Alambre Litz para Electrónica, Alambre Litz para Alta Eficiencia

HistorIa

En la primera mitad del siglo pasado, el rango de uso del alambre litz era consistente con el nivel tecnológico del día. Por ejemplo, en 1923 la primera transmisión de radio frecuencia media fue posible gracias a los alambres litz en las bobinas. En la década de 1940, el alambre litz se utilizó en los primeros sistemas de diagnóstico ultrasónico y sistemas RFID básicos. En la década de 1950, el alambre litz se usaba en los obturadores de USW. Con el crecimiento explosivo de nuevos componentes electrónicos en la segunda mitad del siglo XX, el uso de alambres litz también se expandió rápidamente.

Elektrisola comenzó a suministrar alambres litz de alta frecuencia en 1951 para satisfacer la creciente demanda de los clientes de productos de calidad innovadores. El alambre litz de Elektrisola se incorporó rápidamente a nuevos desarrollos, como los obturadores de núcleo de ferrita para balastros de iluminación electromagnética en la década de 1960, así como los sistemas de imágenes por resonancia magnética desarrollados en las décadas de 1970 y 1980, y fuentes de poder conmutadas de alta frecuencia en la década de 1990.

Desde el principio, Elektrisola ha demostrado una asociación activa con sus clientes en el desarrollo conjunto de nuevas e innovadoras soluciones de alambre litz. Este estrecho soporte al cliente continúa hoy con nuevas aplicaciones de alambre litz en los campos de energía renovable, movilidad eléctrica y tecnologías médicas que se están desarrollando para su uso en productos futuros.

Terminologia

Los alambres Litz consisten en múltiples alambres como alambres sencillos aislados agrupados y se utilizan en una amplia gama de aplicaciones que requieren buena flexibilidad y rendimiento de alta frecuencia.


Los alambres litz de alta frecuencia se producen utilizando múltiples alambres sencillos aislados eléctricamente entre sí y generalmente se usan en aplicaciones que operan dentro de un rango de frecuencia de 10 kHz a 5 MHz.


En las bobinas, que son el almacenamiento de energía magnética de la aplicación, se producen pérdidas por corrientes eddy debido a las altas frecuencias. Las pérdidas de corriente Eddy aumentan con las altas frecuencias. La raíz de estas pérdidas es el efecto pelicular y el efecto de proximidad, que se pueden reducir utilizando alambre litz de alta frecuencia. El campo magnético que causa estos efectos es compensado por la construcción de agrupamiento del alambre litz.

Alambre Sencillo

El componente básico de un alambre litz es el alambre sencillo aislado. El material conductor y el esmalte de aislamiento se pueden combinar de manera óptima para satisfacer las demandas de aplicaciones específicas.


Alambre sencillo

Alambre Litz / Construcción de Grupos

Dependiendo del número de alambres sencillos, los alambres litz se producen en uno o más pasos. Por lo tanto, hay muchas opciones para el diseño general.


Alambre Litz Agrupado Directamente

Un número limitado de alambres sencillos se agrupa directamente para que cada alambre sencillo se ubique libremente. Los alambres sencillos pueden tomar cualquier posición dentro de la sección transversal del alambre litz.


Alambres Agrupado Directamente

Alambres Litz Multi Pasos

Dependiendo de la cantidad de alambres requerida o la especificación de rendimiento, los alambres litz se pueden trenzar en varios pasos. Cualquier cantidad de grupos preparados se entrelazan entre sí en varios pasos de trenzado. Las propiedades eléctricas y mecánicas del producto final dependen de la construcción del alambre litz diseñado.

Alambre Litz Multi Pasos con 3 Grupos
Alambre Litz Multi Pasos con 5 Grupos


Alambres Litz Agrupados Concéntricamente

Los alambres sencillos se colocan en una o más capas de forma concéntrica alrededor del conductor central del alambre litz. En esta configuración de diseño, cada alambre sencillo se mueve naturalmente a su posición predefinida durante la operación de trenzado, lo que da como resultado dimensiones y propiedades de trabajo consistentes. Se puede utilizar un filamento de alivio de tensión como hilo central.

Alambre Litz Concentrico con 7 Alambres Sencillos


Alambre Litz Concentrico con 7 Grupos

Longitud de Giro

La longitud de giro describe la distancia que necesita un solo alambre para una rotación completa alrededor de la circunferencia del alambre litz (360 grados).


Longitud de Giro

Dirección del Trenzado

La dirección de trenzado indica la dirección de torsión o agrupamiento de la estructura del alambre. Z-lay se agrupa en el sentido de las manecillas del reloj, mientras que S-lay en el sentido contrario a las manecillas del reloj.

Dirección de Trenzado S-Lay y Z-Lay

Tipos de Alambre Litz

Elektrisola ofrece una amplia gama de alambres litz de alta frecuencia. Debido a las diferentes demandas resultantes del amplio campo de aplicaciones, hay varios tipos de alambres litz disponibles.


Descripción general de los tipos de alambre Litz

La siguiente tabla muestra una descripción general de las variaciones básicas del producto y sus valores de referencia técnica. Para una comparación directa de las características de los tipos de productos seleccionados, haga clic en el enlace a continuación.

Alambre Litz Básico

Los alambres litz básicos se agrupan en uno o varios pasos. Para requisitos más estrictos, sirve como base para forrar, extruir u otros revestimientos funcionales.

Alambre Litz Encintado

Se puede agregar aislamiento adicional envolviendo una cinta alrededor del alambre litz básico. Se puede lograr una mayor rigidez dieléctrica, alto voltaje de ruptura, resistencia térmica y flexibilidad mediante una combinación adecuada de material de encintado, número de cintas y el grado de superposición de las cintas.

EFOLIT®

Para aplicaciones relevantes para la seguridad que exigen alta rigidez dieléctrica certificada explícitamente, nuestra familia de Alambre Litz EFOLIT ® proporciona aislamiento reforzado con al menos tres capas de cinta. Se pueden suministrar voltajes de trabajo de hasta 1414 Vpico para ambas clases de temperatura F/155°C y H/180°C. La certificación VDE con vigilancia de fabricación garantiza un alto nivel de rendimiento homologado y continuo.

Alambre Litz Extruído

El revestimiento de alambres litz con materiales termoplásticos extruidos ofrece opciones adicionales para aislar eléctricamente los conductores de alambre litz. Los recubrimientos extruidos son altamente flexibles y también pueden brindar protección adicional contra la humedad y la exposición química.

Alambre Litz Perfilado

Los alambres litz básicos y algunos tipos de alambres litz forrados o encintados se pueden producir con una sección transversal cuadrada o rectangular mediante un proceso de perfilado. El perfil compactado proporciona un factor de llenado de cobre optimizado para propiedades eléctricas más eficientes en las bobinas.

Alambre Litz con Alivio de Tensión

Los alambres litz muy pequeños o alambres litz con una alta demanda de fuerza de tensión o rendimiento de vida útil flexible se pueden reforzar con un mono o multifilamento de alta resistencia. Para un mejor rendimiento, esos filamentos se colocan en el centro del alambre litz. En algunos casos, es suficiente simplemente integrar el filamento de alivio de tensión como un elemento no conductor agrupado dentro del alambre litz.

Alambre Litz Forrado

Los alambres de Litz se pueden forrar en espiral con diferentes materiales como nailon muy fino o seda natural. Durante el proceso de forrado, el alambre litz está cubierto por el tejido en una o más capas. Los materiales de servicio mejoran la estabilidad dimensional, la flexibilidad y el rendimiento de impregnación.

Alambre Litz Smartbond

Las bobinas autosoportadas se pueden producir con procesos de embobinado automatizados utilizando alambres litz provistos de un adhesivo 'Smartbond'. Se pueden producir bobinas muy delgadas con la construcción autoadhesiva única de Smartbond que proporciona espacio adicional para los diseñadores o para ayudar a lograr los objetivos de miniaturización. .

Dimensiones

Datos Técnicos por Dimensiones

Para una selección rápida de un alambre litz apropiado, se pueden aplicar filtros a todas las características del alambre litz que se muestran en la tabla a continuación.

Para simplificar su búsqueda, puede ingresar datos mínimos y máximos para todas las características. Por ejemplo, puede ingresar un mínimo y un máximo en una columna, como la resistencia nominal, y obtener como resultado construcciones de alambre litz que cumplan con estos criterios.

Otras dimensiones y construcciones están disponibles bajo pedido.

Todos los datos se basan en EN 60317-11.

Diseño & Calculos

El uso de alambre litz para diferentes aplicaciones es un proceso muy complejo, ya que debe adaptarse mejor a problemas técnicos muy diferentes. En este capítulo, se dan algunas consideraciones básicas para ayudar a diseñar un alambre litz.

Resistencia Total del Alambre Litz

La resistencia total de una construcción de alambre litz dada está determinada por la resistencia específica del material conductor, el diámetro nominal y el número de alambres sencillos, el número de pasos de agrupamiento, la longitud del giro y las influencias adicionales específicas del proceso.


El valor de resistencia del alambre sencillo se puede obtener a partir de los datos técnicos proporcionados por Elektrisola.



Utilizando el procedimiento descrito en DIN EN 60317-11, la resistencia total del alambre litz se puede calcular de la siguiente manera:


valor nominal de la resistencia del alambre litz

con valor nominal de la resistencia del alambre sencillo
y un número de alambres sencillos
y un factor de acortamiento de la longitud debido al proceso de agrupamiento
depende del número de pasos de agrupamiento
Mínimo valor de resistencia del alambre litz
con valor mínimo de resistencia del alambre sencillo
Valor maximo de resistencia del alambre litz para un número de alambres sencillos de hasta 25
Valor máximo de resistencia del alambre litz para un número de alambres individuales superior a 25
con factor de rupturas de alambres

Diámetro Exterior y Sección Transversal del Alambre Litz

El diámetro exterior nominal depende del método de torsión (directamente, agrupados libremente o agrupados concéntricamente), el número de pasos de agrupamiento, la dirección del trenzado, la longitud del giro y el diámetro nominal seleccionado de los alambres individuales. El diámetro exterior también está influenciado por factores específicos del proceso.


Debido a la flexibilidad natural del alambre litz, el radio de curvatura y estabilidad dimensional del alambre, que depende de la tensión de embobinado, el diámetro exterior nominal se aproxima a un valor promedio en combinación con un método de medición definido.


El diámetro exterior nominal de un alambre litz agrupado se puede calcular según la norma DIN EN 60317-11 con la siguiente fórmula:

con un factor de empaquetado kPF, ver tabla anexa


Factor de Empaquetado KPF
no. de alambres factor de empaquetado
3 a 12 1.25
16 1.26
20 1.27
25 a 400 1.28


número de alambres sencillos

y valor nominal para el diámetro exterior del alambre sencillo
y aumento de diámetro mediante revestimiento exterior opcional

La sección transversal de cobre del alambre litz resulta de la suma de las secciones transversales de alambre de cobre sencillo

con número de alambres sencillos
y diámetro nominal del alambre sencillo desnudo
La sección transversal total del alambre litz se puede calcular como

con el cuadrado del diámetro exterior calculado del alambre litz.


Factores de Llenado

Factor de Llenado del Alambre Litz

El factor de llenado del alambre litz es la relación entre la sección transversal de cobre y la sección transversal total

con factor específico de producto y proceso

Este factor depende de la elección del diámetro nominal del alambre sencillo, el número de pasos de agrupamiento, la longitud de giro, la dirección del trenzado y el espesor del material aislante, así como la influencia de otros parámetros del proceso.


El factor de llenado del alambre litz disminuye a una sección transversal de cobre total constante con alambres sencillos volviendose más finos. Dado que el área asociada con los espacios de aire intermedios y el esmalte aumentando desproporcionadamente, el diámetro exterior del alambre litz y la sección transversal total aumentan.

Lo mismo es cierto para un diámetro exterior dado constante, ya que aquí, a la inversa, la sección transversal de cobre debe reducirse sucesivamente.


Los siguientes gráficos muestran esta relación mediante un alambre litz con sección transversal de cobre constante y varios alambres sencillos de diferente diámetro..


El gráfico Relación de un solo alambre, sección transversal de  litz y diámetro exterior” muestra el aumento de diámetro exterior con el aumento del diámetro nominal de un solo alambre.


El gráfico Relación del alambre sencillo, sección transversal de litz y factor de llenado  ilustra la reducción del factor de llenado de cobre con el aumento del diámetro nominal del alambre sencillo.

Al enrollar alambres litz redondos a perfiles cuadrados, el factor de llenado se puede aumentar aún más, consulte el gráfico Comparación del factor de llenado de litz redodondo y perfilado, línea verde.


En este caso, la mayor proximidad de los embobinados vecinos permite aumentar de nuevo el factor de llenado de la bobina. Se prefiere el uso de diámetros de un solo alambre de más de 0,1 mm o 38 AWG, ya que los alambres litz construidos con alambres individuales más finos son más sensibles al estrés mecánico.



Factor de Llenado de la Bobina

Este factor depende del factor de llenado del alambre litz y del factor de empaque de los embobinados en la bobina..


El factor de llenado optimizado de una bobina mediante el uso de alambres litz perfilados se puede ver en el siguiente esquema

Comparación del factor de llenado de la bobina con alambre Litz redondo y perfilado

El factor de llenado de la bobina con la unidad [%] se puede calcular de la siguiente manera

con número de vueltas
y sección transversal de cobre del alambre litz
y sección transversal de la ventana de embobinado de la bobina

GotoAlambre litz perfilado así como construcciones de alambre litz utilizando
Goto Smartbond tienen un rendimiento más eficiente debido a su alto factor de llenado.

Fundamentos Electromagnéticos

Cálculo de Pérdidas del Alambre Litz de Alta Frecuencia

Las pérdidas de alta frecuencia dependen de las influencias acumulativas de diferentes mecanismos de pérdida, así como de las condiciones de trabajo esperadas de una aplicación individual. Por lo tanto, un cálculo simple, similar a una fórmula diferenciada, no es posible sin una comprensión más profunda y herramientas adicionales.


Regla de la Mano-Derecha

Una corriente I que fluye a través de un conductor recto crea un campo magnético B, cuyas líneas de campo se colocan concéntricamente alrededor del conductor. Si se sujeta un conductor recto con la mano derecha y el pulgar apunta en la dirección del flujo de corriente I, entonces los dedos apuntan en la dirección del campo magnético circular B. El elemento B también se denomina densidad de flujo magnético, que es proporcional a la intensidad del campo magnético H y la permeabilidad magnética dependiente del material µ:

con constante de campo magnético, permeabilidad del espacio libre

y permeabilidad relativa, relación entre la permeabilidad de un medio específico y la permeabilidad del espacio libre

Consulte el esquema “Regla de la Mano Derecha" a continuación para una mejor ilustración.
Principio de la Regla de la Mano-Derecha


Relación Reactancia / Resistencia X/R

RAC/RDC

La resistencia compleja de una bobina se define como la impedancia Z = R + jX el cúal es un vector y consiste en la resistencia R que representa el componente real y la reactancia X que representa el componente imaginario.


