先进的绝缘材料助力漆包线更好地服务汽车电机

漆包铜线、电磁线或电磁线是涂有非常薄的绝缘层的铜线，它在电机、电感器、扬声器、变压器和其他电磁设备中用作导电体，并允许多层导线缠绕在一起而不会短路。当缠绕到这样的线圈中并通电时，漆包线会产生电磁场。芯线本身通常是完全退火、电解精炼的铜，这样在制造电磁线圈时可以更紧密地缠绕。顾名思义，绝缘层由坚韧的聚合物薄膜材料制成，而不是由搪瓷制成。现代电磁线通常具有一到四层聚合物薄膜绝缘层，通常由两种不同的成分组成，以提供坚韧且连续的绝缘层。电磁线绝缘膜倾向于使用聚合物，例如聚乙烯醇缩甲醛 (Formvar)、聚氨酯、聚酰胺、聚酯等。

电磁线在能量转换的三个领域中起着至关重要的作用，从电到电、从电到机械、从机械到电。除了在能源转换中的这种用途之外，漆包线对于广泛的通信应用也至关重要，它用于计算机、手机、电话、视频游戏和电视等产品中的线圈。电磁线通常有多种尺寸和额定温度。铜线由大块铜通过多级拉拔制成，当铜在多个阶段被轧制成半成品，通过一系列直径越来越小的模具拉拔时，就形成了一条线，成品铜线被卷成卷（或卷轴），运往进一步加工材料的制造商。

漆包线是电机中的一个关键部件，材料只有两种选择：铜和铝，其取得的真正进步不是使用实际的导体材料，而是绝缘和布线方法。传统的铜漆包线是汽车电机中最常用的类型，使用并联多匝漆包线来处理高电流，汽车加速期间可能产生电流高达1,000A。尽管导线是平行的，但它们仍然单独绝缘以减少“趋肤效应”的损失，这是交流电随着频率升高而避开导体中心的趋势。例如，对于连续处理约400A的电机，需要总横截面积约为100平方毫米的电线，并且该尺寸的单根电线将开始增加仅120Hz时趋肤效应的交流电阻。

绝缘体在电机中占据了宝贵的空间，因此有相当大的动机将其做得尽可能薄，但这会导致另一个问题，即逆变器的电压快速切换。 这需要尽可能尽可能快地最小化开关损耗，以及击穿绝缘导致电容耦合电流流过轴承。这导致了用于电机的所谓“逆变器额定”电线的开发，这最初只是绝缘涂层的重点应用。如今的研究尤其是对于要求更高的电动汽车，专注于先进的绝缘材料，而不是仅仅涂上一层更厚的油漆。

评估电机绕组绝缘是否更好的两个关键标准是其介电强度（或绝缘材料每单位厚度可承受的电压）及其介电损耗系数，或交流电流引起的多少热量可以击穿它。一种或两种质量的改进不得影响最大允许工作温度或涂层的柔韧性（其弹性）。漆包线越来越多地采用 PVDF（聚偏二氟乙烯）和 FEP（氟化乙烯-丙烯共聚物）等含氟聚合物涂料，这些绝缘材料已经用于最先进的变压器和电感器设计。

结论

铜线由几乎由纯铜组成，具有圆形或方形的横截面，但对于某些应用，需要不同的横截面轮廓，例如矩形或带状，这种铜线以其横截面的形状来表示。铜线表面的绝缘涂层允许将电线制成不会自短路的紧密线圈。铜线的厚度从几十微米 (m) 到几厘米不等。电线越粗，它所能承受的电流就越大。如果电流超过导线的额定值，它会过热甚至熔化，还会导致短路或火灾危险。