încălzire și reostatelor de încărcare (aliaje de nichel, crom și fier - nicrom; crom, aluminiu și fier - fechral)

Conductorii de carbon-grafit sunt ușor inferioare ca conductivitate față de metale și aliajele acestora și sunt utilizați ca elemente conductoare. Materialele conductoare de carbon se bazează pe grafit și carbon. Periile utilizate pentru mașinile electrice sunt împărțite în patru grupe principale: carbon-grafit, grafit, electrografit și metal-grafit.

Materialele semiconductoare ocupă o poziție intermediară în conductivitate între conductori și dielectrici.

Materialele magnetice se disting prin capacitatea lor de a spori câmpul magnetic în care sunt plasate, adică. au o conductivitate magnetică ridicată. Sunt utilizate pentru fabricarea miezurilor magnetice în mașini electrice și transformatoare. Dispozitivele electrice folosesc în principal fier, nichel, cobalt și aliajele acestora.

PRELEZA 10

MATERIALE ELECTRICE. CLASIFICARE

Materialele electrice (de exemplu, materialele de contact) sunt materiale caracterizate prin anumite proprietăți în raport cu câmpurile electrice și magnetice și utilizate în tehnologie ținând cont și datorită acestor proprietăți. În prezent, numărul de articole din materiale electrice utilizate în radio, micro și nanoelectronică este de câteva mii. Mai mult, sarcina de a crea noi materiale cu proprietăți specificate (optice, semiconductoare, emisive etc.) devine din ce în ce mai urgentă.

Principalele domenii de utilizare a materialelor electrice sunt ingineria energiei electrice, ingineria electrică și electronica radio.

Industria energiei electrice este producerea de energie și furnizarea acesteia către consumator. Acestea sunt linii electrice, stații de transformare și instalații energetice.

Ingineria electrică este tot ceea ce este asociat cu conversia energiei electrice în alte tipuri de energie, implementând simultan procese tehnologice:

electrotermică, - sudare electrică, - electrofizică, - electrochimică etc.

Ingineria radio este sistemele de control pentru instalațiile energetice și electrice, transmiterea, procesarea, stocarea informațiilor etc.

Îmbunătățirile în tehnologia electrică au condus la crearea de materiale cu proprietăți noi: rezistență mai mare, rezistență la căldură, rezistență la reacții chimice agresive și având proprietăți de izolare electrică ridicate și conductivitate termică scăzută.

Clasificarea materialelor electrice

Materialele utilizate în tehnologia electronică sunt împărțite în electrice, structurale și cu destinații speciale.

Pe baza comportamentului lor într-un câmp magnetic, materialele electrice sunt împărțite în puternic magnetice (magnetice) și slab magnetice. Primii au găsit o aplicație deosebit de largă în tehnologie datorită proprietăților lor magnetice.

Pe baza comportamentului lor în câmp electric, materialele sunt împărțite în conductor, semiconductor și dielectric.

Majoritatea materialelor electrice pot fi clasificate ca slab magnetice și practic nemagnetice. Cu toate acestea, dintre materialele magnetice ar trebui să se facă distincția între conductoare, semiconductoare și practic neconductoare, ceea ce determină domeniul de frecvență al aplicării lor.

Conductor sunt materiale ale căror principale proprietăți electrice sunt o conductivitate electrică foarte pronunțată. Utilizarea lor în tehnologie se datorează în principal acestei proprietăți, care determină conductivitatea lor electrică ridicată la temperatură normală.

Semiconductor sunt materiale intermediare ca conductivitate între materialele conductoare și dielectrice și a căror proprietate distinctivă este dependența puternică a conductibilității specifice de concentrația și tipul de impurități sau diferite defecte, precum și în majoritatea cazurilor de influențele energetice externe (temperatură, iluminare etc. .) .

Dielectric sunt materiale a căror principală proprietate electrică este capacitatea de polarizare și în care este posibilă existența unui câmp electrostatic. Un dielectric real (tehnic) se apropie mai mult de cel ideal, cu atât conductivitatea specifică este mai mică și mecanismele de polarizare lentă asociate cu disiparea energiei electrice și eliberarea căldurii sunt mai puțin pronunțate.

Atunci când se utilizează dielectrice - una dintre cele mai extinse clase de materiale electrice - necesitatea de a folosi atât proprietățile pasive, cât și cele active ale acestor materiale a fost destul de clar definită.

Activ dielectricii (controlați) sunt feroelectrici, piezoelectrici, piroelectrici, electroluminofori, materiale pentru emițători și obturatoare în tehnologie laser, electreți etc.

În mod convențional, materialele cu rezistivitate electrică ρ sunt clasificate drept conductoare< 10 -5 Ом*м, а к диэлектрикам материалы, у которых ρ >10 8 Ohm*m. Trebuie remarcat faptul că rezistivitatea conductoarelor bune poate fi de numai 10 -8 Ohm m, iar cei mai buni dielectrici pot depăși 10 16 Ohm m. Rezistivitatea semiconductorilor, în funcție de structura și compoziția materialelor, precum și de condițiile lor de funcționare, poate varia în
10 -5 -10 8 Ohm m Metalele sunt bune conductoare de curent electric. Din cele 105 elemente chimice, doar douăzeci și cinci sunt nemetale și douăsprezece elemente pot prezenta proprietăți semiconductoare. Dar, pe lângă substanțele elementare, există mii de compuși chimici, aliaje sau compoziții cu proprietăți de conductori, semiconductori sau dielectrici. Este destul de dificil să trasezi o graniță clară între valorile rezistivității diferitelor clase de materiale. De exemplu, mulți semiconductori se comportă ca izolatori la temperaturi scăzute. În același timp, dielectricii pot prezenta proprietăți semiconductoare atunci când sunt încălzite puternic. Diferența calitativă este că pentru metale starea conducătoare este măcinată, iar pentru semiconductori și dielectrici este excitată.

Materialele electrice sunt un set de materiale conductoare, electroizolante, magnetice și semiconductoare concepute pentru a funcționa în câmpuri electrice și magnetice. Aceasta include, de asemenea, produse electrice de bază: izolatori, condensatori, fire și unele elemente semiconductoare. Materialele electrice ocupă unul dintre locurile principale în ingineria electrică modernă. Toată lumea știe că fiabilitatea mașinilor electrice, aparatelor și instalațiilor electrice depinde în principal de calitatea și selecția corectă a materialelor electrice adecvate. Analiza accidentelor de mașini și dispozitive electrice arată că cele mai multe dintre ele apar din cauza defecțiunii izolației electrice, constând din materiale electroizolante.

Materialele magnetice nu sunt mai puțin importante pentru inginerie electrică. Pierderile de energie și dimensiunile mașinilor electrice și transformatoarelor sunt determinate de proprietățile materialelor magnetice. Materialele semiconductoare, sau semiconductoarele, ocupă un loc destul de important în inginerie electrică. Ca urmare a dezvoltării și studiului acestui grup de materiale, au fost create diverse dispozitive noi care fac posibilă rezolvarea cu succes a unor probleme din inginerie electrică.

Cu o alegere rațională a materialelor izolatoare electrice, magnetice și alte materiale, este posibil să se creeze echipamente electrice care sunt fiabile în funcționare cu dimensiuni și greutate reduse. Dar pentru a realiza aceste calități, este necesară cunoașterea proprietăților tuturor grupelor de materiale electrice.

Materiale conductoare

Acest grup de materiale include metale și aliajele acestora. Metalele pure au rezistivitate scăzută. Excepție este mercurul, care are o rezistivitate destul de mare. Aliajele au, de asemenea, rezistivitate mare. Metalele pure sunt folosite la fabricarea firelor de înfășurare și montare, cabluri etc. Aliajele conductoare sub formă de fire și benzi sunt utilizate în reostate, potențiometre, rezistențe suplimentare etc.

În subgrupul aliajelor cu rezistivitate ridicată se distinge un grup de materiale conductoare rezistente la căldură care sunt rezistente la oxidare la temperaturi ridicate. Aliajele conductoare rezistente la căldură sau rezistente la căldură sunt utilizate în dispozitivele electrice de încălzire și reostate. Pe lângă rezistivitatea scăzută, metalele pure au o ductilitate bună, adică pot fi trase în sârmă subțire, în panglici și rulate în folie mai mică de 0,01 mm grosime. Aliajele metalice au mai puțină ductilitate, dar sunt mai elastice și mai stabile mecanic. O trăsătură caracteristică a tuturor materialelor conductoare metalice este conductivitatea lor electronică. Rezistivitatea tuturor conductoarelor metalice crește odată cu creșterea temperaturii, precum și ca urmare a prelucrării mecanice, care provoacă deformarea permanentă a metalului.

Laminarea sau tragerea este utilizată atunci când este necesar să se obțină materiale conductoare cu rezistență mecanică crescută, de exemplu, la fabricarea de fire aeriene, fire de cărucior etc. Pentru a readuce conductoarele metalice deformate la valoarea lor anterioară de rezistivitate, acestea sunt supuse căldurii. tratament - recoacere fara acces la oxigen.

Materiale electroizolante

Materialele electroizolante sau dielectricii sunt acele materiale care sunt utilizate pentru a asigura izolarea, adică previn scurgerea curentului electric între orice părți conductoare care se află sub potențiale electrice diferite. Dielectricii au rezistență electrică foarte mare. Pe baza compoziției lor chimice, dielectricii sunt împărțiți în organici și anorganici. Elementul principal din moleculele tuturor dielectricilor organici este carbonul. Nu există carbon în dielectricii anorganici. Dielectricii anorganici (mica, ceramica etc.) au cea mai mare rezistenta la caldura.

După metoda de producție, se face distincția între dielectricii naturali (naturali) și sintetici. Dielectricii sintetici pot fi creați cu un anumit set de proprietăți electrice și fizico-chimice, motiv pentru care sunt utilizați pe scară largă în inginerie electrică.