La corriente fluye cada vez más a lo largo de la superficie exterior del conductor con una frecuencia creciente. La resistencia de corriente alterna medida X, también denominada  RAC, aumenta en comparación con la resistencia de corriente continua R, a veces denominada RDC. Con valores de resistencia crecientes, las pérdidas óhmicas por resistencia de corriente alterna aumentan e incluso pueden superar las pérdidas por resistencia de corriente continua a altas frecuencias.

La relación X⁄R, a veces denominada relación RACRDC, describe la resistencia de corriente alterna normalizada a la resistencia de corriente continua (X⁄R ≥1) y es un indicador del rendimiento de alta frecuencia de un alambre litz. La relación X⁄R se puede medir o calcular con suficiente precisión en la mayoría de los casos para una construcción de alambre litz dada y se desea que esté típicamente entre 1-12 para el respectivo rango de frecuencia. Junto con la elección correcta de la dimensión del alambre sencillo, el diseño de la construcción del alambre litz juega un papel igualmente importante.

El gráfico “Relación Rac/Rdc-ratio del alambre litz vs.  sdiámetro del alambre sencillo y frecuencia muestra la tendencia calculada de RAC/RDC dependiente de la frecuencia de cinco construcciones de alambre Litz diferentes con la misma área de sección transversal de cobre. Muestra la resistencia de la corriente alterna y las pérdidas de corriente alterna aumentan con la frecuencia y el grosor del diámetro del alambre sencillo. A una frecuencia objetivo de 1 MHz, la construcción con alambres sencillos de 50 µm tiene los mejores resultados. En este caso, la relación RAC/RDC relacionada de 1,29 sigue siendo significativamente superior al valor óptimo de 1,0. En este caso, por ejemplo, un primer paso de mejora podría ser la selección de un diámetro de alambre sencillo más pequeño y/o la optimización de la construcción de agrupamiento.


Factor de Calidad de la Bobina Q

El factor de calidad Q mide la ausencia de pérdida de un sistema eléctrico o mecánico oscilante.


Como ejemplo, un factor Q más alto indica una tasa más baja de pérdida de energía en relación con la energía almacenada del resonador, las oscilaciones se extinguen más lentamente. Un péndulo suspendido de un cojinete de alta calidad, que oscila en el aire, tiene un valor Q elevado. Mientras que un péndulo sumergido en aceite tiene un valor Q bajo.


En un circuito eléctrico oscilante que consta de una bobina de aire con inductancia L, capacidad C y resistencia óhmica R, el factor Q mide la relación entre la energía total de una oscilación y su pérdida de energía por oscilación. Una característica importante de un sistema de alta calidad es el uso de una bobina con factor Q alto.


El factor de pérdida básico de la bobina es su resistencia RL. La resistencia RL aumenta con la frecuencia creciente, influenciada por el efecto de proximidad y la frecuencia dependiente superficial.


La relación general de la calidad se puede describir como

con diferentes factores de influencia que interfieren entre sí y conducen a una tendencia dependiente de la frecuencia del factor de bobina Q, como sigue

Frecuencia de la bobina f [Hz]

El factor Q aumenta con el aumento de la frecuencia y disminuye nuevamente en un cierto punto debido al aumento desproporcionado de las pérdidas de alta frecuencia y a la influencia positiva de las características de la construcción del alambre litz, como el número de alambres individuales, el diámetro nominal y la longitud del giro.


Inductancia de la bobina L [H]

El factor Q de la bobina aumenta con el aumento de la inductancia L (es decir, con un mayor número de vueltas N), la influencia negativa del aumento resultante de la pérdida de resistencia de la bobina R compensa este efecto solo a frecuencias más altas. La autocapacidad de la bobina aumenta con el número de vueltas.


Resistencia de la bobina R [Ω] dependiente de la frecuencia f

Las pérdidas óhmicas de la resistencia de la bobina están influenciadas por la sección transversal total del conductor ACCS. La reducción de R conduce inicialmente a un aumento del factor Q, pero a frecuencias más altas se produce una disminución más fuerte del factor Q debido al aumento de las pérdidas de alta frecuencia.


Puede ser posible la influencia positiva del factor Q por la construcción del alambre litz (número de alambres individuales, diámetro nominal, longitud del giro, etc.).


El gráfico Tendencia de los factores de calidad Q(f) para diferentes bobinas planas muestra la influencia de la construcción del alambre litz y la construcción de la bobina en la tendencia del factor Q de la bobina mediante tres bobinas planas medidas con 12 vueltas y diferentes construcciones de alambre litz Smartbond.


Al reducir la longitud del giro a 10 mm, indicada como una línea roja en el gráfico, el factor Q de la bobina se puede aumentar en todo el rango de frecuencia en comparación con la línea sólida azul con una longitud del giro de 26 mm. Si el aumento del factor Q de la bobina solo es necesario para un rango selectivo de frecuencia como en este ejemplo hasta 150 kHz, puede ser suficiente para una longitud de giro más larga para aumentar la inductancia de la bobina L eligiendo un número mayor de vueltas, que están en este ejemplo en un rango de 12 a 17. Aquí el factor Q aumenta para el rango de frecuencia indicado, pero cae más rápido para frecuencias más altas, compare la línea punteada azul con la línea sólida roja.

Efecto Pelicular (skin-effect) y Profundidad de Efecto Pelicular (skin-depth)

La corriente provoca campos magnéticos concéntricos, tanto internos como externos al conductor. En el siguiente esquema, “Principio de Efecto Pelicular y Profundidad del Efecto Pelicular”, esto se presenta mediante la intensidad del campo magnético H.


La porción del campo magnético dentro del propio conductor crea corrientes eddys concéntricas e interferentes que influyen en el flujo de corriente hacia el área de la superficie exterior de la sección transversal con una frecuencia creciente f. Debido a este efecto, la llamada profundidad pelicular δ de la corriente disminuye, donde δ es la distancia desde la superficie de los conductores en la dirección central, en la cual la densidad de corriente ha caído a 1⁄e (e = constante de Euler) del valor de amplitud (vea abajo). Por tanto, la resistencia óhmica medible se vuelve dependiente de la frecuencia y aumenta de valor al aumentar la frecuencia. En consecuencia, las pérdidas térmicas aumentan proporcionalmente al aumento de la resistencia eléctrica.

Principio del Efecto Superficial y Profundidad Superficial


La siguiente fórmula simplificada describe el efecto pelicular solo en aquellos casos donde δ es menor o igual a un tercio del diámetro mínimo del conductor y menor que un cuarto para construcciones cuadradas.

con

μ0   constante de campo magnético, permeabilidad del espacio libre
σ    conductividad del material conductor
f     frequencia de la corriente eléctrica a través del conductor

La tabla siguiente muestra la tenedencia de profundidad del efecto pelicular vs frecuencia.


Frecuencia f Profundidad superficial δ (Cobre)
10 kHz 0.66 mm
50 kHz 0.30 mm
100 kHz 0.21 mm
500 kHz 0.094 mm = 94 µm
1 MHz 0.066 mm = 66 µm
10 MHz 0.021 mm = 21 µm
100 MHz 0.0066 mm = 6.6 µm

profundidad del efecto pelicular vs. frequencia


Las pérdidas de frecuencia más altas también son causadas por el efecto de proximidad externo e interno.

Efecto de Proximidad

Efecto de Proximidad Externo

El efecto del desplazamiento de corriente también puede ser causado por la influencia de campos magnéticos alternos externos de conductores vecinos u otros componentes eléctricos, consulte el esquema ilustrativo “Efecto de Proximidad Externo”.


A diferencia de las corrientes de eddy, que son inducidas por el efecto pelicular, las corrientes eddy inducidas por el efecto de proximidad externa no son rotacionalmente simétricas con el centro del segundo conductor. La razón es el campo magnético alterno del primer conductor, que es creado por una corriente eléctrica aplicada externamente a través del primer conductor.


Efecto de Proximidad Externo

Por lo tanto, las corrientes eddy inducidas tienen casi la misma dirección en cualquier lugar del conductor afectado. Las corrientes eddy provocan pérdidas óhmicas, que conducen a un aparente aumento de la resistencia óhmica como se describe en la sección anterior de efecto pelicular (skin-effect). La energía necesaria para mover estas corrientes eddy es suministrada por el campo magnético causante de la corriente externa. Debido a esta interferencia general entre las corrientes eddy y su campo magnético causante, también pueden ocurrir pérdidas adicionales de alta frecuencia en cualquier otro material conductor vecino.


Efecto de Proximidad Interno

Los campos magnéticos alternos de los alambres sencillos (hilos) de un alambre litz también crean pérdidas en los alambres vecinos por corrientes eddy. Dado que estos campos son creados dentro del alambre litz por los alambres mismos, este efecto se llama efecto de proximidad interna, pero formalmente se considera que pertenece al efecto pelicular, ver esquema de desplazamiento de corriente a continuación.


Efecto de Proximidad Interno

Como consecuencia, las pérdidas eléctricas de un alambre litz a través del efecto de proximidad interno aumentan con el aumento de las frecuencias y pueden, en ciertos casos, incluso superar las pérdidas de un conductor sólido con la misma resistencia de DC.


La figura “Efecto de Proximidad Interno” muestra la distribución no homogénea de la corriente entre los alambres individuales vecinos (la densidad de corriente aumenta de color azul a rojo).


Este efecto demuestra que existe un rango de frecuencia óptimo para alambres litz, en el que las pérdidas son menores que para un conductor sólido. Más allá de este rango, el uso de varios alambres individuales, como un alambre litz, puede tener efectos negativos.


Tanto el efecto pelicular como el efecto de proximidad son los aspectos más importantes para considerar las pérdidas de alta frecuencia en los conductores eléctricos donde domina la influencia combinada del efecto de proximidad interior y el efecto de proximidad exterior. Para una frecuencia de trabajo especificada, en la mayoría de los casos, solo una construcción de alambre litz puede ayudar a reducir estas pérdidas. En este caso, los parámetros de construcción, como el número de alambres sencillos, el diámetro de un solo alambre, el número de pasos de agrupamiento, la longitud del giro y la dirección del trenzado, deben especificarse para cada aplicación. Al mismo tiempo, se debe tener cuidado de que cada alambre ocupe cada lugar de la sección transversal del alambre litz de manera consistente dentro de una longitud definida para que cada alambre mantenga la misma longitud y resistencia. En combinación con alambres sencillos esmaltados, los alambres litz se denominan alambres litz de alta frecuencia (HF) en este contexto.

Diámetro del Alambre Sencillo vs Rango de Frecuencia

El diseño y la construcción de un alambre litz de alta frecuencia y su rendimiento eléctrico resultante dependen de muchos factores. Diferentes enfoques de diseño pueden generar valores de rendimiento similares, pero se requiere experiencia para especificar correctamente la construcción del alambre litz que se puede fabricar de manera económica y consistente. Por lo tanto, la elección correcta del diámetro del alambre sencillo y el número de grupos y subgrupos de alambres es una consideración importante para cada aplicación específica.

La tabla  Goto Diámetro del alambre sencillo vs rango de frecuencia muestra la relación entre el diámetro del alambre sencillo recomendado y el rango de frecuencia.

Calculo de las perdidas de Alta Frecuencia del Alambre Litz

Selección de los Parámetros del Alambre Litz

Diseño del alambre Litz - los siguientes aspectos son cubiertos en este capitulo:

I      Características del alambre Litz: principales influencias de los parámetros de construcción

II     Selección del diámetro del alambre sencillo

III    Selección de la construcción del agrupamiento

IV   Ejemplo: Alambre Litz para embobinados de capas de HF

V    Comparación: Preselección según. Charles R. Sullivan


I Características del alambre Litz: principal influencia de los parámetros de construcción

El rendimiento de un alambre litz está determinado por sus características eléctricas, mecánicas, térmicas y químicas. Si bien las demandas térmicas y químicas se satisfacen mediante la selección de materiales de aislamiento adecuados, es decir, el esmalte, las características eléctricas y mecánicas dependen principalmente de los parámetros elegidos de la construcción de agrupamiento.


La tabla siguiente Goto Influencia de los parámetros del alambre litz en las características del alambre litz ofrece una descripción general de la influencia mutua de los parámetros de construcción en las características eléctricas y mecánicas más importantes de un alambre litz.

La tabla Goto Principales parámetros de influencia para las bobinas de alta frecuencia muestra una descripción general de los criterios de los alambres litz reducidos a la relevancia típica de las bobinas de alta frecuencia.


A menudo, puede haber demandas contradictorias en cada aplicación que deben ser pensadas en su totalidad entre Elektrisola y el cliente. La experiencia de Elektrisola en el diseño de alambre litz y la construcción de alambre litz, junto con las expectativas de rendimiento de los clientes para su aplicación, da como resultado un producto final que exhibe los mejores aspectos de rendimiento, capacidad de procesamiento y rentabilidad.


II Selección del diámetro nominal del alambre sencillo

La selección correcta del diámetro nominal del alambre sencillo es uno de los aspectos más importantes en el diseño de un alambre litz, ya que esto afecta directamente el rendimiento del alambre litz (consulte RAC/RDC-Ratio). Al mismo tiempo, también influye en todas las características mecánicas.



La relación del diámetro del alambre sencillo con la frecuencia operativa dominante y la profundidad del efecto pelicular esperada del dispositivo se muestra en la tabla


En general, debido al efecto pelicular, cuanto mayor es la frecuencia de funcionamiento, menor debe ser el diámetro nominal del alambre sencillo. Para considerar la interacción entre varios diámetros de agrupamientos ODBundlee con la profundidad del efecto pelicular (skin-depth) δ de una manera simplificada, el diámetro máximo de un alambre sencillo debe ser menor o igual a casi un tercio de δ:

Ejemplo:  

f  = 200 kHz
δ ≈ 0,172 mm
ØSW  ≈ 0,063 mm


Con respecto a la influencia en el rendimiento mecánico del alambre litz para secciones transversales de cobre totales equivalentes, se puede asumir lo siguiente:: 

Cuanto menor sea el diámetro nominal del alambre sencillo

  • más flexible y suave el alambre litz
  • menor es el radio de curvatura mínimo
  • mejor el rendimiento de flexión inversa
  • mayor es el diámetro exterior total del alambre litz
  • menor el factor de llenado de alambre litz
  • más altos los costos del alambre sencillo

III Selección de la construcción de agrupamiento

Cuando se determina el número de alambres sencillos para la aplicación, se puede elegir la construcción de agrupamiento específica. Los alambres litz más finos con un número menor de alambres sencillos (típicamente <60) se agrupan en un solo paso, los alambres litz más gruesos y complejos se agrupan en varios pasos.