Pe baza structurii moleculelor lor, dielectricii sunt împărțiți în nepolari (neutri) și polari. Dielectricii neutri constau din atomi și molecule neutre din punct de vedere electric, care nu posedă proprietăți electrice înainte de a fi expuse la un câmp electric. Dielectricii neutri sunt: polietilenă, fluoroplastic-4 etc. Dintre cei neutri se disting dielectricii cristalini ionici (mica, cuarț etc.), în care fiecare pereche de ioni constituie o particulă neutră electric. Ionii sunt localizați în locurile rețelei cristaline. Fiecare ion se află în mișcare termică vibrațională în apropierea centrului de echilibru - un nod al rețelei cristaline. Dielectricii polari, sau dipol, constau din molecule dipol polare. Acestea din urmă, datorită asimetriei structurii lor, au un moment electric inițial chiar înainte de influența forței câmpului electric asupra lor. Dielectricii polari includ bachelita, clorură de polivinil etc. În comparație cu dielectricii neutri, dielectricii polari au constante dielectrice mai mari, precum și o conductivitate ușor crescută.

După starea lor de agregare, dielectricii sunt gazoși, lichizi și solizi. Cel mai mare este grupul de dielectrici solizi. Proprietățile electrice ale materialelor electroizolante sunt evaluate folosind cantități numite caracteristici electrice. Acestea includ: rezistivitatea volumului, rezistivitatea suprafeței, constanta dielectrică, coeficientul de temperatură al constantei dielectrice, tangenta de pierdere dielectrică și rezistența dielectrică a materialului.

Rezistivitatea specifică a volumului este o valoare care face posibilă estimarea rezistenței electrice a unui material atunci când trece curent continuu prin el. Reciproca rezistivității de volum se numește conductivitate de volum. Rezistența specifică a suprafeței este o valoare care permite estimarea rezistenței electrice a unui material atunci când curentul continuu curge pe suprafața sa între electrozi. Reciprocul rezistenței specifice a suprafeței se numește conductivitate specifică a suprafeței.

Coeficientul de temperatură al rezistivității electrice este o valoare care determină modificarea rezistivității unui material cu o modificare a temperaturii acestuia. Odată cu creșterea temperaturii, rezistența electrică a tuturor dielectricilor scade, prin urmare, coeficientul de temperatură al rezistivității are un semn negativ. Constanta dielectrică este o valoare care ne permite să evaluăm capacitatea unui material de a crea capacitatea electrică. Constanta dielectrică relativă este inclusă în valoarea constantei dielectrice absolute. Coeficientul de temperatură al constantei dielectrice este o valoare care face posibilă evaluarea naturii modificării constantei dielectrice și, prin urmare, a capacității de izolație, cu o modificare a temperaturii. Tangenta de pierderi dielectrice este o valoare care determină pierderile de putere într-un dielectric care funcționează la tensiune alternativă.

Rezistența electrică este o valoare care ne permite să evaluăm capacitatea unui dielectric de a rezista distrugerii prin tensiune electrică. Rezistența mecanică a izolației electrice și a altor materiale este evaluată folosind următoarele caracteristici: rezistența la tracțiune a materialului, alungirea la tracțiune, rezistența la compresiune a materialului, rezistența statică la încovoiere a materialului, rezistența specifică la impact, rezistența la despicare.

Caracteristicile fizico-chimice ale dielectricilor includ: numărul de acid, vâscozitatea, absorbția de apă. Cifra de aciditate este numărul de miligrame de hidroxid de potasiu necesare pentru a neutraliza acizii liberi conținuti în 1 g de dielectric. Numărul de acid este determinat pentru dielectrici lichizi, compuși și lacuri. Această valoare ne permite să estimăm cantitatea de acizi liberi din dielectric și, prin urmare, gradul efectului lor asupra materialelor organice. Prezența acizilor liberi afectează proprietățile de izolare electrică ale dielectricilor. Vâscozitatea, sau coeficientul de frecare internă, face posibilă evaluarea fluidității lichidelor electroizolante (uleiuri, lacuri etc.). Vâscozitatea poate fi cinematică sau condiționată. Absorbția de apă este cantitatea de apă absorbită de un dielectric după ce a fost în apă distilată timp de 24 de ore la o temperatură de 20° C și mai mult. Cantitatea de absorbție a apei indică porozitatea materialului și prezența substanțelor solubile în apă în acesta. Pe măsură ce acest indicator crește, proprietățile de izolare electrică ale dielectricilor se deteriorează.

Caracteristicile termice ale dielectricilor includ: punctul de topire, punctul de înmuiere, punctul de picătură, punctul de aprindere la vapori, rezistența la căldură a materialelor plastice, termoelasticitatea (rezistența la căldură) a lacurilor, rezistența la căldură, rezistența la îngheț, rezistența tropicală.

Materialele de izolare electrică film realizate din polimeri sunt utilizate pe scară largă în inginerie electrică. Acestea includ filme și casete. Filmele sunt produse cu o grosime de 5-250 microni, iar benzi - 0,2-3,0 mm. Filmele și benzile cu conținut ridicat de polimeri se caracterizează printr-o mare flexibilitate, rezistență mecanică și proprietăți bune de izolare electrică. Se produc folii de polistiren cu o grosime de 20-100 microni si o latime de 8-250 mm. Grosimea foliilor de polietilenă este de obicei de 30-200 de microni, iar lățimea este de 230-1500 mm. Filmele din fluoroplastic-4 sunt realizate cu o grosime de 5-40 microni și o lățime de 10-200 mm. Din acest material sunt produse și filme neorientate și orientate. Filmele fluoroplastice orientate au cele mai înalte caracteristici mecanice și electrice.

Filmele de polietilen tereftalat (lavsan) sunt produse cu o grosime de 25-100 microni și o lățime de 50-650 mm. Foliile din PVC sunt fabricate din plastic vinil și clorură de polivinil plastifiată. Foliile din plastic de vinil au o rezistență mecanică mai mare, dar o flexibilitate mai mică. Filmele din plastic de vinil au o grosime de 100 de microni sau mai mult, iar peliculele de clorură de polivinil plastifiate au o grosime de 20-200 de microni. Filmele de triacetat de celuloză (triacetat) sunt realizate neplastifiate (rigide), vopsite în albastru, ușor plastifiate (incolore) și plastifiate (vopsite în albastru). Acestea din urmă au o flexibilitate semnificativă. Filmele triacetate sunt produse în grosimi de 25, 40 și 70 microni și o lățime de 500 mm. Cartonul film-electric este un material electroizolant flexibil format din carton izolator acoperit pe o parte cu folie Mylar. Film-electrocarton pe folie lavsan are o grosime de 0,27 si 0,32 mm. Este produs în role de 500 mm lățime. Cartonul film-azbest este un material electroizolant flexibil format dintr-un film Mylar de 50 microni grosime, acoperit pe ambele fețe cu hârtie de azbest de 0,12 mm grosime. Cartonul film-azbest este produs în foi de 400 x 400 mm (nu mai puțin) cu o grosime de 0,3 mm.

Lacuri si emailuri electroizolante

Lacurile sunt soluții de substanțe filmogene: rășini, bitum, uleiuri sicative, eteri de celuloză sau compoziții ale acestor materiale în solvenți organici. În timpul procesului de uscare a lacului, solvenții se evaporă din acesta, iar în baza de lac au loc procese fizice și chimice, ducând la formarea unei pelicule de lac. În funcție de scopul lor, lacurile electroizolante sunt împărțite în impregnare, acoperire și adeziv.

Lacurile de impregnare sunt folosite pentru a impregna înfășurările mașinilor și dispozitivelor electrice pentru a le asigura spirele, a crește conductibilitatea termică a înfășurărilor și a le crește rezistența la umiditate. Lacurile de acoperire fac posibilă crearea de acoperiri de protecție rezistente la umiditate, rezistente la ulei și alte acoperiri pe suprafața înfășurărilor sau a plasticului și a altor părți izolatoare. Lacurile adezive sunt destinate lipirii foilor de mica intre ele sau pe hartie si tesaturi pentru a obtine materiale electroizolante mica (micanit, mycalente etc.).

Emailurile sunt lacuri cu pigmenți introduși în ele - umpluturi anorganice (oxid de zinc, dioxid de titan, plumb roșu etc.). Pigmentii sunt introduși pentru a crește duritatea, rezistența mecanică, rezistența la umiditate, rezistența la lovituri și alte proprietăți ale peliculelor de email. Emailurile sunt clasificate ca materiale de acoperire.

După metoda de uscare, lacurile și emailurile se disting între uscare la cald (la cuptor) și la rece (aer). Primele necesită temperaturi ridicate pentru întărire - de la 80 la 200 ° C, în timp ce cele din urmă se usucă la temperatura camerei. Lacurile și emailurile cu uscare la cald, de regulă, au proprietăți dielectrice, mecanice și alte proprietăți mai mari. Pentru a îmbunătăți caracteristicile lacurilor și emailurilor cu uscare la aer, precum și pentru a accelera întărirea, acestea sunt uneori uscate la temperaturi ridicate - de la 40 la 80 ° C.

Principalele grupuri de lacuri au următoarele caracteristici. După uscare, lacurile pe bază de ulei formează pelicule flexibile, elastice, galbene, care sunt rezistente la umiditate și ulei mineral încălzit. În ceea ce privește rezistența la căldură, peliculele acestor lacuri aparțin clasei A. În lacurile cu ulei se folosesc uleiuri rare de in și tung, astfel încât acestea sunt înlocuite cu lacuri pe bază de rășini sintetice, care sunt mai rezistente la îmbătrânirea termică.

Lacurile de ulei-bitum formează pelicule negre flexibile care sunt rezistente la umiditate, dar se dizolvă ușor în uleiuri minerale (uleiuri de transformare și uleiuri lubrifiante). În ceea ce privește rezistența la căldură, aceste lacuri aparțin clasei A (105° C). Lacurile și emailurile gliftale și uleioase au o bună capacitate de aderență la mica, hârtie, țesături și materiale plastice. Filmele acestor lacuri au rezistență crescută la căldură (clasa B). Sunt rezistente la uleiul mineral încălzit, dar necesită uscare la cald la temperaturi de 120-130 ° C. Lacurile gliftale pure pe bază de rășini gliftale nemodificate formează pelicule dure, inflexibile, utilizate la producerea izolației solide din mica (micanite dure). După uscare, lacurile ulei-gliftalice produc pelicule flexibile, elastice, galbene.

Lacurile și emailurile din silicon se caracterizează printr-o rezistență ridicată la căldură și pot funcționa mult timp la 180-200 ° C, așa că sunt utilizate în combinație cu izolația din fibră de sticlă și mica. În plus, peliculele au rezistență ridicată la umiditate și rezistență la scântei electrice.

Lacurile și emailurile pe bază de clorură de polivinil și rășini perclorovinil sunt rezistente la apă, uleiuri încălzite, substanțe chimice acide și alcaline, prin urmare sunt folosite ca lacuri și emailuri de acoperire pentru a proteja înfășurările, precum și piesele metalice împotriva coroziunii. Ar trebui să acordați atenție aderenței slabe a lacurilor și emailurilor de clorură de polivinil și perclorovinil la metale. Acestea din urmă sunt acoperite mai întâi cu un strat de grund, iar apoi cu lac sau email pe bază de rășini de clorură de polivinil. Uscarea acestor lacuri și emailuri se realizează la 20, precum și la 50-60 ° C. Dezavantajele acestui tip de acoperire includ temperatura lor scăzută de funcționare, în valoare de 60-70 ° C.

Lacurile și emailurile pe bază de rășini epoxidice se caracterizează prin capacitate de aderență ridicată și rezistență la căldură ușor crescută (până la 130 ° C). Lacurile pe bază de rășini alchidice și fenolice (lacuri fenolice alchidice) au proprietăți bune de uscare în straturi groase și formează pelicule elastice care pot funcționa timp îndelungat la temperaturi de 120-130 ° C. Filmele acestor lacuri sunt rezistente la umezeală și ulei.

Lacurile cu emulsie de apă sunt emulsii stabile de baze de lac în apa de la robinet. Bazele de lac sunt realizate din rășini sintetice, precum și din uleiuri uscate și amestecurile acestora. Lacurile cu emulsie de apă sunt rezistente la foc și la explozie deoarece nu conțin solvenți organici inflamabili. Datorită vâscozității lor scăzute, astfel de lacuri au o bună capacitate de impregnare. Sunt utilizate pentru impregnarea înfășurărilor staționare și mobile ale mașinilor și dispozitivelor electrice care funcționează timp îndelungat la temperaturi de până la 105 ° C.

Compuși izolatori electrici

Compușii sunt compuși izolatori care sunt lichizi în momentul utilizării și apoi se întăresc. Compușii nu conțin solvenți. În funcție de scopul lor, aceste compoziții sunt împărțite în impregnare și umplere. Primul dintre ele este utilizat pentru impregnarea înfășurărilor mașinilor și dispozitivelor electrice, al doilea - pentru umplerea cavităților în cuplajele de cabluri, precum și în mașini și dispozitive electrice în scopul etanșării.

Compușii pot fi termorigizi (neînmuiați după întărire) și termoplastici (înmuiați la încălzirea ulterioară). Compușii termoenduribili includ compuși pe bază de epoxi, poliester și alte rășini. Materialele termoplastice includ compuși pe bază de bitum, dielectrici cerosi și polimeri termoplastici (polistiren, poliizobutilenă etc.). Compușii de impregnare și turnare pe bază de bitum din punct de vedere al rezistenței la căldură aparțin clasei A (105°C), iar unii clasei Y (până la 90°C). Compușii epoxidici și organosiliciați au cea mai mare rezistență la căldură.

Compușii MBC sunt fabricați pe bază de esteri metacrilici și sunt utilizați ca compuși de impregnare și de ghiveci. După întărire la 70-100°C (și cu întăritori speciali la 20°C) sunt substanțe termorigide care pot fi folosite în intervalul de temperatură de la -55 la +105°C.

Materiale electroizolante fibroase neimpregnate

Această grupă include materiale de foi și rulouri constând din fibre de origine organică și anorganică. Materialele fibroase de origine organică (hârtie, carton, fibre și țesături) sunt obținute din fibre vegetale de lemn, bumbac și mătase naturală. Conținutul normal de umiditate al cartonului, hârtiei și fibrelor electroizolante variază de la 6 la 10%. Materialele organice fibroase pe bază de fibre sintetice (nailon) au un conținut de umiditate de 3 până la 5%. Aproximativ aceeași umiditate se observă în materialele produse pe bază de fibre anorganice (azbest, fibră de sticlă). Caracteristicile materialelor fibroase anorganice sunt neinflamabilitatea și rezistența ridicată la căldură (clasa C). Aceste proprietăți valoroase sunt în majoritatea cazurilor reduse atunci când aceste materiale sunt impregnate cu lacuri.

Hârtia electroizolantă este de obicei fabricată din pastă de lemn. Hârtia de mica, folosita la producerea benzilor de mica, are cea mai mare porozitate. Cartonul electric este fabricat din celuloză de lemn sau dintr-un amestec de fibre de bumbac și fibre de lemn (sulfat) celulozice, luate în diferite proporții. Creșterea conținutului de fibre de bumbac reduce higroscopicitatea și contracția cartonului. Cartonul electric conceput pentru a funcționa în aer are o structură mai densă în comparație cu cartonul conceput pentru a funcționa în ulei. Cartonul cu grosimea de 0,1-0,8 mm este produs în role, iar cartonul cu grosimea de 1 mm și mai sus este produs în foi de diferite dimensiuni.

Fibra este un material monolit obtinut prin presarea foilor de hartie, pre-tratat cu o solutie incalzita de clorura de zinc si spalat in apa. Fibra este susceptibilă la toate tipurile de prelucrare mecanică și turnare după înmuierea semifabricatului în apă fierbinte.

Leteroidul este o foaie subțire și o fibră rulou utilizată pentru fabricarea diferitelor tipuri de garnituri, șaibe și produse modelate pentru izolații electrice.

Hârtiile, cartoanele și benzile din azbest sunt fabricate din fibre de azbest crisotil, care au cea mai mare elasticitate și capacitatea de a se răsuci în fire. Toate materialele din azbest sunt rezistente la alcalii, dar sunt ușor distruse de acizi.

Benzile și țesăturile de sticlă izolatoare electrice sunt realizate din fire de sticlă obținute din sticlă fără alcali sau cu conținut scăzut de alcali. Avantajul fibrelor de sticlă față de fibrele vegetale și de azbest este suprafața lor netedă, care reduce absorbția umidității din aer. Rezistența la căldură a țesăturilor și benzilor de sticlă este mai mare decât azbestul.

Țesături lăcuite izolatoare electrice (țesături lăcuite)

Țesăturile lacuite sunt materiale flexibile constând din țesături impregnate cu lac sau un fel de compus izolator electric. Lacul sau compoziția de impregnare după întărire formează o peliculă flexibilă, care asigură proprietăți bune de izolare electrică a țesăturii lăcuite. În funcție de baza țesăturii, țesăturile lăcuite sunt împărțite în bumbac, mătase, nailon și sticlă (fibră de sticlă).

Lacurile cu ulei, ulei-bitum, escapon și organosiliciu, precum și emailurile siliconice, soluțiile de cauciuc siliconic etc. sunt utilizate ca compoziții de impregnare pentru țesăturile lacuite Țesăturile lacuite de mătase și nailon au cea mai mare extensibilitate și flexibilitate. Ele pot funcționa la temperaturi nu mai mari de 105° C (clasa A). Toate țesăturile din bumbac lăcuite aparțin aceleiași clase de rezistență la căldură.

Principalele domenii de aplicare a țesăturilor lacuite sunt: mașini electrice, aparate și dispozitive de joasă tensiune. Țesăturile lăcuite sunt utilizate pentru izolarea flexibilă a canelurilor, precum și a diferitelor garnituri de izolare electrică.

Materiale plastice

Materialele plastice sunt materiale solide care, la o anumită etapă de fabricație, capătă proprietăți plastice și în această stare pot fi folosite pentru a produce produse de o formă dată. Aceste materiale sunt substanțe compozite formate dintr-un liant, materiale de umplutură, coloranți, plastifianți și alte componente. Materiile prime pentru producerea produselor din plastic sunt pulberile de presare și materialele de presare. În funcție de rezistența la căldură, materialele plastice sunt clasificate în termorigide și termoplastice.

Materiale plastice laminate electroizolante

Materialele plastice laminate sunt materiale formate din straturi alternative de material de umplutură (hârtie sau țesătură) și un liant. Cele mai importante dintre materialele plastice laminate electroizolante sunt getinaxul, textolitul și fibra de sticlă. Acestea constau din umpluturi de foi dispuse în straturi, iar ca lianți se folosesc rășini bachelite, epoxidice, organosilicioase și compozițiile acestora.

Tipuri speciale de hârtie impregnată (în getinaks), țesături de bumbac (în textolit) și țesături de sticlă fără alcali (în fibră de sticlă) sunt utilizate ca umpluturi. Materialele de umplutură enumerate sunt mai întâi impregnate cu lacuri de bachelit sau silicon, uscate și tăiate în foi de o anumită dimensiune. Materialele de umplutură din foi pregătite sunt colectate în pungi de o grosime dată și supuse presării la cald, timp în care foile individuale sunt conectate ferm între ele folosind rășini.

Getinax și textolitul sunt rezistente la uleiurile minerale, prin urmare sunt utilizate pe scară largă în dispozitivele electrice și transformatoare umplute cu ulei. Cel mai ieftin material laminat este lemnul laminat (lemn delta). Se obtine prin presarea la cald a foilor subtiri de furnir de mesteacan, preimpregnate cu rasini bachelite. Lemnul Delta este utilizat pentru fabricarea pieselor structurale de putere și izolatoare electrice care funcționează în ulei. Pentru a lucra în aer liber, acest material are nevoie de o protecție atentă împotriva umezelii.

Textolitul de azbest este un material plastic izolant electric stratificat, obținut prin presarea la cald a foilor de țesătură de azbest, preimpregnate cu rășină bachelită. Este produs sub formă de produse modelate, precum și sub formă de foi și plăci cu o grosime de la 6 la 60 mm. Asbogetinax este un plastic laminat produs prin presarea la cald a foilor de hartie de azbest continand 20% celuloza kraft sau hartie de azbest fara celuloza, impregnata cu un liant epoxi-fenol-formaldehida.