La construcción del agrupamiento se especifica mediante la definición de la longitud del giro, la dirección del agrupamiento (S o Z) y el número de grupos y pasos de agrupamiento. Se requiere una selección adecuada de los parámetros de agrupamiento para asegurar óptimos aspectos eléctricos, mecánicos y relacionados con el procesamiento. Goto características del alambre litz.


Número de grupos y pasos de agrupamiento

Los parámetros como la sección transversal de cobre total, la resistencia eléctrica o la densidad de corriente definen el número requerido de alambres sencillos, que se pueden dividir en varios grupos y pasos de agrupamiento. Teniendo en cuenta estos factores, los grupos del primer paso de agrupamiento pueden diseñarse para un rendimiento óptimo de alta frecuencia. Teniendo en cuenta estos factores, el número de alambres sencillos en un grupo suele ser inferior a sesenta.


Hay 4 construcciones de agrupamiento básicas que se utilizan típicamente en el paso final de agrupamiento: La construcción de grupos de 3, 4, 5 y 7 concéntrico.


3, 4 y 5 grupos de construcción

Estas construcciones de grupos muestran un buen rendimiento de agrupación con una distribución estadísticamente homogénea de los alambres sencillos a lo largo de la sección transversal del alambre litz. Estas construcciones son las preferidas para un rendimiento óptimo de alta frecuencia. Se prefiere la construcción de 5 grupos debido a su perfil redondo, ya que la redondez aumenta con un mayor número de grupos.

Construcción del alambre litz con 3, 4 y 5 grupos


Construcción de grupo concéntrico de 7

Estas construcciones concéntricas, también llamadas "agrupamiento 1 + 6", muestran una alta flexibilidad y una buena estabilidad dimensional y redondez. Un grupo siempre se encuentra de forma centralizada, por lo que esta construcción es menos adecuada para aplicaciones con demanda de un rendimiento óptimo de alta frecuencia debido a la diferencia en la resistencia total entre los grupos. Con el fin de compensar las diferencias en las longitudes de los grupos para el paso de agrupamiento final, la dirección del giro central es opuesta a la dirección de los grupos exteriores concéntricos. Por lo tanto, la dirección de giro central siempre representa la dirección de giro del paso de agrupamiento final.


Las construcciones básicas anteriores se pueden combinar entre sí independientemente del número de pasos de agrupamiento y la complejidad de las demandas eléctricas y mecánicas. Son posibles construcciones especiales.


Alambre Litz con Construcción de 7 grupos

Selección de la longitud del giro y la dirección del trenzado:

La longitud de giro determina la compactación mecánica y el rendimiento de alta frecuencia de un grupo. Una medida de la tensión de un paso de agrupamiento es el llamado factor de agrupamiento. Proporciona la longitud de giro al diámetro exterior del grupo y normalmente está en el rango de 15 mm a 20 mm:


Factor de Agrupamiento

El factor de agrupamiento fB puede ser calculado de la siguiente manera



Dependiendo de la dirección del trenzado, el factor de agrupamiento para los pasos de pre-agrupamiento a menudo se elige más alto.


Para la selección de la longitud del giro y la dirección del trenzado se pueden asumir las siguientes afirmaciones:

Cuanto menor sea la longitud del giro,

  • Cuanto más compacta, rígida y dimensionalmente estable será la construcción
  • mayor será el diámetro exterior del grupo
  • Si se requiere un rendimiento óptimo de alta frecuencia, se debe elegir una combinación óptima de direcciones de trenzado alineadas para todos los pasos de agrupamiento.
  • Las direcciones de trenzado con rotaciones opuestas de múltiples pasos de agrupamiento son preferibles para construcciones complejas de alambre litz, donde se requiere una alta flexibilidad mecánica.
  • para embobinados, la longitud del giro debe estar en el rango del diámetro de embobinado más pequeño


La tabla Goto Construcciones opcionales de litz y características muestra una descripción general de los diferentes diseños de un alambre litz de 270 x 0,071 mm y sus características.



IV Ejemplo: Alambre Litz para embobinado de capas de alta frecuencia

En muchos casos, las bobinas de alta frecuencia se embobinan en capas con un pequeño número de vueltas. Por lo general, esos alambres litz son forrados con seda o nailon, ya que el embobinado exacto en capas solo es posible con alambres litz que mantienen su forma redonda en la bobina también con una tensión de embobinado aplicada. En algunos casos también se pueden utilizar alambres litz sin forro Goto alambre litz básico. Aquí se requiere especial atención para seleccionar construcciones sólidas y dimensionalmente estables. Sin embargo, dado que no se puede evitar una pequeña deformación elíptica, esto debe compensarse reduciendo adecuadamente el diámetro exterior total. Por esta razón, con un diámetro exterior máximo dado en este caso, un alambre litz forrado puede mostrar una sección transversal de cobre más alta que una construcción no forrada.


Ejemplo

Un ejemplo muestra la preselección simplificada de una construcción de alambre litz para un embobinado de capa con 30 vueltas y una frecuencia de funcionamiento de 200 kHz. Se supone una ventana de embobinado con un tamaño utilizable efectivo de ancho por alto de: 25,8 mm x 8,0 mm.


Construcción de la capa

Dependiendo de la tecnología de embobinado, los embobinados de capa se pueden construir en capas con un número igual o alterno de vueltas. Para la preselección, es posible calcular aproximadamente con el mismo número de alambres sencillos por capa. Esto da como resultado 3 capas con 10 vueltas cada una para la ventana de embobinado, y diámetro exterior máximo cálculado para el alambre litz procesado de dLW=25.8 mm ⁄ 10 = 2.58 mm.

Diámetro del alambre sencillo

Cuanto mayor sea la frecuencia de funcionamiento aplicada, más pequeños se volverán los alambres individuales. Al mismo tiempo, los costos del alambre sencillo aumentarán con un diámetro nominal menor dSW, así como para el proceso de agrupamiento con una complejidad creciente de la construcción del agrupamiento. Con respecto a la interacción entre el espesor de los subgrupos y la profundidad del efecto pelicular dependiente de la frecuencia δ, la relación dSW ≤ δ/3 puede tomarse aproximadamente como indicador para la elección del diámetro nominal del alambre sencillo. En la práctica, representa un compromiso de trabajo entre el rendimiento de la frecuencia y los costos. Dependiendo de la aplicación y las demandas técnicas, las variaciones son comunes y permisibles.


En este caso, un diámetro nominal dSW = 0,063 mm es suficiente para una primera aproximación (ver ejemplo anterior, sección II).


Contrucción de Grupos

El diámetro exterior total de un alambre litz depende de la estabilidad dimensional de los alambres sencillos agrupados durante el proceso de embobinado. Para tomar esto en consideración como valor empírico, el diámetro exterior máximo calculado del alambre litz procesado dLW=2.58 mm, ver arriba, debe reducirse en un 10% a dSW=2.32 mm para el material forrado y de 15% a 20% a dSW=2,19 mm para la construcción no forrada.


El alambre litz no forrado debe agruparse de forma compacta, por ejemplo, eso significa una pequeña longitud de giro y la misma dirección de trenzado por paso de agrupamiento. Se prefieren las construcciones con 4 o 5 grupos.

La tabla Goto Diseño de alambre litz para bobinas de alta frecuencia con una ventana especifica de embobinado muestra una comparación entre construcciones de alambre litz forrado y no forrado adecuadas para frecuencias de operación de 50 kHz, 125 kHz y 200 kHz y una ventana de embobinado de ancho x alto = 25,8 mm x 8,0 mm.


En este caso, para un embobinado de capa deseado

  • El factor de llenado de cobre de Goto alambre litz forrado es un poco más pequeño en comparación con el alambre litz básico. El número de alambres sencillos y, por lo tanto, la sección transversal de cobre total del alambre litz no forrado sigue aumentando.
  • El factor de llenado de cobre de la ventana de embobinado se encuentra típicamente en el rango de 25% a 30%. Es más alto para el alambre litz forrado en comparación con el alambre litz básico no forrado debido a su mayor sección transversal de cobre total.
  • Una construcción con 5 grupos permite una estructura de alambre litz simétrica con subgrupos de significativamente menos de 60 alambres sencillos.


Si no es necesario el embobinado de capa y se puede usar una bobina enrollada al azar, es posible producir un alambre litz muy flexible y suave. En este caso, el embobinado de la bobina se adhiere entre sí, los espacios intermedios se llenan de manera óptima y, por lo tanto, el factor de llenado de cobre de la ventana de embobinado se puede aumentar una vez más. Alternativamente, el uso de Goto alambre litz perfilado también es posible. También es importante asegurarse de que la sección transversal de cobre del diseño, permita alcanzar la capacidad de corriente requerida de la aplicación.


V Comparación: Preselección según Charles R. Sullivan

Charles R. Sullivan de la Escuela de Ingeniería Thayer en Dartmouth, EE.UU., propone otro método de preselección simplificada de alambres litz para bobinas de RF en su estudio Goto Metodo de diseño simplificado para Alambre Litz.


Los parámetros utilizados son la profundidad pelicular, la frecuencia de funcionamiento, el número de embobinados de la ventana de embobinado, el ancho de la ventana de embobinado y la constante k calculada a partir de estos. A continuación, este método propone una serie de construcciones de alambre litz que constan de un diámetro de alambre sencillo nominal, un número máximo de alambres sencillos para el primer paso de agrupamiento y el número de grupos para cualquier paso de agrupamiento adicional.


Esto se logra con los siguientes pasos: 

1. Determinación de la profundidad del efecto pelicular δ calculada a partir de la resistencia específica del conductor ρ, la frecuencia de funcionamiento f y la permeabilidad µ0


2. Definición del ancho disponible bW de la ventana de embobinado y el número solicitado de embobinados NW de una construcción de bobina determinada. Como opción, se puede considerar la construcción con un espacio de aire.


3. Cálculo de valores aproximados para el número total recomendado de alambres sencillos nSW en función de varios diámetros nominales de alambres sencillos dSW. El número seleccionado de alambres sencillos para un diámetro nominal específico puede desviarse del valor calculado hasta ± 25%.

4. Se realiza la selección del diámetro nominal de un alambre sencillo y el número de alambres sencillos. Después de esta selección, se determina cuál de los diámetros tabulares del alambre sencillo (y combinaciones de números), de acuerdo con un número dado de embobindos, encaja en la ventana de embobinado. Se asume un rango de factor de llenado de cobre de la ventana de embobinado de 25% a 30%. Deben determinarse las demandas con respecto a la resistencia del alambre litz y la capacidad de corriente. También son posibles construcciones alternas con alambres sencillos más gruesos.


5. Se tiene en cuenta la interacción entre la profundidad del efecto pelicular y el diámetro del grupo: el cálculo del número máximo de alambres sencillos nSW1max del primer paso de agrupamiento depende de la profundidad del efecto pelicular del revestimiento δ influenciada por la frecuencia y del diámetro nominal de alambre sencillo elegido dSW.


6. Una parte del número total calculado de alambres sencillos, ver (3), en varias combinaciones de pasos de agrupamiento de construcciones de grupos de 3, 4 y 5.


En este contexto, no se da una recomendación de ciertas longitudes de agrupamiento o direcciones de agrupamiento de las construcciones, esta se deja a los fabricantes de alambre litz.


La tabla Goto Comparación de enfoques de diseño compara la selección relacionada con la práctica dada anteriormente de las construcciones típicas de Elektrisola con las del método del Ch. R. Sullivan. Está relacionado con una bobina de embobinado de capa y una ventana de embobinado de 25,8 mm x 8 mm y frecuencias de funcionamiento de 50 kHz, 125 kHz y 200 kHz.

La tabla muestra que los alambres litz, seleccionados con el enfoque relacionado con la práctica, corresponden estrechamente con las construcciones seleccionadas con el método Sullivan. Cubren implícitamente las características básicas recomendadas:

  • el número total de alambres sencillos de las muestras relacionadas con la práctica se encuentra dentro del rango sugerido por el método de Sullivan.
  • la aplicación combinada de construcciones de 3, 4 o 5 grupos son una parte integrada de los diseños típicos de alambre litz de Elektrisola (ver tabla 5).
  • los alambres individuales de los grupos básicos en el primer paso de agrupamiento son independientes de la construcción respectiva y se pueden ser seleccionados libremente de Elektrisola, dentro de un número de 60 alambres sencillos (ver tabla 5).
  • las reducciones de costos son posibles con construcciones diseñadas con alambres sencillos más gruesos (dSW≤ δ/3) (ver tabla 5), que muestran que Sullivan recomendó un grupo básico ideal de ≤ 64 a 36 alambres sencillos.
  • además de la reducción de costos, estas construcciones pueden aumentar adicionalmente el factor de llenado del alambre litz y de la ventana de embobinado (ver tabla 5).
  • Mediante una cuidadosa selección de la longitud y la dirección del agrupamiento, el producto se puede especificar de manera óptima para cada aplicación única.


Por lo tanto, los conceptos de diseño aplicado de Elektrisola para alambres litz de alta frecuencia generalmente incluyen requisitos prácticos y teóricos.


Procesamiento del alambre litz

Tecnologías de Conexión del Alambre Litz

La tecnología de conexión de los alambres litz a menudo plantea un desafío. La tabla Goto Tecnologías de Conexión aconseja las tecnologías de conexión que son generalmente aplicables. Solo se han clasificado los factores de influencia más importantes. Muchos otros, como el tipo de esmalte y el grosor del aislamiento de los alambres sencillo, la resistencia al calor del aislamiento adicional, la construcción de trenzado (apretado / compacto o ancho / flexible), no se han tenido en cuenta.

Comuníquese con nosotros si necesita información sobre las conexiones al alambre litz de aleación o si tiene alguna otra pregunta.

Determinación del la Tensión de Embobinado del Alambre Litz

La tabla  Goto Tensión máxima de embobinado del alambre sencillos muestra la fuerza máxima recomendada de embobinado. La tensión máxima factible para los alambres litz se puede calcular multiplicando el número de alambres sencillos por la tensión de embobinado adecuada del alambre sencillo. Independientemente de este cálculo, para diámetros de alambre litz de más de 5 mm, se recomiendan límites de tensión de (420 N) para metales duros y (270 N) para cobre y metales blandos.

Estos valores son orientativos y pueden desviarse significativamente según el proceso de fabricación.

Carretes

Se encuentra disponible una amplia variedad de carretes y materiales de embalaje diseñados específicamente para cada tipo de carrete. La selección de carretes se realiza en estrecha colaboración con el cliente, teniendo en cuenta el proceso de producción del cliente y la disponibilidad de los tipos de carretes.