Dintre materialele electroizolante stratificate considerate, laminatele din fibră de sticlă pe bază de organosiliciu și lianți epoxidici au cea mai mare rezistență la căldură, cele mai bune caracteristici electrice și mecanice, rezistență crescută la umiditate și rezistență la mucegai fungic.

Produse electroizolante înfăşurate

Produsele electroizolante bobinate sunt tuburi solide și cilindri realizate prin înfășurarea oricăror materiale fibroase preimpregnate cu un liant pe tije metalice rotunde. Tipuri speciale de hârtie de înfășurare sau de impregnare, precum și țesături de bumbac și țesături din fibră de sticlă sunt utilizate ca materiale fibroase. Lianții sunt bachelit, epoxidic, silicon și alte rășini.

Produsele electroizolante bobinate, împreună cu tijele metalice pe care sunt înfăşurate, se usucă la temperatură ridicată. Pentru ca produsele plăgii să fie higroscopice, acestea sunt lăcuite. Fiecare strat de lac este uscat în cuptor. Tijele de textolit solide pot fi, de asemenea, clasificate ca produse de rănire, deoarece sunt produse și prin înfășurarea semifabricatelor din material de umplutură textil impregnat cu lac de bachelit. După aceasta, semifabricatele sunt supuse presării la cald în matrițe de oțel. Produsele electroizolante bobinate sunt utilizate în transformatoare cu izolație cu aer și ulei, în comutatoare cu aer și ulei, diferite dispozitive electrice și componente ale echipamentelor electrice.

Materiale minerale electroizolante

Materialele electroizolante minerale includ roci: mica, marmura, ardezie, sapatia si bazalt. Această grupă include și materialele realizate din ciment Portland și azbest (azbest ciment și azbest plastic). Întregul grup de dielectrici anorganici se caracterizează prin rezistență ridicată la arcurile electrice și are caracteristici mecanice destul de ridicate. Dielectricii minerali (cu excepția micii și bazaltului) pot fi prelucrați, cu excepția filetării.

Produsele electroizolante din marmura, ardezie si piatra de sapatia se obtin sub forma de placi pentru panouri si baze electroizolante pentru intrerupatoare si intrerupatoare de joasa tensiune. Exact aceleași produse din bazalt topit pot fi obținute numai prin turnare în matrițe. Pentru ca produsele bazaltice să aibă caracteristicile mecanice și electrice necesare, acestea sunt supuse unui tratament termic pentru a forma o fază cristalină în material.

Produsele electroizolante realizate din azbociment și azbest plastic sunt plăci, baze, pereți despărțitori și camere de stingere a arcului. Pentru realizarea acestui tip de produs se foloseste un amestec format din ciment Portland si fibra de azbest. Produsele din plastic din azbest sunt produse prin presare la rece dintr-o masă la care s-a adăugat 15% dintr-o substanță plastică (caolin sau argilă de modelare). Se realizează astfel o mai mare fluiditate a masei inițiale de presare, ceea ce face posibilă obținerea de produse electroizolante cu profil complex din plastic azbest.

Principalul dezavantaj al multor dielectrici minerali (cu excepția micii) este nivelul scăzut al caracteristicilor lor electrice, cauzat de numărul mare de pori prezenți și de prezența oxizilor de fier. Acest fenomen permite utilizarea dielectricilor minerali numai în dispozitivele de joasă tensiune.

În majoritatea cazurilor, toți dielectricii minerali, cu excepția micii și bazaltului, sunt impregnați cu parafină, bitum, stiren, rășini de bachelită etc., cel mai mare efect se obține la impregnarea dielectricilor minerali deja prelucrați mecanic (panouri, pereți despărțitori, camere etc.). .).

Marmura și produsele fabricate din ea nu tolerează schimbările bruște de temperatură și se vor crăpa. Ardezia, bazaltul, sapatia, mica si azbocimentul sunt mai rezistente la schimbarile bruste de temperatura.

Materiale electroizolante din mica

Aceste materiale constau din foi de mica lipite intre ele folosind un fel de rasina sau lac adeziv. Materialele de mica lipite includ micanite, micafolia si mycalentes. Materialele de mica lipite sunt folosite in principal pentru izolarea infasurarilor masinilor electrice de inalta tensiune (generatoare, motoare electrice), precum si pentru izolarea masinilor de joasa tensiune si a masinilor care functioneaza in conditii grele.

Micaniții sunt materiale în foile dure sau flexibile obținute prin lipirea foilor de mică smulsă folosind șelac, gliftalic, organosiliciu și alte rășini sau lacuri pe bază de aceste rășini.

Principalele tipuri de micanite sunt colectoare, distanțiere, turnare și flexibile. Micanitele colectoare și distanțiere aparțin grupului micaniților solide, care, după lipirea mica, sunt presate la presiuni specifice ridicate și la căldură. Aceste micaniți au o contracție mai mică a grosimii și o densitate mai mare. Modelul și micanitul flexibil au o structură mai liberă și o densitate mai mică.

Micanitul colector este un material solid din foile realizate din foi de mica lipite intre ele folosind rasini shellac sau gliftale sau lacuri pe baza acestor rasini. Pentru a asigura rezistența mecanică atunci când se lucrează în colectoarele mașinilor electrice, în aceste micaniți nu se introduce mai mult de 4% adeziv.

Micanitul distanțier este un material solid din foi, realizat din foi de mică smulsă, lipite împreună cu rășini șelac sau gliftalice sau lacuri pe bază de acestea. După lipire, foile de micanit de amortizare sunt presate. Acest material conține 75-95% mica și 25-5% adeziv.

Micanitul de turnare este un material solid din foi, realizat din foi de mica smulsa, lipite intre ele folosind rasini sau lacuri pe baza de shellac, gliftalice sau organosilicice. După lipire, foile de micanit de turnare sunt presate la o temperatură de 140-150°C.

Micanitul flexibil este un material din foi care este flexibil la temperatura camerei. Este realizat din foi de mica smulsa, lipite cu lac ulei-bitum, ulei-gliftalic sau siliconat (fara uscator), formand pelicule flexibile.

Anumite tipuri de micanit flexibil sunt acoperite cu hârtie de mica pe ambele părți pentru a crește rezistența mecanică. Fibra de sticlă flexibilă este un material foaie care este flexibil la temperatura camerei. Acesta este un tip de micanit flexibil, caracterizat prin rezistență mecanică crescută și rezistență crescută la căldură. Acest material este realizat din foi de mica smulsa, lipite intre ele cu lacuri siliconice sau ulei-gliftalice, formand filme flexibile rezistente la caldura. Foile din fibră de sticlă flexibilă sunt acoperite pe ambele părți sau pe o față cu fibră de sticlă fără alcali.

Micafolia este o rolă sau o foaie de material electroizolant, turnat în stare încălzită. Se compune din unul sau mai multe, de obicei două sau trei, straturi de foi de mica lipite între ele și cu o foaie de hârtie de 0,05 mm grosime, sau cu fibră de sticlă, sau cu o plasă din fibră de sticlă. Ca lacuri adezive se folosesc shellac, gliftal, poliester sau organosiliciu.

Banda de mica este un material izolator rulat care este flexibil la temperatura camerei. Se compune dintr-un strat de foi de mica smulsa, lipite intre ele si acoperite pe una sau ambele fete cu hartie subtire de mica, fibra de sticla sau plasa din fibra de sticla. Ca lacuri adezive se folosesc soluții de ulei-bitum, ulei-gliftalic, organosiliciu și cauciuc.

Mikasilk este un material electroizolant laminat, flexibil la temperatura camerei. Mikasilk este una dintre soiurile de mycalente, dar cu rezistență mecanică crescută la tracțiune. Se compune dintr-un strat de foi de mica smulsa, lipite intre ele si acoperite pe o parte cu o carpa din matase naturala, iar pe cealalta cu hartie de mica. Ca lacuri adezive au fost folosite lacuri ulei-gliftalice sau ulei-bitum, formând pelicule flexibile.

Mikafat este o rolă sau o foaie de material electroizolant care este flexibil la temperatura camerei. Pânza de mica este formata din mai multe straturi de mica smulsa, lipite intre ele si acoperite pe ambele fete cu stofa de bumbac (percal) sau hartie de mica pe o parte si stofa pe cealalta.

Micalex este un plastic de mica fabricat prin presare dintr-un amestec de mica pudra si sticla. După presare, produsele sunt supuse unui tratament termic (uscare). Micalex este produs sub formă de plăci și tije, precum și sub formă de produse electroizolante (panouri, baze pentru întrerupătoare, condensatoare de aer etc.). La presarea produselor Micalex, acestora li se pot adăuga piese metalice. Aceste produse sunt adaptabile la toate tipurile de prelucrare mecanică.

Materiale electroizolante din mica

La dezvoltarea micii naturale și la fabricarea materialelor electroizolante pe bază de mică smulsă, rămân o cantitate mare de deșeuri. Reciclarea lor face posibilă obținerea de noi materiale electroizolante - mica. Acest tip de material este fabricat din hârtie de mica, pretratată cu un fel de adeziv (rășini, lacuri). Materialele electroizolante de mica tare sau flexibila se obtin din hartia mica prin lipire cu lacuri sau rasini adezive si presare la cald ulterioara. Rășinile adezive pot fi introduse direct în masa lichidă de mica - suspensie de mica. Dintre cele mai importante materiale mica trebuie mentionate urmatoarele.

Colectorul de sludinită este un material solid din tablă, calibrat în grosime. Se obtine prin presarea la cald a foilor de hartie mica tratate cu lac shellac. Mica colector este produsă în foi de dimensiuni variind de la 215 x 400 mm la 400 x 600 mm.

Pernitura de mica este un material solid din tabla obtinut prin presarea la cald a foilor de hartie mica impregnate cu lacuri adezive. Mica de distanțiere este produsă în foi de 200 x 400 mm. Garniturile și șaibe solide sunt realizate din acesta pentru mașini și dispozitive electrice cu supraîncălzire normală și crescută.