Hay tipos específicos de carretes para alambre para las diferentes regiones del mundo, es decir, en Europa, América, y en Asia.

Los tipos de carretes disponibles se pueden tomar de las tablas siguientes.

1.    Automotriz

En respuesta a la creciente demanda mundial de vehículos de emisión cero, las compañías automotrices han realizado grandes inversiones en el desarrollo de autos eléctricos. ELEKTRISOLA fue la elección lógica como socio primordial en el desarrollo de componentes de carga de vehículos eléctricos innovadores, proporcionando soporte técnico y alambre litz a los principales proveedores de la actualidad. Hoy en día, los esfuerzos de desarrollo continúan a medida que las demandas implacables de tiempos de carga más rápidos y una mayor eficiencia requieren soluciones imaginativas de alambre litz.

  • Cargadores a bordo (OBC)
  • Convertidores DC/DC
  • Cargadores Inalámbrico (WC)
  • Estaciones de carga
  • Motor de tracción eléctrica


El alambre litz es necesario para que los componentes enumerados para reducir las pérdidas de cobre a frecuencias más altas para aumentar la eficiencia.

Vehiculo Eléctrico con Sistemas de Carga Opcional

Goto Fundamentos Electromagnéticos

Son posibles densidades de potencia más altas debido a las mejoras de eficiencia derivadas del uso de alambre litz de alta frecuencia. Se pueden utilizar construcciones más ligeras y económicas que conducen a una mayor autonomía de la batería para los vehículos eléctricos. Además, también es posible una producción más barata gracias al ahorro de material.


Elektrisola ofrece una amplia gama de alambres litz, que son materiales centrales y factores determinantes de varios componentes de vehículos eléctricos, descritos en los siguientes capítulos.

1.1.1 Cargadores a Bordo (AC/DC)

General

Vehiculo Eléctrico con Cargador a Bordo Conectado


El cargador a bordo (OBC) transfiere la energía de la red a la batería de tracción. El cargador convierte la corriente alterna en corriente directa que fluye hacia la batería.


Si se carga desde un cargador de DC de alto voltaje externo para una carga muy rápida, el Cargador a Bordo se omite.


El voltaje de entrada es el resultado de la estructura de la red local según las siguientes consideraciones:


Voltaje de Entrada (mundial)
85V - 275V 1-phase AC
400V 3-phase AC
Voltaje de Salida
170V - 800V DC

Detalles técnicos del Cargador a Bordo

Sistema de Cargador a Bordo

El cargador a bordo consta principalmente de la etapa de corrección del factor de potencia (PFC) y la etapa del convertidor DC-DC, que se muestran en la figura anterior.


Antes y después de las etapas se aplican dos filtros de ruido para compatibilidad electromagnética (EMC).


Etapa de Corrección del Factor de Potencia

La etapa PFC asegura un consumo de corriente sinusoidal de la red eléctrica pública.


Un convertidor de carga cumple la corrección del factor de potencia.


El elemento relevante para la eficiencia en esta etapa es la bobina de alta frecuencia, que se puede realizar como bobina simple o doble, según la topología.


Las frecuencias de cambio son tipicamente por debajo de 50 kHz.


Elektrisola puede optimizar todos los alambres litz destinados al uso en OBC con el objetivo de lograr las mayores eficiencias.


Etapa del Convertidor DC-DC de Alto Voltaje

El convertidor principal transfiere la energía a través de un transformador aislado galvánicamente. Este transformador de alta frecuencia es el elemento clave del OBC. Transfiere la potencia perseguida del lado primario al secundario a través del espacio de aire, con la mayor eficiencia posible.

Componentes Inductivos de Alata Frecuencia

Bobinas de Alta Frecuencia para Corrección del Factor de Potencia

Esta bobina es un elemento central en el convertidor de carga. Las frecuencias de cambio son de hasta 50 kHz, según la topología del convertidor.

PFC Choke con Alambre Litz Encintado
PFC Choke con Alambre Litz Reforzado
Transformador de Alta Frecuencia y PFC Choke, embobinado con Alambre Litz Encintado
PFC Choke con Alambre Litz Reforzado

Las opciones de diseño de los productos de alambre litz para bobinas de alta frecuencia (HF) se pueden ver en los siguientes enlaces:

  • “Basico”
  • “EFOLIT”
  • “Encintado”
  • “Forrado”

Transformador de Alta Frecuencia con Separación Galvánica

El transformador consta de al menos dos bobinas para el lado primario y secundario.


La separación galvánica se realiza mediante una conversión de transmisión de energía eléctrica a electromagnética. Por lo tanto, la potencia se transmite a través del espacio de aire sin conexión mecánica.


La separación galvánica es necesaria para que los vehículos eléctricos mantengan el potencial de la red separado del potencial del vehículo debido a problemas de seguridad.


Una combinación de varios materiales de aislamiento con aire y distancias de fuga específicas asegura un nivel predeterminado de protección de voltaje de ruptura.

Ejemplos de diseño de transformadores de alta frecuencia:

Transformador de Alta Frecuencia con Bobina de 2 Camaras
Transformador de Alta Frecuencia con Bobina de 2 Camaras
Transformador de Alta Frecuencia con Aislamiento Encintado Intermedio
Transformador de Alta Frecuencia con Alambre Litz Forrado y Aislamiento Encintado Intermedio

Para aplicaciones de alto voltaje con altas exigencias de seguridad, Elektrisola ofrece la familia de productos EFOLIT con certificación VDE.


Los siguientes enlaces de productos muestran una descripción general de los tipos de alambres litz opcionales para transformadores de alta frecuencia:

  • “EFOLIT”
  • “Encintado”
  • “Forrado”
  • “Perfilado”

1.1.2 Convertidor DC/DC

General

Vehiculo Eléctrico con convertidor HV-LV DC/DC


Los vehículos eléctricos tienen al menos dos redes de voltaje diferentes, una con una batería de bajo voltaje para todos los periféricos del automóvil y otra con una batería de alto voltaje para los componentes del tren de transmisión. El convertidor DC / DC asegura la transferencia de energía bidireccional entre ambas redes mediante conversión de voltaje con separación galvánica.


Detalles Técnicos del Covertidor DC/DC

Sistema Convertidor DC/DC Alto Voltaje / Bajo Voltaje


La red de vehículos eléctricos de bajo voltaje se basa típicamente en baterías de plomo ácido con niveles de voltaje entre 12 V y 48 V.


La red de vehiculos eléctricos de alto voltaje a menudo incluye una batería de litio y el nivel de voltaje varía entre 200 V y 1000 V.

La potencia típica de los convertidores DC/DC está entre 1,5 kW y 5 kW.


La electrónica de potencia suele utilizar topologías de conmutación suave con una etapa de transformador resonante con separación galvánica. El flujo de energía bidireccional se realiza mediante topologías reductoras / impulsoras entre las dos etapas.


Componentes Inductivos de Alta Frecuencias

La eficiencia del convertidor DC/DC es la clave para garantizar un volumen de construcción mínimo y un peso reducido. Las altas frecuencias de conmutación ayudan a reducir los tamaños de inductores y transformadores. Las tecnologías modernas de semiconductores hacen posible frecuencias más altas, lo que permite inductores y transformadores aún más pequeños.


Las frecuencias de conmutación oscilan entre 100 kHz y 550 kHz. Los productos de alambre litz de alta frecuencia están optimizados para la aplicación a fin de garantizar un alto factor de llenado para una alta eficiencia y al mismo tiempo mantener la durabilidad de alto voltaje.


El diámetro ampliamente utilizado de los alambres sencillos es de 0,05 a 0,1 mm.


Normalmente, los valores de la clase de temperatura varían entre B(130°C) y F(155°C).


Los productos de alambre Litz con encintado, extrusión y forrado son comunes


Cuál elegir depende de los parámetros de la aplicación individual, por ejemplo, espacio disponible y requisitos de voltaje de ruptura.

Vea ejemplos de transformadores de alta frecuencia en las siguientes imágenes:

Tranformador de Alta Frecuencia con Aislamiento Encintado Intermedio
Tranformador de Alta Frecuencia con Barrera de Separación de Embobinado
Tranformador de Alta Frecuencia con Alambre Litz reforzado

1.1.3 Cargador Inalámbrico

General

Vehiculo Eléctrico con Cargador Inalámbrico Conectado


La carga inalámbrica (WC) o la carga inductiva (IC) es un tipo de varios métodos de transferencia de energía inalámbrica (WPT). Es una forma muy cómoda de cargar un vehículo eléctrico, porque la potencia se puede transmitir a través de grandes espacios de aire sin ninguna conexión de cable con factores de alta eficiencia.


El cargador utiliza dos bobinas inductoras planas para transmitir la energía a través de un campo electromagnético variable en el tiempo.

Hay dos tipos básicos diferentes de carga inalámbrica:

Carga Inalámbrica Estática

Principio de Carga Inalámbrica Estática


El vehículo se carga mientras permanece estacionado. La bobina del receptor se coloca en la parte inferior del automóvil y el transmisor se coloca en el suelo. Para el proceso de carga, el receptor debe estar alineado sobre el transmisor durante el proceso de estacionamiento.


Carga Inalámbrica Dinámica

Principio de Carga Inalámbrica Dinámica


Con esta tecnología futura, el vehículo recibe energía mientras está en movimiento por encima de una línea de varias almohadillas transmisoras estacionarias.


Detalles Técnicos

Sistema de Carga Inalámbrico


Hay dos tipos principales de carga inductiva:


Carga Inalámbrica Inductiva (IWC), también llamada Transferecnia de Energia Inductiva (IPT)

El principio del IWC es la "ley de inducción de Faraday" y se utilizó por primera vez en el siglo XVIII. El primer vehículo eléctrico fue impulsado por IWC en la década de 1970.


Similar al cargador de a bordo mencionado anteriormente, la primera etapa del cargador es una etapa PFC para asegurar el consumo de corriente sinusoidal. La transmisión inalámbrica de energía se realiza por inducción mutua del campo magnético entre el transmisor y la bobina receptora. En la bobina primaria se crea un campo magnético variable en el tiempo mediante la corriente alterna que induce un voltaje en el lado secundario y mueve los electrones. Posteriormente, una corriente fluye a través de la bobina secundaria donde se rectifica y filtra la corriente alterna para cargar la batería de tracción.

Dado que el voltaje solo se induce cuando cambia el campo magnético, se requiere una corriente alterna rápidamente. Las frecuencias de funcionamiento típicas de IWC se encuentran entre 20 y 90 kHz.

Los IWC funcionan como un transformador con una bobina de aire en lugar de un núcleo de metal.


Sistema de Carga Inalámbrica Inductivo Resonante (RIWC)

Una bobina operada por resonancia es mucho más eficiente, porque la impedancia disminuye a una frecuencia de resonancia. Como resultado, el factor de calidad es muy alto; para más detalles, consulte Fundamentos electromagnéticos.


Además, con la operación de resonancia, la potencia se puede transferir a distancias más largas. Los campos magnéticos más débiles pueden transmitir tanta potencia como los diseños de IWC.


Para una transferencia de potencia máxima, las frecuencias de resonancia de la bobina primaria y secundaria deben coincidir. Se agregan circuitos de compensación adicionales a las bobinas. Estos circuitos eléctricos mejoran aún más la eficiencia.


Las frecuencias de funcionamiento típicas de RIWC se encuentran entre 10 kHz y 150 kHz.

Estándares para cargas inalámbricas

SAE J2954, establecido por la Sociedad de Ingenieros Automotrices, define WC para vehículos eléctricos ligeros enchufables y metodología de alineación. Consulte la siguiente tabla para obtener más detalles:


Clases de Potencia para WPT según SAE J2954
Clase Potencia [kW] Banda de frecuencia [kHz]
WPT 1 3.7 81.39 - 90
WPT 2 7.0 81.39 - 90
WPT 3 11.0 81.39 - 90


En desarrollo, son comunes las potencias de carga de 50 kW. Para aplicaciones de servicio pesado, se combinan varios cargadores de 50 kW para alcanzar hasta 500 kW por vehículo.


Además, SAE J2954 predefine una eficiencia mínima del 85% cuando las bobinas están alineadas correctamente.


La separación galvánica necesaria está implícita en la transmisión inalámbrica, donde el transmisor funciona como bobina primaria y el receptor como bobina secundaria.


Las diferentes distancias de aire se clasifican según la siguiente tabla:


Metodología de Alineación para WPT según SAE J2954
Clase Distancia [mm] Banda de Frecuencia [kHz]
Z Clase 1 100 - 150 81.39 - 90
Z Clase 2 140 - 210 81.39 - 90
Z Clase 3 170 - 250 81.39 - 90

Requisitos para Bobinas Planas con Alambre Litz

  • Alambre Sencillo

Las construcciones típicas de alambre litz se basan en alambres sencillos con diámetros entre 0.030 mm y 0.071 mm

  • Clase Térmica del alambre senciilo

La temperatura de la bobina no debe exceder los 100 ° C, por lo tanto, las clases baja temperatura para los alambres sencillos son suficientes.

  • Aislamientos Litz

Debido a los altos voltajes, cintas son regularmente usadas.

  • Alambre litz perfilado

Las bobinas se enrollan como bobinas planas para distribuir la fuerza del campo magnético a una densidad homogénea.

El alambre litz perfilado es una forma común de mantener un factor de llenado alto mientras se mantiene un campo magnético bien distribuido.

1.1.4 Estación de Carga (AC/DC)

General

Vehiculo Eléctrico con Cargador DC Conectado


Las estaciones de carga suministran energía eléctrica para el proceso de recarga de la batería de tracción de los vehículos eléctricos enchufables (H). Por lo tanto, hay dos tipos diferentes de estaciones de carga disponibles para convertir AC de la red eléctrica en DC para la batería del vehiculo eléctrico:

Estación de Carga Multiple


Estación de Carga AC, que actúa como fuente de energía para el OBC.

Estación de Carga DC, que actúa como fuente de energía directa para la batería del automovil eléctrico. Por tanto, el cargador forma parte de la estación de carga.


Detalles Técnicos de las Estaciones de Carga

Estación de Carga AC

Para el proceso de carga de AC, los cargadores se instalan a bordo del vehículo eléctrico (OBC) y los detalles se describen en el capítulo 1.1.1. Una versión especial de las estaciones de carga de AC son los cargadores inalámbricos, que se describen en el capítulo 1.1.3.

El cargador de a bordo se puede enchufar para la conexión de energía eléctrica en estaciones de carga públicas o en estaciones de carga residenciales.


Cargas Públicas

Las estaciones de carga públicas a menudo se combinan con estacionamientos públicos. Son propiedad de empresas comerciales o privadas, a veces en asociación con el propietario de un estacionamiento. La siguiente tabla ofrece una descripción general de las diferentes estaciones de carga.


opciones de carga AC en estaciones de carga publica
Tipo de enchufe Voltaje / Potencia
Tipo 1 120V / 1.92kW or 240V / 3.8kW, 5.8kW, 7.2kW
Tipo 2 / Combo 2 400V / 3.6kW, 11kW, 22kW, 43kW

Carga Residencial

Las estaciones de carga residenciales o privadas, a menudo denominadas cargadores de "caja de pared", son estaciones de carga domésticas, que el propietario de un vehículo eléctrico puede instalar en instalaciones privadas para cargar el vehículo en casa, pero a menudo están limitadas por la potencia de salida como también como enchufes de mas alto voltaje que no están disponibles o la corriente es limitada.


Se puede ver una comparación de diferentes opciones de carga en la siguiente tabla:


opciones de carga AC charging options en cajas de pared resindencial
Tipo de enchufe Voltaje / Potencia
Enchufe Domestico 120V / 1.4kW
230V / 2.3W, 3.6kW
400V / 11kW, 22kW, 43kW


Estación de Carga DC

Estación de Carga con enchufe tipo 2

Las estaciones de carga de DC pueden alcanzar una potencia superior a 43 kW porque no hay limitación de espacio y peso dentro del cargador, como es el caso del OBC instalado en el vehículo.


El cargador está integrado en la estación de carga de DC, mientras que la tecnología electrónica de potencia en los cargadores externos es la misma que en OBC.


A menudo, las construcciones modulares se utilizan en cargadores de DC. Por lo tanto, la potencia se puede aumentar fácilmente agregando módulos en un circuito paralelo a la estación de carga.


Se puede ver una comparación de diferentes opciones de carga en la siguiente tabla:


opciones de carga DC en estaciones de carga publica
Tipo de enchufe Voltaje / Potencia
CCS combo 1 < 500V / <80kW
Tipo 2 / Combo 2 200-1000V / < 350kW
CHAdeMO tipo 2 500V / <62.5kW
CHAdeMO tipo 2 1000V / < 400kW
Super-cargador Tesla 480V / < 250kW

Componentes Inductivos de Alta Frecuencia para Estaciones de Carga

Para los futuros tipos de vehículos eléctricos, la industria planea cargar potencia de hasta 450 kW con voltajes de 800 V. La tecnología de punta en el desarrollo de la electrónica de potencia hace posible niveles de voltaje de hasta 1000 V. Estos niveles de alto voltaje permiten una carga más rápida y eficiente.


Estas tendencias conducen a altos requisitos con respecto al aislamiento del alambre litz de alta frecuencia en los inductores y transformadores de los cargadores.


Los cargadores de DC externos, en comparación con los cargadores a bordo, pueden suministrar una mayor potencia de carga, ya que el espacio disponible no es limitado. La potencia de carga a bordo está limitada por el peso y el espacio de los componentes.


Las construcciones típicas de alambres litz de transformadores de alta frecuencia en cargadores de DC utilizan alambres individuales de 0,07 - 0,1 mm de diámetro, optimizados para frecuencias de conmutación entre 50 y 100 kHz.

1.1.5 Motor Eléctrico

General

Vehiculo Eléctrico con Motor de Tracción Eléctrico


Los motores eléctricos son el núcleo de un tren de transmisión del vehiculo eléctrico. Una gran ventaja de los motores eléctricos es el alto torquer disponible desde la velocidad cero en todo el rango de velocidades.


Los motores eléctricos ya tienen altas eficiencias en comparación con los motores de combustión interna (ICE), pero aún tienen potencial para optimizar la eficiencia. El motor es accionado por un inversor de alta potencia a frecuencias de conmutación de hasta 50 kHz. Las pérdidas de cobre resultantes en las bobinas se pueden reducir utilizando alambre litz de alta frecuencia en lugar de las construcciones tradicionales de un solo alambre.

Existen muchos conceptos de motor diferentes, que varían en principio electromagnético pero también en construcción mecánica y diferentes conceptos de tren de transmisión.


"Formula Student Racer" con Motor de Tracción Eléctrico


Para la movilidad eléctrica, los motores deben elegirse de acuerdo con los requisitos del automóvil. El objetivo principal es aumentar la densidad de potencia, lo que conduce a una mayor eficiencia económica durante todo el ciclo de vida de los vehículos eléctricos.

Carrera del Desafío Mundial Solar con Motor de Tracción Eléctrico
"Formula Student Racer" con Motor de Tracción Eléctrico

Motor Eléctrico de la Rueda


Detalles Técnicos de los Motores Eléctricos

Sistema de Propulsión Eléctrico

En su forma más básica, un motor eléctrico consta de una parte dinámica, el rotor, que gira sobre una parte estática, el estator. Ambas partes constan de láminas de acero magnéticas que funcionan como trayectorias de flujo magnético. Entre ambas partes, un pequeño espacio de aire asegura la capacidad de rotación.


Las láminas del estator tienen geometría de dientes (similar a un engranaje) en el círculo exterior a través del cual se enrollan las bobinas de los conductores aislados.


Para impulsar el motor, un inversor controla un flujo de corriente a través de las bobinas para crear un círculo de flujo magnético desde las hojas del estator sobre el espacio de aire hasta las hojas del rotor y viceversa. A través de esto, el torque se genera mediante una fuerza electromagnética que convierte la energía eléctrica en energía de rotación.


Componentes de Bobina para Motores Eléctricos

La principal diferencia de las bobinas y el proceso de embobinado se divide en dos tipos de estatores:

  1. Estator con embobinados distribuidos, donde varios dientes comparten una bobina
  2. Estator con embobinados concentrados, donde cada diente tiene su propia bobina.

Ambos tipos de estator tienen diferentes propiedades y varios métodos de producción.


En los motores industriales clásicos, el embobinado consta de un solo alambre magnéto, que es suficiente para reducir la potencia. Para mayor potencia en vehículos eléctricos, se necesitan secciones transversales de cobre más altas. Esto se puede lograr mediante alambres magnéticos paralelos o mediante gruesas barras de cobre, llamadas horquillas o ipins. Ambas soluciones traen la desventaja de grandes pérdidas por corrientes eddy. En cambio, el alambre Litz alcanza las secciones transversales de cobre deseadas con altos factores de llenado y, al mismo tiempo, compensa las pérdidas por corrientes eddy.


El alambre litz de alta frecuencia se puede diseñar para casi todos los niveles de potencia del motor agregando el número apropiado de hilos para lograr la sección transversal de cobre objetivo.


Estatores con Embobinado de Dientes Concentrado con Alambre Litz Autoadherible

Dentro de la conversión de energía eléctrica a energía rotacional, ocurren pérdidas térmicas. Se trata principalmente de pérdidas de cobre, que se dividen en pérdidas de DC y pérdidas de AC.


Las pérdidas de DC se pueden reducir mediante secciones transversales de cobre más altas.


La causa de las pérdidas de AC son las corrientes eddy de la profundidad del efecto pelicular y los efectos de proximidad.


Diferentes Tipos de Alambre Litz Perfilado para Embobinados de Estatores Distribuídos


El alambre litz de alta frecuencia compensa las corrientes eddy mejorando así la eficiencia de los motores.


Otro beneficio del alambre litz de alta frecuencia en los motores es la conductividad térmica mejorada, que mejora la disipación del calor y mitiga las pérdidas de alta frecuencia al mismo tiempo.

Los motores de tracción para vehiculs eléctricos pueden tener un alto riesgo de descarga parcial debido a los altos niveles de voltaje combinados con el modo de conmutación corto y casi rectangular de los inversores. El alambre litz de alta frecuencia se puede diseñar con resistividad de descarga parcial para garantizar una durabilidad a largo plazo. Hay disponibles alambre litz encintado y alambre litz con esmalte especial.


Para embobinados distribuidos, el alambre litz perfilado proporciona una buena solución para un factor de llenado alto y una utilización óptima de la ranura.


Bobina Autosoportada con Alambre Litz Autoadherible
Motor Eléctrico de la Rueda con Bobinas Autosoportadas y Alambre Litz Autoadherible


Los embobinados concentrados también se pueden producir como bobinas autosoportadas utilizando alambre litz con esmalte autoadherible. El alambre litz se enrolla primero en una bobina, en un segundo paso se comprime y luego se une para fijar los alambres en la bobina con la posibilidad de volver a ablandarse.


Las bobinas del motor generalmente deben ser rectangulares para encajar en la ranura con un factor de llenado alto. El alambre Litz puede diseñarse con una gran flexibilidad mecánica para alcanzar un radio de embobinado pequeño sin dañar el aislamiento de forma similar a un solo alambre grueso.


Las frecuencias en los motores deben diferenciarse entre la frecuencia de conmutación del inversor y la frecuencia del estator. La frecuencia del estator principal tiene la influencia más significativa en las pérdidas por corrientes eddy y suele ser de hasta 3 kHz, dependiendo de la velocidad. El alambre litz de alta frecuencia está diseñado para ese valor.

1.1.6 Relaciones Básicas entre Alambre Litz y Electrónica de Potencia

Relación de las Frecuencias de Conmutación y el Tamaño del Inductor

El tamaño de la bobina en transformadores, inductores y chokes se puede reducir significativamente mediante frecuencias de conmutación más altas.


Las frecuencias de conmutación están limitadas por las pérdidas térmicas que se producen durante el proceso de conmutación. Esta es la razón por la que se tuvo que acortar la velocidad de conmutación para minimizar las pérdidas de conmutación en la electrónica de potencia y reducir el tamaño de las bobinas para densidades de potencia más altas y un volumen más bajo.


Los desarrollos en las tecnologías de transistores de potencia han alcanzado una alteración significativa en la velocidad de conmutación y el rango de voltaje debido a los nuevos materiales semiconductores.


Tiempos de conmutación más cortos significan que los flancos de subida de tensión son cada vez más altos, según la siguiente tabla:


Tecnología de transistores de potencia Voltaje de los flancos de subida dU/dt Rango de voltaje Desde el año
Tiristor Transitor Bipolar GTO <1kVµs <300V 1970
IGBT <10kV/µs <1600V 1990
SiC GaN >35kV/µs <1600V 2010

Descripción General de los Desarrollos de Semiconductores

Relación de la Tendencia de Alto Voltaje y los Materiales de Aislamiento del Alambre Litz

La tendencia de voltajes cada vez más altos establece requisitos exigentes para los materiales de aislamiento del alambre litz. Además, el potencial de alto voltaje entre las vueltas individuales del transformador necesita un alto aislamiento constante de las vueltas cercanas.


Esto se debe a los altos voltajes conmutados frecuentes, especialmente en topologías de convertidor con circuitos resonantes.


Elektrisola diseña el alambre litz individualmente para cada transformador de potencia para una eficiencia óptima, protección de alto voltaje, conductividad térmica y factor de llenado.

Relación de Métodos de Conmutación, Voltaje de Ruptura y Descarga Parcial

El voltaje se controla mediante interruptores semiconductores para imprimir corriente en los inductores de toda la electrónica de potencia. Estos consisten principalmente en alambre litz en aplicaciones de alta frecuencia. Los métodos de conmutación difieren según la aplicación entre la conmutación dura y la conmutación suave.


La conmutación dura significa que la operación de conmutación se realiza en el momento en que la corriente y el voltaje no son iguales a cero. Por tanto, las pérdidas de conmutación son altas y la durabilidad es baja. El riesgo de descarga parcial es alto debido al aumento significativo de voltaje por tiempo en los inductores.


La conmutación suave significa que la operación de conmutación se realiza en el momento en que la corriente y la tensión son cero. Las pérdidas de conmutación son bajas dentro de los transistores y mejoran la eficiencia y durabilidad de la electrónica de potencia y los componentes inductivos. El riesgo de descarga parcial es bajo.

1.2 Calefacción Interior

General

Asiento Automotriz con Alambre Litz de Calentamiento


Elektrisola fue la primera en desarrollar alambres litz con alambres individuales esmaltados para aplicaciones de calefacción de asientos en automóviles para evitar puntos calientes en los asientos. Más tarde, se han introducido diferentes aleaciones y extrusión exterior para mejorar aún más el alambre litz.


Junto con los asientos con calefacción, los volantes con calefacción son cada vez más populares. Utilizada originalmente en vehículos de lujo, la calefacción interior eléctrica ahora se ha convertido en estándar en muchas clases de vehículos.

Los automoviles convencionales con motores de combustión utilizan el calor residual del motor para calentar la cabina del vehículo.


Esto no es posible en vehículos eléctricos. Por lo tanto, se necesitan formas eficientes de calefacción con menores requisitos de energía, ejemplo

  • calentamiento de superficies de contacto directo como asientos, reposabrazos o volante, y
  • la radiación de los paneles cerca de los pasajeros como opciones de diseño eficientes.


Diferentes Opciones de Calefacción Interior


Para muchas aplicaciones de calefacción, Litz Wire esmaltado se convirtió en la solución de vanguardia para hacer frente a los desafíos técnicos, mecánicos y eléctricos.

Los alambres litz diseñados individualmente permiten a los diseñadores lograr perfiles de temperatura precisos y, al mismo tiempo, evitar puntos calientes en caso de roturas de alambre individuales dentro de un litz, debido a una alta tensión de flexión o mal manejo.


Elemento Portador de Calefacción de Asiento con Alambre Litz
Detalle del Elemento de Calefacción de Asiento con Alambre Litz

Detalles Técnicos

Los aspectos técnicos más importantes de un alambre litz esmaltado para aplicaciones de calefacción son:

  • No Puntos Calientes

Como se explicó anteriormente

  • Rendimiento Vida Util de Flexión

Los alambres litz para calefacciones deben resistir fuertemente el estrés mecánico causado por la flexión y la tensión durante su vida útil, ya que los asientos generalmente están expuestos a fuertes impactos mecánicos en el uso diario. Los laterales son áreas especialmente exigentes desde el punto de vista mecánico. Los diámetros de alambre optimizados, el uso de aleaciones, los diseños especiales de agrupamiento y las camisas de extrusión opcionales son los principales factores de diseño que influyen en la mejora significativa de la vida útil de la flexión. Los componentes de alivio de tensión también pueden soportar construcciones de alambre litz muy pequeñas y delgadas, donde sea necesario.

  • Resistencia al Calentamiento

La combinación óptima de sección transversal del conductor y aleación asegura una resistencia final precisa y un perfil de temperatura en el área calentada. La resistencia específica del alambre litz en ohm/m y el coeficiente de temperatura definen el rendimiento de calentamiento final a la longitud total del conductor de calentamiento.

  • Comportamieto del Ciclo

El uso de material de aleación de alta resistencia pero menos flexible da como resultado un número potencialmente mayor de ciclos del alambre litz agrupado que causa torceduras o nudos. Esto podría provocar daños durante el proceso de costura. Los diseños especiales de agrupamiento, el manejo óptimo del alambre y los métodos de agrupamiento reducen este efecto a una especificación mínima. La extrusión exterior opcional tiene un efecto positivo en el comportamiento del ciclo.