Mica de sticlă de turnare este un material din foaie tare când este rece și flexibilă când este încălzită. Se obține prin lipirea hârtiei de mica pe substraturi din fibră de sticlă. Mica de sticlă termorezistentă de turnare este un material solid din foaie turnat în stare încălzită. Este realizat prin lipirea foilor de hârtie de mica pe fibra de sticla folosind un lac siliconic rezistent la caldura. Este produs în foi de 250 x 350 mm sau mai mult. Acest material a crescut rezistența mecanică la tracțiune.

Sludinita flexibilă este un material în foaie care este flexibil la temperatura camerei. Este produs prin lipirea foilor de hârtie de mica urmata de presare la cald. Lacul din poliester sau silicon este folosit ca liant. Cele mai multe tipuri de mica flexibila sunt acoperite cu fibra de sticla pe una sau ambele fete. Mica de sticlă flexibilă (rezistă la căldură) este un material din foi care este flexibil la temperatura camerei. Este produs prin lipirea uneia sau mai multor foi de hârtie de mica pe fibra de sticla sau plasa din fibra de sticla folosind lacuri organosiliciu. După lipire, materialul este presat la cald. Este acoperit cu fibră de sticlă pe una sau ambele părți pentru a crește rezistența mecanică.

Sludinitofolium este un material rulou sau foaie, flexibil la incalzire, obtinut prin lipirea uneia sau mai multor foi de hartie mica cu hartie telefonica de 0,05 mm grosime, folosita ca substrat flexibil. Domeniul de aplicare al acestui material este același cu cel al micafolia pe bază de mica smulsă. Sludinitofolium este produs în role de 320-400 mm lățime.

Banda de mica este un material rulat termorezistent, flexibil la temperatura camerei, format din hartie mica acoperita pe una sau ambele fete cu plasa din fibra de sticla sau fibra de sticla. Benzile de mica sunt produse in principal in role cu o latime de 15, 20, 23, 25, 30 si 35 mm, mai rar in role.

Banda sticla-mica este un material rulat, flexibil la rece, format din hartie mica, plasa din fibra de sticla si hartie mica, lipit si impregnat cu lac epoxi-poliester. Suprafața benzii este acoperită cu un strat lipicios de compus. Este produs în role cu lățimea de 15, 20, 23, 30, 35 mm.

Mica-electrocartonul de sticlă este un material de foaie care este flexibil la temperatura camerei. Se obține prin lipirea hârtiei de mica, cartonului electric și fibrei de sticlă folosind lac. Disponibil în foi de 500 x 650 mm.

Materiale electroizolante mica-plastice

Toate materialele mica-plastic sunt produse prin lipirea și presarea foilor de hârtie mica-plastic. Acesta din urmă este obținut din deșeuri neindustriale de mică ca urmare a strivirii mecanice a particulelor de către o undă elastică. În comparație cu materialele mica-plastice, materialele mica-plastice au o rezistență mecanică mai mare, dar sunt mai puțin omogene, deoarece constau din particule mai mari decât mica-plastic. Cele mai importante materiale electroizolante mica-plastice sunt următoarele.

Plasticul mic de colector este un material solid din tablă calibrat în grosime. Se obtine prin presarea la cald a foilor de hartie mica, preacoperite cu un strat de adeziv. Disponibil în foi de 215 x 465 mm.

Captușa de mica este un material solid din foaie realizat prin presare la cald de foi de hârtie de mica acoperite cu un strat de liant. Disponibil în foi de dimensiuni 520 x 850 mm.

Mica de turnare este un material din foaie presată care este dur când este rece și care poate fi turnat când este încălzit. Disponibil în foi de dimensiuni de la 200 x 400 mm la 520 x 820 mm.

Mica flexibilă este un material din foaie presată care este flexibil la temperatura camerei. Disponibil în foi de dimensiuni de la 200 x 400 mm la 520 x 820 mm. Plasticul de mica sticla flexibila este un material din tabla presat, flexibil la temperatura camerei, format din mai multe straturi de hartie mica, acoperite pe o parte cu fibra de sticla, iar pe cealalta cu plasa din fibra de sticla sau pe ambele fete cu plasa din fibra de sticla. Disponibil în foi de dimensiuni de la 250 x 500 mm la 500 x 850 mm.

Folium mica-plastic este un material laminat sau foaie, flexibil si modelabil in stare incalzita, obtinut prin lipirea mai multor foi de hartie mica-plastica si lipite pe o fata cu hartie telefonica sau fara aceasta.

Banda mica-plastic este un material rulou care este flexibil la temperatura camerei, format din hartie mica-plastic, acoperita cu hartie mica pe ambele fete. Acest material este disponibil în role cu lățimi de 12, 15, 17, 24, 30 și 34 mm.

Banda din plastic mica de sticla rezistenta la caldura este un material flexibil la temperatura camerei, format dintr-un strat de hartie mica, acoperit pe una sau ambele fete cu fibra de sticla sau plasa din fibra de sticla folosind lac siliconic. Materialul este produs în role cu lățimea de 15, 20, 25, 30 și 35 mm.

Materiale electroceramice și ochelari

Materialele electroceramice sunt solide artificiale obtinute ca urmare a tratamentului termic (ars) al maselor ceramice initiale formate din diverse minerale (argila, talc etc.) si alte substante luate intr-un anumit raport. Din mase ceramice se obțin diverse produse electroceramice: izolatoare, condensatoare etc.

În timpul arderii la temperatură ridicată a acestor produse, între particulele substanțelor inițiale apar procese fizice și chimice complexe cu formarea de noi substanțe cu o structură cristalină și sticloasă.

Materialele electroceramice sunt împărțite în 3 grupe: materiale din care sunt fabricați izolatorii (ceramica izolatoare), materiale din care sunt fabricați condensatoarele (ceramica pentru condensatoare) și materiale ceramice feroelectrice, care au valori anormal de ridicate ale constantei dielectrice și efect piezoelectric. Acestea din urmă sunt utilizate în inginerie radio. Toate materialele electroceramice se caracterizează prin rezistență ridicată la căldură, rezistență la intemperii, rezistență la scântei și arcuri electrice și au proprietăți bune de izolare electrică și rezistență mecanică destul de ridicată.

Alături de materialele electroceramice, multe tipuri de izolatori sunt fabricate din sticlă. Sticlele cu conținut scăzut de alcali și alcaline sunt utilizate pentru producția de izolatori. Majoritatea tipurilor de izolatoare de înaltă tensiune sunt fabricate din sticlă călită. Izolatorii din sticlă călită sunt superioare ca rezistență mecanică față de izolatorii din porțelan.

Materiale magnetice

Mărimile prin care sunt evaluate proprietățile magnetice ale materialelor se numesc caracteristici magnetice. Acestea includ: permeabilitatea magnetică absolută, permeabilitatea magnetică relativă, coeficientul de temperatură al permeabilității magnetice, energia maximă a câmpului magnetic etc. Toate materialele magnetice sunt împărțite în două grupuri principale: magnetice moale și magnetice dure.

Materialele moi din punct de vedere magnetic se caracterizează prin pierderi scăzute de histerezis (histereză magnetică - o întârziere în magnetizarea unui corp din câmpul de magnetizare extern). Au valori relativ mari de permeabilitate magnetică, forță coercitivă scăzută și inducție de saturație relativ mare. Aceste materiale sunt utilizate pentru fabricarea miezurilor magnetice ale transformatoarelor, mașinilor și dispozitivelor electrice, ecranelor magnetice și a altor dispozitive unde este necesară magnetizarea cu pierderi reduse de energie.

Materialele magnetice dure se caracterizează prin pierderi mari de histerezis, adică au forță coercitivă mare și inducție reziduală mare. Aceste materiale, fiind magnetizate, pot reține energia magnetică rezultată pentru o perioadă lungă de timp, adică devin surse de câmp magnetic constant. Materialele magnetice dure sunt folosite pentru a face magneți permanenți.

În funcție de baza lor, materialele magnetice sunt împărțite în metalice, nemetalice și magnetodielectrice. Materialele metalice moi magnetice includ: fier pur (electrolitic), tablă de oțel electric, fier-Armco, permalloy (aliaje fier-nichel), etc. Materialele metalice dure magnetic includ: oțeluri aliate, aliaje speciale pe bază de fier și aluminiu și nichel și aliaje. componente (cobalt, siliciu etc.). Materialele magnetice nemetalice includ ferite. Acestea sunt materiale obținute dintr-un amestec pulverulent de oxizi ai anumitor metale și oxid de fier. Produsele din ferită presată (miezuri, inele etc.) sunt arse la o temperatură de 1300-1500° C. Feritele sunt fie moi magnetic, fie dure magnetic.

Magnetodielectricii sunt materiale compozite formate din 70-80% material magnetic sub formă de pulbere și 30-20% dielectric organic cu polimer înalt. Feritele și magnetodielectricii diferă de materialele metalice magnetice prin faptul că au valori mai mari de rezistivitate în volum, ceea ce reduce drastic pierderile de curent turbionar. Acest lucru permite ca aceste materiale să fie utilizate în tehnologia de înaltă frecvență. În plus, feritele au caracteristici magnetice stabile pe o gamă largă de frecvențe.

Tablă electrică de oțel

Oțelul electric este un material magnetic moale. Pentru a îmbunătăți caracteristicile magnetice, i se adaugă siliciu, ceea ce crește rezistivitatea oțelului, ceea ce duce la o reducere a pierderilor de curenți turbionari. Acest oțel este produs sub formă de table cu grosimea de 0,1; 0,2; 0,35; 0,5; 1,0 mm, latime de la 240 la 1000 mm si lungime de la 720 la 2000 mm.

Permalloy

Aceste materiale sunt aliaje fier-nichel cu un conținut de nichel de 36 până la 80%. Pentru a îmbunătăți anumite caracteristici ale permalajelor, crom, molibden, cupru etc. se adaugă la compoziția lor. Caracteristicile tuturor permalloy-urilor sunt magnetizarea lor ușoară în câmpuri magnetice slabe și valori crescute ale rezistivității electrice.

Permalloy-urile sunt aliaje ductile, ușor laminate în foi și benzi cu o grosime de până la 0,02 mm sau mai puțin. Datorită rezistivității crescute și stabilității caracteristicilor magnetice, permaloy-urile pot fi utilizate până la frecvențe de 200-500 kHz. Permalloy-urile sunt foarte sensibile la deformare, ceea ce determină o deteriorare a caracteristicilor lor magnetice originale. Restabilirea nivelului inițial al caracteristicilor magnetice ale pieselor de permalloy deformate se realizează prin tratarea termică a acestora conform unui regim strict dezvoltat.

Materiale magnetice dure

Materialele magnetice dure au valori mari ale forței coercitive și inducție reziduală mare și, prin urmare, valori mari ale energiei magnetice. Materialele magnetice dure includ:

aliaje întărite la martensită (oțeluri aliate cu crom, wolfram sau cobalt);
aliaje nemaleabile fier-nichel-aluminiu de întărire prin dispersie (alni, alnico etc.);
aliaje maleabile pe bază de fier, cobalt și vanadiu (viccaloy) sau pe bază de fier, cobalt, molibden (komol);
aliaje cu coercivitate foarte mare pe bază de metale nobile (platină - fier; argint - mangan - aluminiu etc.);
materiale metalo-ceramice nemaleabile obținute prin presarea componentelor pulverulente urmată de arderea produselor presate (magneți);
ferite magnetice dure;
materiale nemaleabile metal-plastic obținute din pulberi de presare constând din particule de material dur magnetic și un liant (rășină sintetică);
materiale magnetoelastice (magnetoelasturi), constând dintr-o pulbere dintr-un material magnetic dur și un liant elastic (cauciuc, cauciuc).

Inducția reziduală a magneților metal-plastic și magnetoelastic este cu 20-30% mai mică în comparație cu magneții turnați din aceleași materiale magnetice dure (alni, alnico etc.).

Ferite

Feritele sunt materiale magnetice nemetalice realizate dintr-un amestec de oxizi metalici special selectați cu oxid de fier. Numele feritei este determinat de numele metalului divalent, al cărui oxid face parte din ferită. Deci, dacă ferita conține oxid de zinc, atunci ferita se numește zinc; dacă la material se adaugă oxid de mangan - mangan.

În tehnologie sunt utilizate ferite complexe (mixte), având caracteristici magnetice mai mari și rezistivitate mai mare în comparație cu feritele simple. Exemple de ferite complexe sunt nichel-zinc, mangan-zinc etc.

Toate feritele sunt substanțe cu o structură policristalină, obținute din oxizi metalici ca urmare a sinterizării pulberilor diferiți oxizi la temperaturi de 1100-1300 ° C. Feritele pot fi prelucrate numai cu o unealtă abrazivă. Sunt semiconductori magnetici. Acest lucru le permite să fie utilizate în câmpuri magnetice de înaltă frecvență, deoarece pierderile lor datorate curenților turbionari sunt nesemnificative.

Materiale și produse semiconductoare

Semiconductorii includ un număr mare de materiale care diferă unele de altele prin structura internă, compoziția chimică și proprietățile electrice. În funcție de compoziția lor chimică, materialele semiconductoare cristaline sunt împărțite în 4 grupe:

materiale formate din atomi ai unui element: germaniu, siliciu, seleniu, fosfor, bor, indiu, galiu etc.;
materiale formate din oxizi metalici: oxid cupros, oxid de zinc, oxid de cadmiu, dioxid de titan etc.;
materiale bazate pe compuși ai atomilor din grupele a treia și a cincea ale sistemului de elemente Mendeleev, notate printr-o formulă generală și numite antimonide. Această grupă include compuși ai antimoniului cu indiu, cu galiu etc., compuși ai atomilor din grupa a doua și a șasea, precum și compușii atomilor din grupa a patra;
materiale semiconductoare de origine organică, de exemplu compuși policiclici aromatici: antracen, naftalenă etc.

Conform structurii cristaline, materialele semiconductoare sunt împărțite în 2 grupe: semiconductori monocristalini și policristalini. Prima grupă include materialele obținute sub formă de monocristale mari (single cristales). Printre acestea se numără germaniul și siliciul, din care sunt tăiate plăci pentru redresoare și alte dispozitive semiconductoare.

Al doilea grup de materiale sunt semiconductori, constând din multe cristale mici lipite între ele. Semiconductori policristalini sunt: seleniu, carbură de siliciu etc.

În ceea ce privește rezistivitatea volumetrică, semiconductorii ocupă o poziție intermediară între conductori și dielectrici. Unele dintre ele reduc drastic rezistența electrică atunci când sunt expuse la tensiune înaltă. Acest fenomen și-a găsit aplicație în descărcătoarele de tip supapă pentru a proteja liniile electrice. Alți semiconductori își reduc dramatic rezistența atunci când sunt expuși la lumină. Acesta este utilizat în fotocelule și fotorezistoare. O proprietate comună pentru semiconductori este că au conductivitate la electroni și la gaură.

Produse cu electrocarbon (perii pentru mașini electrice)

Acest tip de produs include perii pentru mașini electrice, electrozi pentru cuptoare cu arc, piese de contact etc. Produsele cu electrocarbon sunt realizate prin presare din masele pulverulente originale, urmate de ardere.

Masele inițiale pulverulente sunt alcătuite dintr-un amestec de materiale carbonice (grafit, funingine, cocs, antracit etc.), lianți și substanțe plastifiante (cărbune și gudroane sintetice, smoală etc.). Unele pulberi nu conțin un liant.

Periile pentru mașini electrice sunt grafit, carbon-grafit, electrografit, metal-grafit. Periile de grafit sunt realizate din grafit natural fără liant (grade moi) și cu utilizarea unui liant (grade dure). Periile din grafit sunt moi și produc puțin zgomot în timpul funcționării. Periile de carbon-grafit sunt realizate din grafit cu adaos de alte materiale de carbon (cocs, funingine), cu introducerea de lianți. Periile obținute în urma tratamentului termic sunt acoperite cu un strat subțire de cupru (în baie electrolitică). Periile din carbon-grafit au rezistență mecanică, duritate și uzură redusă în timpul funcționării.

Periile electrografitizate sunt realizate din grafit și alte materiale carbonizate (cocs, funingine), cu introducerea de lianți. După prima ardere, periile sunt supuse grafitizării, adică recoacerii la o temperatură de 2500-2800 ° C. Periile electrografitizate au rezistență mecanică crescută, rezistență la modificările sarcinii de șoc și sunt utilizate la viteze periferice mari. Periile de metal-grafit sunt realizate dintr-un amestec de pulberi de grafit și cupru. Unele dintre ele conțin pulberi de plumb, staniu sau argint. Aceste perii prezintă valori scăzute de rezistivitate, tolerează densități mari de curent și au căderi tranzitorii de tensiune scăzute.

Materiale conductoare

Materiale electroizolante

Lacuri si emailuri electroizolante

Compuși izolatori electrici

Materiale electroizolante fibroase neimpregnate

Leteroidul este o foaie subțire și o fibră rulou utilizată pentru fabricarea diferitelor tipuri de garnituri, șaibe și produse modelate pentru izolații electrice.

Țesături lăcuite izolatoare electrice (țesături lăcuite)

Materiale plastice

Materiale plastice laminate electroizolante

Produse electroizolante înfăşurate

Materiale minerale electroizolante

Materiale electroizolante din mica

Materiale electroizolante mica-plastice

Captușa de mica este un material solid din foaie realizat prin presare la cald de foi de hârtie de mica acoperite cu un strat de liant. Disponibil în foi de dimensiuni 520 x 850 mm.

Mica de turnare este un material din foaie presată care este dur când este rece și care poate fi turnat când este încălzit. Disponibil în foi de dimensiuni de la 200 x 400 mm la 520 x 820 mm.

Materiale electroceramice și ochelari

Materiale magnetice

Tablă electrică de oțel

Permalloy

Materiale magnetice dure

Materialele magnetice dure au valori mari ale forței coercitive și inducție reziduală mare și, prin urmare, valori mari ale energiei magnetice. Materialele magnetice dure includ:

aliaje întărite la martensită (oțeluri aliate cu crom, wolfram sau cobalt);
aliaje nemaleabile fier-nichel-aluminiu de întărire prin dispersie (alni, alnico etc.);
aliaje maleabile pe bază de fier, cobalt și vanadiu (viccaloy) sau pe bază de fier, cobalt, molibden (komol);
aliaje cu coercivitate foarte mare pe bază de metale nobile (platină - fier; argint - mangan - aluminiu etc.);
materiale metalo-ceramice nemaleabile obținute prin presarea componentelor pulverulente urmată de arderea produselor presate (magneți);
ferite magnetice dure;
materiale nemaleabile metal-plastic obținute din pulberi de presare constând din particule de material dur magnetic și un liant (rășină sintetică);
materiale magnetoelastice (magnetoelasturi), constând dintr-o pulbere dintr-un material magnetic dur și un liant elastic (cauciuc, cauciuc).

Inducția reziduală a magneților metal-plastic și magnetoelastic este cu 20-30% mai mică în comparație cu magneții turnați din aceleași materiale magnetice dure (alni, alnico etc.).

Ferite

Materiale și produse semiconductoare

materiale formate din atomi ai unui element: germaniu, siliciu, seleniu, fosfor, bor, indiu, galiu etc.;
materiale formate din oxizi metalici: oxid cupros, oxid de zinc, oxid de cadmiu, dioxid de titan etc.;
materiale bazate pe compuși ai atomilor din grupele a treia și a cincea ale sistemului de elemente Mendeleev, notate printr-o formulă generală și numite antimonide. Această grupă include compuși ai antimoniului cu indiu, cu galiu etc., compuși ai atomilor din grupa a doua și a șasea, precum și compușii atomilor din grupa a patra;
materiale semiconductoare de origine organică, de exemplu compuși policiclici aromatici: antracen, naftalenă etc.

Al doilea grup de materiale sunt semiconductori, constând din multe cristale mici lipite între ele. Semiconductori policristalini sunt: seleniu, carbură de siliciu etc.

Produse cu electrocarbon (perii pentru mașini electrice)

Articolul oferă informații despre tipurile de materiale utilizate la fabricarea motoarelor electrice, generatoarelor și transformatoarelor. Sunt prezentate scurte caracteristici tehnice ale unora dintre ele.

Clasificarea materialelor electrice

Materialele utilizate în mașinile electrice sunt împărțite în trei categorii: structurale, active și izolatoare.