  • Poros

Bajo estrés térmico y mecánico, el aislamiento de los alambres esmaltados puede sufrir poros. Se trata de fisuras microscópicas de la capa de esmalte. Los poros pueden evitarse mediante la elección adecuada del tipo de esmalte, la manipulación del alambre durante el proceso de producción del alambre y los métodos de agrupamiento optimizados.

  • Resistencia Química

Los líquidos como el sudor, los refrescos, la leche, el café, los agentes de limpieza y otros pueden afectar la vida útil del alambre de calefacción. A través de la difusión, el aislamiento puede sufrir efectos de corrosión y fallas prematuras del elemento calefactor. La combinación del tipo de esmalte correcto, el grado y el recubrimiento de extrusión opcional mejora la resistencia química y protege el alambre calefactor contra tales influencias..

1.3 Electrónica Interior

General

La carga inalámbrica de teléfonos móviles es una adición cada vez más común a la cabina de pasajeros, ya que elimina la necesidad de manipular un cable de carga para el cliente.


Sistema de Carga Inalámbrico Integrado Automotriz


En este mercado, se utilizan ampliamente dos tecnologías para sistemas de carga inalámbrica:

Sistema de Carga Inalámbrico Inductivo

La transmisión inalámbrica de energía se realiza por inducción mutua de campos magnéticos entre un transmisor y una bobina receptora. En la bobina del transmisor, una corriente alterna crea un campo magnético variable en el tiempo, que se irradia en todas las direcciones. La mayor eficiencia de transferencia de potencia en este sistema se logra cuando una bobina receptora con dimensiones idénticas a la bobina transmisora se coloca precisamente en la parte superior y unos pocos milímetros de la bobina transmisora.


La principal ventaja de los sistemas de carga inalámbricos inductivos es una eficiencia relativamente alta, cuando el transmisor y el receptor están estrechamente acoplados.


Esto se prefiere cuando se necesita una alta eficiencia del sistema de carga.

Sistema de Carga Inalámbrico Resonante

Este sistema sigue siendo "inductivo", en el sentido de que un campo magnético generado por la bobina del transmisor induce una corriente en la bobina del receptor. Sin embargo, el principio de transmisión de energía se realiza a frecuencias más altas que los sistemas inductivos y se basa en las bobinas del transmisor y del receptor que operan a la misma frecuencia de resonancia. En un sistema de carga inalámbrica resonante, se crea un tipo de túnel de energía entre las bobinas, lo que permite una transferencia de energía a distancias más grandes, entre múltiples bobinas y en múltiples direcciones.


Existe cierta pérdida de eficiencia en el sistema debido a la fuga de flujo incluso en bobinas ubicadas cerca.


Por lo tanto, se prefiere este sistema cuando se requiere la conveniencia de un fácil posicionamiento del sistema.


Estándares Técnicos

Existen 2 estándares principales para la carga inalámbrica de productos electrónicos de consumo.:

  • Qi

(Desarrollado por Wireless Power Consortium “WPC”)

Tecnología: Inductiva y Resonante

Frecuencias de Operación: 85 kHz - 205 kHz

Niveles de potencia del transmisor: 5 W -15 W

  • Rezence

(Desarrollado por Alliance for Wireless Power “A4WP”)

Tecnología: Resonante

Frecuencia de Operación: 6.78 MHz

PTU (Unidad de Transmisor de Potencia) Niveles de Potencia: 2 W - 70 W

PRU (Unidad de Receptor de Potencia) Niveles de Potencia:3.8 W - 50 W

Componentes de Carga Inalámbrico en el Estándar Qi

Los transmisores de potencia en el estándar Qi se especifican a partir de tipos de diseño de A1 a A34 (que tienen una o más bobinas primarias) y tipos de diseño de B1 a B7 (que tienen un arreglo de bobinas primarias). Los diferentes tipos de diseño se diferencian entre otras cosas en el tamaño y la forma de las bobinas (redondas, ovaladas y cuadradas), todas con alambres litz con diferentes números (de 24 a 180) de alambres sencillos de 0,08 mm.

Aunque los receptores de potencia no están definidos por el estándar Qi, establece algunos ejemplos utilizando configuraciones de alambres litz similares a las de los transmisores de potencia.


Productos Típicos de Alambre Litz

Para ver los productos típicos de alambre wire para diseños de carga inalámbrica, consulte los siguientes enlaces:

  • “Alambre Autoadherible”
  • “Basico”
  • “Forrado”
  • “Smartbond”
Bobinas Planas de Alambre Litz Integradas en una Tablilla Electrónica del Sistema de Carga Inalámbrica
Bobina Plana con Alambre Litz Autoadherible en Sistema de Carga Inalámbrico de Telefonos Inteligentes

2. Industria

2.1 Fuente de Poder Conmutada

General

Las fuentes de poder conmutada (SMPS) suministran dispositivos eléctricos y electrónicos con corriente continua (DC) reducida específica. Debido a su alta eficiencia, diseño compacto y ligero y amplio rango de voltaje de entrada, los SMPS se utilizan en muchas aplicaciones industriales.


Ejemplos:

  • sistemas de carga
  • laboratorio y equipo de prueba
  • tecnología de soldadura
  • medicina y sistemas de computo


Detalles Técnicos

La fuente de poder es la red pública de AC cuya energía se convierte en energía de alta frecuencia (HF) utilizando topologías de semiconductores de conmutación rápida, consulte la imagen 1 a continuación. Para traducir el voltaje de entrada de alta frecuencia a un nivel de voltaje de AC más bajo, se necesita un transformador de alta frecuencia. Sus dimensiones se pueden reducir aumentando la frecuencia de trabajo (30 kHz - 500 kHz).


Sistema de Fuente de Poder de Modo Interruptor

Por lo general, los transformadores de alta frecuencia funcionan con embobinados de capa y pequeñas cantidades de vueltas. El uso de alambres litz de alta frecuencia es necesario para reducir de manera eficiente las pérdidas de alta frecuencia a frecuencias más altas. Por razones de seguridad, el lado primario (entrada) del transformador debe estar separado del secundario (salida).


Productos Típicos de Alambre Litz

Transformador de Alta Frecuencia con Bobinas Separadas


Se pueden implementar elementos de aislamiento de construcción como barreras de separación y bridas para mantener las distancias de fuga y de aire eléctrico.

Transformador de Alta Frecuencia con barrera de separación de embobinado


Un enfoque técnico más compacto y que ahorra espacio es el uso de alambres de embobinado con aislamiento reforzado (FIW). En este caso, las distancias de aire y de fuga se pueden reducir, se pueden realizar diseños más pequeños y ligeros con mayor densidad de potencia.


    Para satisfacer la creciente demanda de frecuencias de trabajo más altas y dimensiones compactas de transformadores, Elektrisola ofrece las siguientes opciones de diseño:

    • Los alambres litz forrados de seda o nailon garantizan una alta flexibilidad y estabilidad de la forma para un rendimiento óptimo de embobinado de capas.
    • Los alambres litz de alta frecuencia con cinta aislante adicional ofrecen altos voltajes de ruptura de hasta 10 kV.
    • La familia de productos EFOLIT® con aislamiento reforzado y con certificación VDE de Elektrisola cubre los diseños SMPS, con exigencias de seguridad muy altas.
    • Los alambres litz rectangulares o cuadrados perfilados (comprimidos) garantizan un factor de llenado de cobre óptimo tanto para el alambre litz como para el embobinado de la bobina.

    2.2 Sensores

    General

    El rendimiento óptimo de alta frecuencia (HF) del alambre litz esmaltado y la amplia gama de posibilidades para diseños únicos hacen del alambre litz un material óptimo para sensores y antenas.


    Ejemplos

    • Sensores de Proximidad Inductiva
    • Sensores de Detección de Metales
    • Bobinas pata Sistemas de RFID
    • Bobinas para Comunicación de Campo Cercano

    Detalles técnicos

    Identificación de Radio Frecuencia (RFID)

    El dispositivo de lectura crea un campo de alta frecuencia como una puerta que actúa sobre la antena del transpondedor. Se induce voltaje en la antena; el chip se activa y crea una respuesta individual por atenuación de campo. La respuesta la recibe el lector.

    Bobina Plana en un Transmisor RFID
    Lector de Chip RFID

    Comunicación de Campo Cercano (NFC)

    NFC define diferentes protocolos de comunicación para una comunicación entre dos dispositivos electrónicos a una distancia de 4 cm.


    La conexión de baja velocidad se puede utilizar para las siguientes aplicaciones ejemplares:

    • Sistemas de pago sin contacto
    • Intercambio de Información
    • Tokens de identidad y acceso
    • Automatización de teléfonos inteligentes
    • Etiquetas NFC


    Maquina Expendedora de boletos NFC

    Interruptores de Proximidad Inductivos

    La función del sensor se basa en un circuito oscilante que consta de una bobina y una capacidad caracterizada por el factor Q. La propia bobina crea un campo electromagnético que cubre el área de detección. En presencia de un elemento conductor en el área, el factor Q cambia debido a las pérdidas por corrientes eddy.


    La pérdida de energía de campo se detecta mediante circuitos electrónicos del interruptor de proximidad y se confirma el elemento.


    Los dispositivos RFID y los interruptores de proximidad se utilizan en logística, automatización de procesos y tecnología ferroviaria.


    La antena (o bobinas generadoras de campo) generalmente se implementan sin elementos portadores. En estas bobinas de aire basadas en tecnología autoadhesiva, se utilizan alambres litz forrados o extruidos.

    Interruptor de Proximidad

    Productos Típicos de Alambre Litz

    Elektrisola ofrece las siguientes opciones de diseño:

    • Los alambres litz de alta frecuencia con alambres esmaltados autoadheribles permiten los radios de curvatura más pequeños con altos factores de llenado de cobre.
    • Las variantes de alambre Litz con recubrimiento Smartbond aseguran una fácil unión por aire caliente con un alto factor de llenado de cobre.
    • Los alambres litz forrados de seda o nailon de Elektrisola que se pueden adherir térmicamente garantizan una estabilidad de forma óptima y capacidad de embobinado para bobinas de aire.

    3. Médico

    3.1 Aparatos para Sordera (cables de conexión)

    General

    Los aparatos para sordera tienen como objetivo ser lo más pequeños y livianos posible para mejorar la comodidad del usuario y minimizar la visibilidad. Los cables de conexión tradicionales generalmente se reemplazan por alambres Litz mucho más ligeros, ya que los alambres sencillos están aislados y se pueden usar como cable.


    Diferentes Tipos de Aparatos para Sordera
    Alambre Litz para Aparato para Sordera
    Micro Cable para Aparatos para Sordera

    Requerimientos Generales

    • Recubrimiento de plata como protección contra las influencias ambientales
    • Colores brillantes debido a la superficie inferior plateada
    • Soldabilidad muy consistente
    • Alto rendimiento de flexión
    • Muy resistente con fibras de refuerzo opcionales
    • Superficie extruida muy lisa
    • Los requisitos más altos en tolerancias de diámetro estrechas (redondez y tamaño)
    • Perfecta capacidad de pelado para contacto eléctrico.


    Micro Cable Para Aparato de Sordera con Alambrecon Codigo de Colores

    3.2 Otras Aplicaciones

    Sistema de Diagnostico por Ultrasonido con Transformador Piezoeléctrico
    Bobina Secundaria para Imagen de Resonancia Magnetica
    Cargador Inalámbrico para Aparatos Médicos
    Cargador Inalámbrico para Aparatos Médicos
    Herramientas Quirurgicas e Instrumentos

    4. Electrodoméstico

    4.1 Cocción Inductiva

    General

    Se induce un campo alterno electromagnético en el fondo de una olla o sartén y se transforma en energía térmica por pérdidas de corrientes eddy. Las pérdidas térmicas en la bobina transmisora son muy pequeñas, por lo que el tiempo de calentamiento es corto y la superficie de la placa de cocción permanece fría.


    Detalles Técnicos

    Rango de Frecuencia de Operación: 20 kHz - 60 kHz


    Placa de Coción Inductiva con Bobina Plana Generadora de Campo y Transformador de Alta Frecuencia


    1. Fondo de olla de cocción hecha de material ferroso
    2. Vitrocerámica (superficie de la placa)
    3. Campo electromagnético alterno
    4. Inversor
    5. Bobina de alambre litz inductiva
    6. Red eléctrica

    Componentes de la Cocción Inductiva

    Bobina Plana con Portador
    Bobina Plana con Alambre Litz Autoadherible

    Requisitos del Conductor Inductivo

    • Clase de temperatura alta
    • Alto volatje de ruptura
    • Fuerza Mecánica
    • Alto factor de llenado (embobinado comprimido)


    Alambre Litz Típico para Placas de Cocción Inductiva

    • Bobinas planas de alta frecuencia con alambre litz básico
    • Materiales primarios: cobre, aluminio y aluminio revestido de cobre
    • Diámetros de alambre sencillo de 0,18 mm a 0,4 mm
    • 20-120 alambres (según el tamaño de la placa de cocción y la frecuencia de funcionamiento)
    • Esmaltes inodoros resistentes a altas temperaturas (≥ 200 ° C).
    • Perfilado opcional: se puede utilizar para aumentar el factor de llenado (litz perfilado)

    5. Energía Renovable

    5.1 Inversor Solar

    Paneles Solares con Unidades Inversoras

    General

    El inversor solar es el corazón de un sistema de energía solar. Convierte la DC de los paneles solares en la corriente alterna de la red.


    Al mismo tiempo, el control electrónico del inversor supervisa todo el sistema de energía solar y la red.


    Un inversor solar tiene las siguientes funciones:

    1. Conversión de energía eficiente de DC de voltaje más bajo a AC de voltaje más alto
    2. Optimización de energía
    3. Monitoreo de datos de potencia y temperatura.
    4. Comunicación a sistemas de enrgía inteligentes
    5. Gestión de la temperatura para evitar el sobrecalentamiento de los paneles solares.

    Detalles Técnicos de los Inversores Solares

    Sistema de Inversor Solar de Red


    Los inversores solares se pueden clasificar en función de tres propiedades:

    1. Potencia

        La potencia varía desde unos pocos kW hasta un rango de MW. Los valores típicos para hogares privados son 5 kW, para industriales 10-20 kW y 500 kW y más para plantas de energía solar.

        1. Interconexión de módulos

        en el lado de DC, los inversores solares se pueden conectar a una topología de cadena, cadena múltiple o central, según los requisitos de potencia y eficiencia.

      1. Topología de circuito

      El inversor puede diseñarse para una red de AC monofásica o una red de AC trifásica, y puede ser con o sin separación galvánica.