Materiale de construcție

sunt utilizate pentru fabricarea unor astfel de piese și piese de mașini, al căror scop principal este perceperea și transmiterea sarcinilor mecanice (arbori, cadre, scuturi și elemente de ridicare pentru rulmenți, diferite elemente de fixare și așa mai departe). Fonta, metalele neferoase și aliajele acestora și materialele plastice sunt folosite ca materiale structurale în mașinile electrice. Aceste materiale sunt supuse cerințelor comune în inginerie mecanică.

Materiale active

sunt împărțite în conductoare și magnetice și sunt destinate fabricării părților active ale mașinii (înfășurări și miezuri magnetice).
Materialele izolatoare sunt utilizate pentru izolarea electrică a înfășurărilor și a altor părți purtătoare de curent, precum și pentru izolarea foilor de oțel electric între ele în miezuri magnetice laminate. Un grup separat este format din materiale din care sunt fabricate periile electrice, folosite pentru a scurge curentul din părțile mobile ale mașinilor electrice.

Mai jos este o scurtă descriere a materialelor active și izolante utilizate în mașinile electrice.

Materiale conductoare

Datorită bunei sale conductivitati electrice și relativ ieftine în calitate, materialele electrice sunt utilizate pe scară largă în mașinile electrice, iar recent și în cele rafinate. Proprietățile comparative ale acestor materiale sunt prezentate în Tabelul 1. În unele cazuri, înfășurările mașinilor electrice sunt realizate din aliaje de cupru și aluminiu, ale căror proprietăți variază mult în funcție de compoziția lor. Aliajele de cupru sunt folosite și pentru fabricarea pieselor auxiliare purtătoare de curent (plăci comutatoare, inele colectoare, șuruburi etc.). Pentru a salva metale neferoase sau pentru a crește rezistența mecanică, astfel de piese sunt uneori fabricate și din oțel.

tabelul 1

Proprietățile fizice ale cuprului și aluminiului

Material	varietate	Densitate, g/cm3	Rezistivitate la 20°C, Ohm×m	Coeficient de rezistență la temperatură la ϑ °C, 1/°C	Coeficient de dilatare liniar, 1/°C	Capacitate termică specifică, J/(kg×°C)	Conductivitate termică specifică, W/(kg×°C)
Cupru	Recoacere electrică	8,9	(17,24÷17,54)×10 -9		1,68×10 -5	390	390
Aluminiu	Rafinat	2,6-2,7	28,2×10 -9		2,3×10 -5	940	210

Coeficientul de temperatură al rezistenței cuprului la temperatura ϑ °C

Dependența rezistenței cuprului de temperatură este utilizată pentru a determina creșterea temperaturii înfășurării unei mașini electrice atunci când funcționează în stare fierbinte ϑ g peste temperatura ambiantă ϑ o. Pe baza relației (2) pentru a calcula creșterea temperaturii

Δϑ = ϑ g - ϑ o

puteți obține formula

(3)

Unde r g - rezistența înfășurării în stare fierbinte; r x- rezistenta infasurarii masurata in stare rece, cand temperaturile infasurarii si ale mediului sunt aceleasi; ϑ X- temperatura bobinajului rece; ϑ o - temperatura ambiantă când mașina funcționează, când se măsoară rezistența r G.

Relațiile (1), (2) și (3) sunt aplicabile și pentru înfășurările din aluminiu dacă 235 este înlocuit cu 245.

Materiale magnetice

Pentru fabricarea pieselor individuale ale circuitelor magnetice ale mașinilor electrice se utilizează tablă de oțel electric, tablă de oțel de construcție, tablă de oțel și fontă. Datorită proprietăților sale magnetice scăzute, fonta este folosită relativ rar.

Cea mai importantă clasă de materiale magnetice constă din diferite clase de table de oțel electric. Pentru a reduce pierderile pe și în compoziția sa, se introduce siliciu. Prezența impurităților de carbon, oxigen și azot reduce calitatea oțelului electric. Calitatea oțelului electric este foarte influențată de tehnologia sa de fabricație. Tablele de oțel electric convenționale sunt produse prin laminare la cald. În ultimii ani, utilizarea oțelului orientat pe cereale laminate la rece, ale cărui proprietăți magnetice în timpul inversării magnetizării de-a lungul direcției de laminare sunt semnificativ mai mari decât cele ale oțelului convențional, a crescut rapid.

Gama de oțel electric și proprietățile fizice ale claselor individuale ale acestui oțel sunt determinate de GOST 21427.0-75.

Mașinile electrice folosesc în principal clasele de oțel electric 1211, 1212, 1213, 1311, 1312, 1411, 1412, 1511, 1512, 3411, 3412, 3413, care corespund vechilor denumiri ale oțelului claselor E12, E1, E12, E13 E31, E32, E41, E42, E310, E320, E330. Prima cifră indică clasa de oțel după starea structurală și tipul de laminare: 1 - izotrop laminat la cald, 2 - izotrop laminat la rece, 3 - anizotrop laminat la rece cu textura nervură. Al doilea număr arată conținutul de siliciu. A treia cifră indică grupul după caracteristica standardizată principală: 0 - pierderi specifice la B= 1,7 T și f= 50 Hz (p 1,7/50), 1 - pierderi specifice la B= 1,5 T și frecvență f= 50 Hz (p 1,5/50), 2 - pierderi specifice datorate inducției magnetice B= 1,0 T și frecvență f= 400 Hz (p 1,0/400), 6 - inducție magnetică în câmpuri slabe la 0,4 A/m ( B 0,4) și 7 - inducție magnetică în câmpuri magnetice medii la o intensitate a câmpului magnetic de 10 A/m ( B 10). A patra cifră este numărul de serie. Proprietățile oțelului electric în funcție de conținutul de siliciu sunt prezentate în tabelul 2

masa 2

Dependența proprietăților fizice ale oțelului electric de conținutul de siliciu

Proprietăți	A doua cifră a clasei de oțel
Proprietăți	2	3	4	5

Densitate, g/cm3
Rezistență specifică, Ohm×m
Coeficient de rezistență la temperatură, 1/°C
Capacitate termică specifică, J/(kg×°C)

Pe măsură ce conținutul de siliciu crește, fragilitatea oțelului crește. În acest sens, cu cât mașina este mai mică și, în consecință, cu cât dimensiunea dinților și canelurilor în care sunt plasate înfășurarile este mai mică, cu atât este mai dificil să se utilizeze oțeluri cu grade crescute și ridicate de aliere. Prin urmare, de exemplu, oțelul înalt aliat este folosit în principal pentru fabricarea transformatoarelor și a generatoarelor foarte puternice.

La mașinile cu frecvențe curente de până la 100 Hz se folosesc de obicei foi de oțel electric cu grosimea de 0,5 mm și uneori și, mai ales la transformatoare, oțel cu grosimea de 0,35 mm. La frecvențe mai mari, se folosește oțel mai subțire. Dimensiunile tablelor electrice din oțel sunt standardizate, cu lățimi ale tablei cuprinse între 240 și 1000 mm și lungimi de la 1500 până la 2000 mm. Recent, producția de oțel electric sub formă de benzi înfășurate pe role s-a extins.

Orez. 1. Curbele de magnetizare ale materialelor feromagnetice

1 - otel electric 1121, 1311; 2 - otel electric 1411, 1511; 3 - otel turnat cu emisii reduse de carbon, otel laminat si piese forjate pentru masini electrice; 4 - tabla de otel 1-2 mm grosime pentru stalpi; 5 - otel 10; 6 - otel 30; 7 - otel electric laminat la rece 3413; 8 - fontă cenușie cu conținut: C - 3,2%, Si 3,27%, Mn - 0,56%, P - 1,05%; I × A - scale de-a lungul axelor I și A; II × B - scale de-a lungul axelor II și B

Figura 1 prezintă diferite clase de oțel și fontă, iar Tabelul 3, conform GOST 21427.0-75, arată valorile pierderilor specifice pîn cele mai comune clase de oțel electric. Indicele literei p indică inducția B în Tesla (numărător) și frecvența de inversare a magnetizării f în Hertz (numitor), la care sunt garantate valorile pierderilor date în Tabelul 3. Pentru clasele 3411, 3412 si 3413 se dau pierderi pentru cazul magnetizarii de-a lungul directiei de rulare.

Tabelul 3

Pierderi specifice în oțelul electric

calitate de oțel	Grosimea tablei, mm	Pierderi specifice, W/kg			calitate de oțel	Grosimea tablei, mm	Pierderi specifice, W/kg
calitate de oțel	Grosimea tablei, mm	p 1.0/50	p 1,5/50	p 1,7/50	calitate de oțel	Grosimea tablei, mm	p 1.0/50	p 1,5/50	p 1,7/50
1211	0,5	3,3	7,7	-	1512	0,5	1,4	3,1	-
1212	0,5	3,1	7,2	-		0,35	1,2	2,8	-
1213	0,5	2,8	6,5	-	1513	0,5	1,25	2,9	-
1311	0,5	2,5	6,1	-		0,35	1,05	2,5	-
1312	0,5	2,2	5,3	-	3411	0,5	1,1	2,45	3,2
1411	0,5	2,0	4,4	-		0,35	0,8	1,75	2,5
1412	0,5	1,8	3,9	-	3412	0,5	0,95	2,1	2,8
1511	0,5	1,55	3,5	-		0,35	0,7	1,5	2,2
	0,35	1,35	3,0	-	3413	0,5	0,8	1,75	2,5
						0,35	0,6	1,3	1,9

Pierderile curenților turbionari depind de pătratul inducției, iar pierderile de histerezis depind de inducția la o putere apropiată de doi. Prin urmare, pierderile totale în oțel, cu o precizie suficientă pentru scopuri practice, pot fi considerate ca depind de pătratul inducției. Pierderile curenților turbionari sunt proporționale cu pătratul frecvenței, iar pierderile prin histerezis sunt proporționale cu prima putere a frecvenței. La o frecvență de 50 Hz și o grosime a tablei de 0,35 - 0,5 mm, pierderile datorate histerezisului depășesc de mai multe ori pierderile datorate curenților turbionari. Dependența pierderilor totale din oțel de frecvență este așadar mai apropiată de prima putere a frecvenței. Prin urmare, pierderi specifice pentru valori BȘi f, diferite de cele indicate în tabelul 3, pot fi calculate folosind formulele:

(4)

unde valoarea lui B este substituită în tesla (T).