      La separación galvánica se realiza con un transformador entre el lado DC y AC. Al hacer esto, la pila de módulos se puede acoplar a tierra para evitar potenciales de voltaje alterno, que es obligatorio en algunos países.

      Los inversores sin separación galvánica tienen los lados de DC y AC conectados eléctricamente, lo que conduce a la ventaja de mayores eficiencias, pero la desventaja de los potenciales de voltaje alterno contra tierra, lo que limita la vida útil.


      Requisitos del Alambre Litz para Inversores Solares

      Transformador de Alta Frecuencia con Bobinas Separadas y Alambre Litz Reforzado


      • Índice térmico TI = 155 °C
      • Alta robustez mecánica
      • Buena flexibilidad
      • Alto voltaje de ruptura dieléctrica

      6. Electrónica de Consumo

      6.1 Fuente de Poder Conmutada

      General

      Las fuentes de poder conmutadas (SMPS) suministran dispositivos eléctricos y electrónicos con corriente continua (DC) escalonada descendente específica. El elemento clave para la operación de reducción de voltaje es un transformador de alta frecuencia (HF).


      Debido a su alta eficiencia, diseño compacto y liviano, y voltaje de entrada variable, los SMPS están muy extendidos no solo en aplicaciones industriales, sino también en el área del consumidor.


      Ejemplos:

      • Cargador de Telefonos Inteligentes
      • Cargador de Notebook
      • Computadora Personal
      • Sistemas de Audio y Multimedia
      • Televisiones
      • Electrdomésticos
      • Sistemas de Carga


      Detalles Técnicos

      Por lo general, hay dos ubicaciones para colocar la unidad SMPS en el dispositivo del consumidor::


      Externo (basado en cable)

      SMPS en un Cargador Externo de Notebook
      SMPS en Telefono Inteligente y Cargador de Notebook


      Interno, donde los dispositivos eléctronicos y componentes inductivos se montan directamente en la tablilla principal

      Tablilla PCB con SMPS


      Vea ejemplos de transformadores de alta frecuencia de SMPS en las siguientes imágenes:


      Transformador de Alta Frecuencia con Alambre Litz Reforzado
      Transformador de Alta Frecuencia con Alambre Litz Básico y Protección EMV
      Transformador de Alta Frecuencia con Alambre Litz Reforzado
      Transformador de Alta Frecuencia con Alambre Litz Reforzado


      Para obtener más detalles técnicos e información sobre productos de alambre litz, consulte

      Aplicación Industrial SMPS.

      (ver punto 2.1)

      6.2 Textiles Inteligentes

      El alambre Litz se utiliza para aplicaciones especiales en Textiles Inteligentes. Generalmente, se utilizan alambres litz muy delgados, ya que el alambre debe mezclarse con la tela y no alterar la textura base. Al mismo tiempo, el manejo brusco en el uso diario, así como el lavado o la limpieza, crea un entorno muy exigente.


      General

      • Ropa deportiva y casual
      • Equipo de protección para fuerzas de seguridad, identificación RFID
      • Tecnología de seguridad de edificios
      • Ropa / uniformes
      • Ingeniería mecánica / monitorización de sistemas multimateriales, ingeniería médica

      Detalles Técnicos

      • Pequeño diámetro exterior del alambre litz
      • Características textiles, estructuras finas.
      • Rendimiento de alta resistencia a la tracción, empalme y vida útil flexible
      • Estabilidad química
      • Retención de color


      Para su uso en aplicaciones textiles se necesitan alambres esmaltados especiales, consulte

      https://www.textile-wire.ch/en/home.html

      Características Típicas de los Alambres Textiles Inteligentes

      • Diámetro del alambre sencillo: 0,02 mm - 0,071 mm
      • Número de alambres sencillos: 2-100
      • Material conductor: cobre y aleaciones con y sin plateado
      • Aislamiento: Esmaltes a base de poliuretano, recubrimientos por extrusión con puntos de fusión bajos.
      • Opcional: alambre sencillos desnudos
      • Opcional: Alivio de tensión
      • Opcional: forrado de nilon o seda para soporte mecánico

      6.3 Carga Inalambrica

      General

      Carga Inalambrica de Telefonos Inteligentes

      Los cargadores inalámbricos se encuentran en el mercado como almohadillas de carga inalámbricas, cargadores inalámbricos incorporados para muebles o como bases USB con un cargador inalámbrico. El cargador necesita un receptor en la electrónica del usuario, como un teléfono inteligente, reloj, etc.


      Los cargadores inalámbricos ofrecen las siguientes ventajas para la electrónica de consumo:

      • Sin cables
      • No es necesario tener el conector correcto
      • Desgaste reducido del puerto de carga

      En este mercado se utilizan ampliamente dos tecnologías para sistemas de carga inalámbrica:

      Sistemas de Carga Inalambrica Inductiva

      La transmisión inalámbrica de energía se realiza por inducción mutua de campos magnéticos entre un transmisor y una bobina receptora. En la bobina del transmisor, una corriente alterna crea un campo magnético variable en el tiempo, que se irradia en todas las direcciones. La mayor eficiencia de transferencia de potencia en este sistema se logra cuando una bobina receptora con dimensiones idénticas a la bobina transmisora se coloca precisamente en la parte superior y unos pocos milímetros de la bobina transmisora.


      La principal ventaja de los sistemas de carga inalámbricos inductivos es una eficiencia relativamente alta, cuando el transmisor y el receptor están estrechamente acoplados.


      Esto se prefiere cuando se necesita una alta eficiencia del sistema de carga.


      Sistema de Carga Inalambrica Resonante

      Este sistema sigue siendo "inductivo", en el sentido de que un campo magnético generado por la bobina del transmisor induce una corriente

      en la bobina receptora. Sin embargo, el principio de transmisión de energía se realiza a frecuencias más altas que los sistemas inductivos y se basa en las bobinas del transmisor y del receptor que operan a la misma frecuencia de resonancia. En un sistema de carga inalámbrica resonante, se crea un tipo de túnel de energía entre las bobinas, lo que permite una transferencia de energía a distancias más grandes, entre múltiples bobinas y en múltiples direcciones.


      Existe cierta pérdida de eficiencia en el sistema debido a la fuga de flujo incluso en bobinas ubicadas cerca.


      Por lo tanto, se prefiere este sistema cuando se requiere la conveniencia de un fácil posicionamiento del sistema.


      Estándares Técnicos

      Existen 2 estándares principales para la carga inalámbrica de productos electrónicos de consumo::

      • Qi (desarrollado por Wireless Power Consortium “WPC”)
        • Tecnología: Inductiva y Resonante
        • Frecuencias de Operación: 85 kHz – 205 kHz
        • Niveles de Potencia del Transmisor: 5 W -15 W

      • Rezence (desarrollado por Alliance for Wireless Power “A4WP”)
        • Tecnología: Resonante
        • Frecuencias de Operación: 6.78 MHz
        • PTU (Unidad de Transmisor de Potencia) Niveles de Potencia: 2 W - 70 W
        • PRU (Unidad Receptora de Potencia) Unidad de Potencia: 3.8 W - 50 W

      Componentes de los Cargadores Inalambricos en el Estándar Qi

      Los transmisores de potencia en el estándar Qi se especifican a partir de tipos de diseño de A1 a A34 (que tienen una o más bobinas primarias) y tipos de diseño de B1 a B7 (que tienen una arreglo de bobinas primarias). Los diferentes tipos de diseño se diferencian entre sí, entre otras cosas, en el tamaño y la forma de las bobinas (redondas ovaladas y cuadradas), todas con alambres litz con diferente número (de 24 a 180) de alambres sencillos de 0,08 mm.


      Aunque los receptores de potencia no están definidos por el estándar Qi, establece algunos ejemplos utilizando configuraciones de alambres litz similares a las de los transmisores de potencia.

      Productos Típicos de Alambre Litz

      Para ver los productos típicos de alambre litz para diseños de carga inalámbrica, consulte los siguientes enlaces:

      • “Alambre Autoadherible”
      • “Basico”
      • “Forrado”
      • “Smartbond”
      Bobinas Planas Integradas en una Tablilla PCB de un Sistema de Carga Inalambrico
      Bobina Plana con Alambre Litz Autoadherible
      Bobina Plana con Alambre Litz Autoadherible en Sistema de Carga Inalambrico de Telefono Inteligente

      7. Cables Especiales

      General

      Los alambres Litz se pueden usar de manera similar a los cables porque los hilos individuales de alambre esmaltado tienen un aislamiento muy fuerte. La extrusión del alambre litz se puede utilizar para fortalecer aún más las propiedades mecánicas y eléctricas, pero también agrega peso y volumen. Hay algunas aplicaciones que utilizan un alambre litz con alambres esmaltados directamente como cable, lo que tiene ventajas en cuanto a diámetro, peso y volumen. Los alambres sencillos de colores ayudan a diferenciar los alambres sencillos en el alambre litz para su posterior procesamiento..


      Componentes Típicos del Alambre Litz

      Ejemplos de conductores y cables especiales de alambre litz son:

      • Alambres litz de alta frecuencia con una construcción de agrupamiento superfina y muy compleja, por ejemplo 600 x 0,010 mm o 25,000 x 0,20 mm.
      • Micro cables con los diámetros exteriores más pequeños posibles de milímetros, por ejemplo, 7 x 0,010 mm.
      • Cables de diagnóstico con alambres esmaltados autoadheribles fijados térmicamente. Por ejemplo, cables de par trenzado (por ejemplo, 2 x 0,020 mm) o cables multifilares planos.
      • Cables de arrastre con máxima flexibilidad y construcciones de baja fricción y revestimientos de esmalte.
      • Línea de señal resistente a vibraciones con conductores a base de aleaciones especiales (p. Ej., 7 x 0,04 mm).
      • Alambre Litz para cables de auriculares que se extruyen juntos para obtener un cable delgado y liviano.
      • Alambre litz de alta frecuencia con codificación de color especial.


      Microcable con Recubrimiento Extruído
      Alambre Multifilar con Código de Colores
      Alambre Litz con Código de Colores

      Servicios

      ELEKTRISOLA su Socio para Alambre Litz de Alta Frecuencia

      Nuestro objetivo es asociarnos con nuestros clientes y ofrecer servicios a medida. Comenzando con el primer paso del diseño de un alambre litz óptimo hasta la entrega eficiente de productos de alta calidad, siempre nos aseguramos de que nuestros clientes reciban el mejor servicio.


      Consultoría de Aplicaciones Técnicas

      La filosofía de ELEKTRISOLA es ser el socio del cliente y no solo un proveedor. Por lo tanto, un enfoque clave para nosotros es la I + D y el soporte técnico relacionados con litz wire. Nuestros clientes pueden utilizar nuestros recursos globales en términos de soporte al cliente e ingeniería de aplicaciones para el diseño de alambres litz y soporte de ingeniería para desarrollar soluciones innovadoras y rentables para aplicaciones específicas del cliente.

      Manejo del Alambre Litz

      El mal manejo del alambre litz puede causar fácilmente daños al alambre litz o al carrete del alambre litz, lo que crea problemas al desenrollarlo.

      Manipule los carretes, cajas y tarimas con mucho cuidado. Aunque el material es pesado, es muy sensible a un mal manejo.

      Daños Típicos son:

      1. Impacto mecánico en el carrete o en la brida del carrete que a menudo deja una marca blanquecina en el plástico del carrete. Un impacto tan fuerte podría desplazar los embobinados o hacer que los embobbinados caigan por el carrete. El daño mecánico de la brida también puede romper el alambre durante el desembobinado debido a bordes ásperos o afilados en la brida del carrete.

      Deformación de la Brida del Carrete

      2. Desplazamiento del paquete de alambres. El desplazamiento de los embobinados de alambre litz en el carrete causado por las cargas de impacto que resultan de la caída del carrete o la caja puede causar problemas de desembobinado debido a la interrupción del patrón de embobinado en el carrete.

      Displacement of the Wire Package on Spool

      3.  Embobinados caídos. Puede crearse mediante un manejo brusco como se describe anteriormente en la ref. 1 y 2. Los embobinados caerán entre sí, creando nudos seguidos de roturas de alambres.

      Fallen Windings

      4.  Embobinado dañado. Muy a menudo causado por el contacto mecánico de otros carretes durante la manipulación o transporte de un solo carrete o al levantar el carrete de la caja, raspando así el borde de la caja. Creará problemas de desembobinado y dañará la estructura del alambre litz.

      Embobinado Dañado

      Muestras

      Al analizar el costo total del sistema y el rendimiento del sistema, un diseño de alambre litz optimizado puede marcar la diferencia. ELEKTRISOLA se enorgullece de nuestras construcciones de alambre litz personalizadas y de nuestra capacidad para crear muestras rápidamente. Simplemente hable con nosotros y con gusto lo ayudaremos con muestras a corto plazo que satisfagan sus necesidades.


      Logística

      El conocimiento de producción excepcional, la capacidad de producción significativa, la alta eficiencia, las rutas de comunicación cortas y la experiencia a largo plazo en el manejo, embalaje y envío de alambres sofisticados hacen de ELEKTRISOLA el socio más confiable cuando se trata de plazos de entrega cortos y envíos confiables.

      Artículos en Almacén

      La lista de existencias contiene cantidades de muestra para pruebas y simulación simple. Solo representa una pequeña gama seleccionada de productos de alambre litz. Por lo tanto, los productos de serie calificados pueden ser diferentes Póngase en contacto con nosotros para obtener soluciones individuales y diseños de alambre litz personalizados.

      FIW, Alambre Completamente Aislado, Alternativo al TIW

      General

      Acerca

      FIW (alambre completamente aislado) es un alambre alternativo para construir transformadores de conmutación que suelen utilizar TIW (alambres con triple aislamiento). Debido a la gran variedad de diámetros totales, permite producir transformadores más pequeños a costos más bajos. Al mismo tiempo, FIW tiene mejor capacidad de embobinado y soldabilidad en comparación con TIW.


      FIW se produce en un proceso de recubrimiento múltiple, lo que garantiza un aislamiento sin defectos.


      El FIW de ELEKTRISOLA está aprobado como MW85C y según OBJT2. Se ha vendido con éxito durante varios años a la industria automotriz y para aplicaciones que no requieren la aprobación de UL según UL 60950. Dado que Elektrisola FIW está aprobado como MW85C, puede ser utilizado por muchos sistemas de aislamiento de acuerdo con UL 1446. La Estandar de Seguridad IEC 62368-1 Edición 3 está aprobada y permite el uso de FIW. La antigua Norma de seguridad IEC 60950 se retiró a finales de 2020.