Valorile de pierdere specifice prezentate în tabelul 3 corespund cazului în care foile sunt izolate una de cealaltă.

Pentru izolare se folosește un lac special sau, foarte rar, hârtie subțire și se folosește și oxidarea.

În timpul ștanțarii, are loc călirea la rece a tablelor de oțel electric. În plus, la asamblarea pachetelor de miez, închiderea parțială a foilor are loc de-a lungul marginilor acestora din cauza apariției bavurilor sau bavurilor în timpul ștanțarii. Acest lucru mărește pierderile în oțel de 1,5 - 4,0 ori.

Datorită prezenței izolației între foile de oțel, ondulației lor și eterogenității în grosime, nu întregul volum al miezului comprimat este umplut cu oțel. Factorul mediu de umplere al unui sac cu oțel atunci când este izolat cu lac este k c= 0,93 cu o grosime a tablei de 0,5 mm și k c= 0,90 la 0,35 mm.

Materiale de izolare

Materialelor electroizolante utilizate la mașinile electrice se impun următoarele cerințe: rezistență mecanică ridicată, rezistență la căldură și conductivitate termică, precum și higroscopicitate scăzută. Este important ca izolația să fie cât mai subțire posibil, deoarece o creștere a grosimii izolației afectează transferul de căldură și duce la o scădere a factorului de umplere al canelurii cu material conductor, care, la rândul său, determină o scădere a puterii nominale. a mașinii. În unele cazuri, apar și alte cerințe, de exemplu, rezistența împotriva diferitelor microorganisme în climatele tropicale umede și așa mai departe, în practică, toate aceste cerințe pot fi satisfăcute în diferite grade.

Video 1. Materiale izolante în electrotehnica secolelor XVIII - XIX.

Materialele izolante pot fi solide, lichide sau gazoase. Gazele sunt de obicei aer și hidrogen, care reprezintă un mediu ambiental sau de răcire în raport cu mașina și în același timp, în unele cazuri, joacă rolul de izolare electrică. Uleiurile lichide sunt utilizate în principal în fabricarea transformatoarelor sub forma unui tip special de ulei mineral numit ulei de transformator.

Materialele izolante solide sunt de cea mai mare importanță în inginerie electrică. Ele pot fi împărțite în următoarele grupe: 1) materiale organice naturale fibroase - hârtie de bumbac, materiale pe bază de pastă de lemn și mătase; 2) materiale anorganice - mica, fibra de sticla, azbest; 3) diverse materiale sintetice sub formă de rășini, pelicule, folii și așa mai departe; 4) diverse emailuri, lacuri si compusi pe baza de materiale naturale si sintetice.
În ultimii ani, materialele de izolare din fibre organice au fost din ce în ce mai mult înlocuite cu materiale sintetice.

Emailurile sunt folosite pentru izolarea firelor și ca izolație exterioară pentru înfășurări. Lacurile sunt utilizate pentru lipirea izolației stratificate și pentru impregnarea înfășurărilor, precum și pentru aplicarea unui strat de acoperire protector pe izolație. Prin impregnarea înfășurărilor de două sau trei ori cu lacuri, alternând cu uscare, porii din izolație sunt umpluți, ceea ce crește conductivitatea termică și rezistența electrică a izolației, reduce higroscopicitatea acesteia și ține mecanic elementele de izolare împreună.

Impregnarea cu compuși are același scop ca și impregnarea cu lacuri. Singura diferență este că compușii nu au solvenți volatili, ci sunt o masă foarte consistentă, care, atunci când este încălzită, se înmoaie, se lichefiază și este capabilă să pătrundă în porii izolației sub presiune. Datorită absenței solvenților, umplerea porilor în timpul amestecării este mai densă.
Cea mai importantă caracteristică a materialelor izolante este rezistența lor la căldură, care afectează în mod decisiv fiabilitatea funcționării și durata de viață a mașinilor electrice. În funcție de rezistența la căldură, utilizate în mașinile și dispozitivele electrice, acestea sunt împărțite, conform GOST 8865-70, în șapte clase cu următoarele temperaturi maxime admise ϑ max:

Standardele din anii precedenți conțin vechile denumiri ale unor clase de izolație: în loc de Y, E, F, H, respectiv, O, AB, BC, SV.

Clasa Y include materialele fibroase din hârtie de bumbac, celuloză și mătase care nu sunt impregnate cu dielectrici lichizi sau scufundate în acestea, precum și o serie de polimeri sintetici (polietilenă, polistiren, clorură de polivinil etc.). Această clasă de izolație este rar utilizată la mașinile electrice.

Clasa A include materialele fibroase din hârtie de bumbac, celuloză și mătase, impregnate sau scufundate în materiale electroizolante lichide, izolarea firelor emailate pe bază de lacuri de ulei și poliamidă (nailon), folii de poliamidă, cauciuc butilic și alte materiale, precum și lemn impregnat și laminate din lemn. Substanțele de impregnare pentru această clasă de izolație sunt uleiul de transformator, uleiul și lacurile asfaltice și alte substanțe cu rezistență adecvată la căldură. Această clasă include diverse țesături lăcuite, benzi, carton electric, getinaks, textolit și alte produse izolante. Izolația de clasa A este utilizată pe scară largă pentru mașinile electrice rotative cu putere de până la 100 kW și mai mult, precum și în industria transformatoarelor.

Clasa E include izolarea firelor emailate și izolația electrică pe bază de polivinil acetal (viniflex, metalvin), rășini poliuretanice, epoxidice, poliester (lavsan) și alte materiale sintetice cu rezistență similară la căldură. Clasa de izolație E include noi materiale sintetice, a căror utilizare se extinde rapid la mașinile de putere mică și medie (până la 10 kW și mai sus).

Clasa B combină materiale izolatoare pe bază de dielectrici anorganici (mica, azbest, fibră de sticlă) și adezive, lacuri de impregnare și acoperire și rășini cu rezistență crescută la căldură de origine organică, iar conținutul de substanțe organice în greutate nu trebuie să depășească 50%. Acestea includ, în primul rând, materialele pe bază de mică smulsă subțire (micalenta, micafolia, micanit), utilizate pe scară largă în inginerie electrică.

Recent, s-au folosit și materiale de mică, care au la bază o panglică continuă din plăci de mică de până la câțiva milimetri și grosime de câțiva microni.

Clasa B include si diverse materiale sintetice: rasini poliesterice pe baza de anhidrida ftalica, policlorotrifluoretilena (fluoroplastic-3), unele rasini poliuretanice, materiale plastice cu umplutura anorganica etc.

Izolația clasa F include materiale pe bază de mică, azbest și fibră de sticlă, dar cu utilizarea de lacuri organice și rășini modificate cu organosiliciu (organopolisiloxan) și alte rășini cu rezistență ridicată la căldură, sau cu utilizarea altor rășini sintetice cu rezistență termică corespunzătoare (poliester). rășini pe bază de acizi ISO - și tereftalici etc.). Izolația din această clasă nu trebuie să conțină bumbac, celuloză sau mătase.

Clasa H include izolația pe bază de mică, fibră de sticlă și azbest în combinație cu organosiliciu (organopolisiloxan), poliorganometalosilxan și alte rășini rezistente la căldură. Folosind astfel de rășini, se produc micaniți și mica, precum și steklomicaniți, steklomicafolium, steklomicalents, steklosludinit, laminate de sticlă și laminate din fibră de sticlă.

Clasa H include și izolația pe bază de politetrafluoretilenă (PTFE-4). Materialele de clasa H sunt utilizate la mașinile electrice care funcționează în condiții foarte dificile (industrie minieră și metalurgică, instalații de transport etc.).

Izolația clasa C include mica, cuarț, fibră de sticlă, sticlă, porțelan și alte materiale ceramice utilizate fără lianți organici sau cu lianți anorganici.

Sub influența căldurii, vibrațiilor și a altor factori fizici și chimici, izolația îmbătrânește, adică își pierde treptat rezistența mecanică și proprietățile izolante. S-a stabilit experimental că durata de viață a izolației din clasa A și B este redusă la jumătate cu o creștere a temperaturii la fiecare 8-10° peste 100°C. În mod similar, durata de viață a altor clase de izolație scade, de asemenea, odată cu creșterea temperaturii.

Perii electrice

sunt împărțite în două grupe: 1) carbon-grafit, grafit și electrografit; 2) metalgrafit. Pentru a face pensule din primul grup, se folosesc negru de fum, grafit natural zdrobit și antracit cu gudron de cărbune ca liant. Se trage semifabricate de perie, al căror regim determină forma structurală a grafitului din produs. La temperaturi ridicate de ardere, carbonul conținut în funingine și antracit este transformat în formă de grafit, drept urmare acest proces de ardere se numește grafitizare. Periile din a doua grupă conțin și metale (cupru, argint). Cele mai comune sunt pensulele din primul grup.

Tabelul 4 prezintă caracteristicile unui număr de mărci de perii.

Tabelul 4

Caracteristicile tehnice ale periilor electrice

Clasa de pensule	Marca	Nominal, A/cm2	Viteza maximă periferică, m/s	Presiune specifică, N/cm2	Adaptor pentru o pereche de perii, V	Coeficient de frecare	Caracteristici pentru care se recomanda folosirea pensulelor
Carbon-grafit	UG4	7	12	2-2,5	1,6-2,6	0,25	Oarecum dificil
Grafit	G8	11	25	2-3	1,5-2,3	0,25	Normal
Electrografitizat	EG4	12	40	1,5-2	1,6-2,4	0,20	Normal
	EG8	10	40	2-4	1,9-2,9	0,25	Cel mai dificil
	EG12	10-11	40	2-3	2,5-3,5	0,25	Dificil
	EG84	9	45	2-3	2,5-3,5	0,25	Cel mai dificil
Cupru-grafit	MG2	20	20	1,8-2,3	0,3-0,7	0,20	Cel mai usor