      El Alambre FIW

      Elektrisola desarrolló un producto basado en un poliuretano modificado con una vida útil según IEC 60172 de 20.000 hr a 180°C, designación corta P180. Se produce con múltiples pasadas de recubrimiento individual de aislamiento y se prueba en línea para la continuidad de alto voltaje para asegurar el aislamiento perfecto sin defectos de aislamiento.


      FIW se define con muchos grados que especifican diferentes espesores de aislamiento. FIW 3 es la construcción definida más pequeña, mientras que FIW 9 es la más grande.


      Los grados de FIW estandar de Elektrisola en stock son FIW 4 y FIW 6, ya que ofrecen un buen compromiso entre un buen rendimiento técnico y unos costos competitivos. 

      Especificaciones

      FIW se especifica en diferentes especificaciones. Básicamente, existen estándares para alambres esmaltados, como IEC y NEMA, pero también hay estándares de seguridad, como el antiguo IEC 60950, reemplazado por IEC 62368-1, y estándares de seguridad UL, como UL 2353.


      Además, algunos valores también se especifican en los estándares del producto como el estándar del transformador según IEC 61558-1.

      Producto

      • IEC 60317-56 y 60317-0-7

      • NEMA MW85c

      • UL 2353

      Condiciones de Prueba

      • IEC 60851

      • IEC UL 60950 Anexo U

      • IEC 61558-1

      • IEC 61558-2-16

      • UL 2353

      ventajas del FIW

      • La elección de diferentes construcciones de aislamiento (con diferentes espesores de aislamiento) permite la optimización de productos como transformadores más pequeños y ofrece una ventaja de costos.
      • excelente soldabilidad
      • embobinado superior
      • clase de alta temperatura de 180°C, tiempo de vida térmico segun UL 60950 Anexo U probado en transformadores para la clase de temperatura 155°C /130°C.

      • sistema de aislamiento probado según UL 1446 de alambres esmaltados también con UL, utilizados durante muchos años 

      Ejemplo de FIW 6 0.25mm, 390°C, 2.4 seg.

      Proceso de Produccion

      El proceso de producción básico es similar a un Goto  Proceso de Produccion del alambre esmaltado normal, pero tiene muchas más pasadas de alambre sencillo, hasta 120, para generar finalmente una capa de esmalte muy gruesa, como se muestra en la foto de abajo, donde siempre se colorearon 3 capas alternas para demostrar la gran cantidad de capas.


      Multiples capas de un FIW 7 de 0.25


      Además, cada línea de producción está equipada con un Comprobador de Continuidad de Alto Voltaje en Línea, que verifica el aislamiento del alambre en toda la longitud de forma permanente para garantizar que no haya fallas de aislamiento.

      Empaque

      El alambre FIW se embobina en carretes estándar que se utilizan en Europa y Asia. 

      Goto  Carretes/Empaque.


      Entrega en Almacen

      Se pueden suministrar muchas configuraciones de alambres FIW en almacen. En la tabla Goto  Dimensiones, los diámetros y construcciones resaltados en gris son artículos típico en almacen.

      datos tecnicos

      Propiedades Estandarizadas de FIW

      IEC 60317-56 describe una especificación completa de alambre esmaltado con características mecánicas, eléctricas, térmicas y otras como la soldadura

      Goto  FIW segun IEC 60317-56

      UL 2353, bastante similar a IEC 60950 Anexo U, proporciona propiedades principalmente eléctricas que en su mayoría son pruebas a corto plazo.

      Goto  FIW segun UL 2353

      La nueva Norma de seguridad IEC 62368-1 continúa con los mismos requisitos, tomados en parte de la Norma de transformadores IEC 61558-1 para FIW.

      Voltaje de Ruptura

      Los valores de voltaje de ruptura (BDV) para FIW variarán según el estándar que se utilice para calcular estos valores.

      Cuando se utilizan los estándares de alambre esmaltado para FIW (IEC 60317-0-7 y 60317-56), el BDV se calcula utilizando el aumento mínimo de aislamiento por tamaño (aumento mín. del aislamiento=diámetro exterior mín. incluido el aislamiento - dimensión nominal del alambre desnudo).

      Goto  Calculos del BDV segun IEC 60317-0-7

      Los valores mínimos se pueden encontrar en IEC 60317-56

      Goto  BDV minimo segun IEC 60317-56

      La Norma de Transfomer IEC 61558-2-16 finalmente se corrigió ya que el cálculo de BDV en la versión anterior usó erróneamente el aumento mínimo de aislamiento dividido por la mitad, lo que resultó erróneamente en aproximadamente la mitad de los valores de BDV que los estándares de alambre magneto.


      IEC 61558-1 como una nueva versión de IEC 61558-2-16 ya se ha publicado, corrigiendo errores (como el cálculo de BDV descrito anteriormente) encontrados en la versión anterior. Una diferencia importante: la nueva versión requiere que el FIW mantenga la durabilidad de la rigidez dieléctrica durante un minuto a 180°C con un factor de 0,85 en comparación con IEC 60317-0-7. Aquí, la rigidez dieléctrica se mide mediante el voltaje de ruptura (rms) a temperatura ambiente.

      Goto  BDV minimo segun IEC 61558-1

      IEC 62368 sigue los valores BDV de IEC 61558, pero no especifica 180°C como temperatura de prueba como IEC 61558

      Goto BDV minimo segun IEC 62368

      GotoComentarios sobre los diferentes estandares de BDV


      Calculo del Voltaje de Ruptura

      El voltaje mínimo de ruptura según IEC 60317-0-7 se puede calcular con el diámetro nominal y el grado FIW por herramienta 

      Goto  Herramientas para el calculo del BDV

      Dimensiones

      Las dimensiones de FIW dependen del grado de aislamiento, que describe la cantidad de aislamiento en el alambre desnudo

      Goto  Dimensiones del FIW

      El voltaje o el grado de FIW necesario por diámetro para un voltaje dado se pueden calcular con una calculadora 

      Goto  Calculadora para BDV/Grado

      Peso / Longitud

      Debido al extraordinario espesor del aislamiento de FIW, la longitud de una cierta cantidad de FIW y el peso de un alambre con cierta longitud se desvían notablemente de las experiencias con alambre de cobre esmaltado normal.


      La longitud de 1 kg de FIW 3 - FIW 9 para diámetros nominales en el rango de 0,071 - 0,710 mm - asumiendo diámetros exteriores nominales según IEC 60317-56: se puede consultar en GotoTabla de Longitudes de FIW  en la página siguiente en km/kg.


      El peso de 1 km de FIW 3 - FIW 9 para el mismo rango de diámetros nominales - con diámetros exteriores nominales según IEC 60317-56 como antes - se puede consultar en la Goto Tabla de Pesos de FIW 

      El peso o la longitud de un alambre FIW específico se puede verificar con una calculadora 

      Goto  Calculadota Longitud/Peso

      Aprobaciones




      • Sistemas de Aislamiento UL segun UL 1446
      • IEC 61558-2-16 para tranformadores (SMPS) especifica el uso de FIW y IEC 61558-1
      • IEC 62368-1 como un nuevo Estandar de Seguridad, remplazando IEC 60950


      Rango de Productos

      ALAMBRE LITZ

      TIPOS DE ALAMBRE LITZ

      Tipo
      Tipo
      Básico

      Encintado

      Extruído

      Perfilado

      Forrado

      Con alivio de tensión

      Diámetro del Alambre Magneto 0.010 - 0.500 mm 0.040 - 0.500 mm 0.032 - 0.500 mm 0.200 - 0.500 mm 0.020 - 0.300 mm 0.032 - 0.500 mm 0.030 - 0.300 mm
      No. de alambres 2 - 25.000 alambres max. 25.000 alambres max. 700 alambres max. 25.000 alambres 2 - 23.000 alambres max. 500 alambres max. 23.000 alambres
      Diámetro exterior total 0.095 - 15.0 mm 1.0 - 10.0 mm 0.4 - 1.2 mm max. 10.0 mm
      Seda: 0.071 - 4.0 mm
      Nilon: 0.071 - 10.0 mm
      0.4 - 1.2 mm 0.5 - 5.0 mm
      Sección transversal de cobre total 80 mm² 36 mm² 0.5 mm² 36 mm²
      Seda: 6 mm² Nilon: 36 mm²
      0.38 mm² hasta 10.6 mm²
      Recubrimiento exterior - PET (Clase térmica A-F)
      PEN (Clase térmica B-H)
      PI (Clase térmica H-C)
      Poliamide
      Poliester
      Poliuretano
      opcional con/sin forrado
      Forrado: Nilon
      Encintado: PET,PEN,PI
      Seda Natural
      Nilon
      Poliester
      opcional con/sin extrusión: Poliamide
      Poliester
      Poliuretano
      Encintado: PET
      PEN
      Opciones adicionales -
      Superposición de cinta: 50 or 67 %
      No. de cintas (max.) 2
      Superposición de cinta: 0.1 - 0.4 mm
      Construcción Min.(H x W): 1.2 x 1.2 mm
      Relación altura:ancho (H : W): 1 : 2 (1 : 3, donde aplique)
      Tolerancia (+/-): 0.1 mm
      No. de capas (max.): 2
      Multifilamento: opcional:
      PES 30 - 450 dtex
      LCP Fmax = 1.53 - 99.2 N
      Aramide Dension: 3.3 - 12.4 %
      Construcción de encintado: 3 capas (min.)
      Características Posibilidad de optimización flexible del material de construcción y conductor según:
      • Rendimiento de alta frecuencia, resistencia
      • alta flexibilidad, desempeño-vida útil
      • estabilidad de forma
      • muy alto voltaje de ruptura eléctrico
      • alta robustes mecánica
      • estabilidad óptima de la forma redonda(ejempolo: para embobinado de capas)
      • alta robustes mecánica
      • alta flexibilidad
      • buena resistencia contra el agua, aceite y grasa
      • voltaje de ruptuta eléctrico incrementado
      • incremento del factor de llenado de cobre de hasta 20 %
      • alta flexibilidad y estabilidad dimensional
      • buena capacidad de embobinado
      • opcional con/sin recubrimiento exterior
      • estabilidad óptima de la forma redonda
        (ejemplo. para embobinado de capas)
      • distancia especificada entre embobinados
      • resistencia al empalme en combinación con alta flexibilidad
      • soporte para procesos de impregnación y encapsulado
      • posible resistencia a la tensión muy alta
      • construcciones de alambre litz más pequeñas con la mayor resistencia a la tensión y rendimiento de vida útil flexible
      • muy buena procesabilidad también para alambres litz muy pequeños
      • posible combinación de todos los materiales conductores y de revestimiento
      Certificaciób VDE según: DIN EN 60950/U, 62378/J, 61558/K, 62368/J, 60601/L
      Voltaje de trabajo: 1000 Vrms / 1414 Vpeak
      Frecuencia Max.: 500 kHz
      Clase térmica: F/155 °C, H/180 °C
      Aplicaciones típicas Transformadores, Chokes, transductores-RF, aplicaciones médicas, sensores, balastras electrónicas, fuente de poder conmutada, aplicaciones de calentamiento Inversores, transformadores-RF, transductores-RF, chokes-RF, cargadores inductivos Aplicaciones de calentamiento, Textiles Inteligentes, Comodidad del paciente Placas de cocción inductiva, transformadores-RF, chokes-RF, motores eléctricos Inversores, transformadores-RF, transductores-RF, chokes-RF, cargador inductivo Industria automotriz, aplicaciones industriales, aplicaciones médicas, Textiles inteligentes, aplicaciones especiales para textiles técnicos, equipo deportivo Inversores, transformadores-RF, transductores-RF, choles-RF, cargador inductivo
      Ver detalles

      Presencia Mundial

      Presencia Mundial

      ELEKTRISOLA es un verdadero productor mundial de alambres esmaltados finos con 9 plantas en los 3 continentes más importantes para la industria automotriz y eléctrica que utiliza las mismas máquinas de última generación para producir el mismo estándar de alta calidad.

      Ventajas de la Presencia Mundial de Elektrisola

      1. Suministro mundial de idéntica calidad

      • misma administración de los dueños
      • mismos productos
      • mismas máquinas diseñadas internamente
      • mismos procesos
      • mismas instrucciones de trabajo
      • mismas aprobaciones de calidad (ISO, IATF)
      • mismas aprobaciones UL
      • mismos procedimientos de prueba
      • ideal para proyectos globales
      2. Seguridad del suministro
      • Agil respaldo de otras plantas de Elektrisola con productos idénticos

      3. Producción y suministro local

      • entrega rápida y eficiente
      • moneda local
      • servicio y venta local

      4. Servicio local

      • apoyo de ingeniería local para R&D y mejora de procesos
      • trabajo rápido como en la misma zona horaria
      • fácil comunicación en el idioma local
      • asistencia para proyectos globales con producción local

      5. Amigable con el medio ambiente

      • distancias cortas de transporte
      • reciclaje local de carretes
      • sistema mundial para el control de emisiones (oler durante su visita)

      Localidades  de Elektrisola

      Plantas
      Almacenes
      Oficinas de Venta

      Alambre Autoadherible

      General

      El alambre esmaltado autoadherible (alambre-SB), también conocido como alambre magnéto adherible, es un alambre aislado (  GotoTipos de Alambre Esmaltado) que está recubierto con un adhesivo de unión adicional.


      Fotografía bajo microscopio con luz negra de un alambre-SB


      Después de activar la capa de unión, los alambres individuales de la bobina se unen para producir bobinas autosoportadas ("bobinas de aire" sin bobina) o bobinas especiales para su posterior procesamiento.

      El uso de alambre esmaltado autoadherible ofrece ventajas sobre el alambre esmaltado convencional en

      Sección transversal de una bobina
      (color claro = aislamiento, color oscuro = capa adherible)


      ciertas aplicaciones de embobinado, eliminando la necesidad de bobinas, así como los pasos de encintado o barnizado. En muchas aplicaciones, como bocinas de alta potencia o motores pequeños, el alambre autoadherible puede mejorar el rendimiento y la confiabilidad. Una propiedad importante de un alambre autoadherible es la estabilidad térmica de la bobina enrollada a temperaturas más altas. Una capa adhesiva termoplástica se ablandará a temperaturas más altas y comenzará a perder su fuerza de adhesión,

      pero también se podría procesar, por ejemplo, para formar otra forma de bobina y volver a unir a una temperatura más alta. Una capa adherible termoendurecible tiene propiedades más resistentes al calor, por lo que perderá su fuerza adhesiva solo a una temperatura que destruirá el esmalte.


      Alambre autoadherible embobinado en forma rectangular y unido con aire caliente.


      Debido a la aplicación adicional de una capa adherible, los alambres autoadheribles son más costosos que los alambres normales, lo que se compensa con el valor agregado.

      La activación de la capa adherible se puede lograr con calor o, en algunos casos, con un disolvente o una combinación de los dos ( Goto Proceso de Unión ).

      NUESTRA LINEA DE PRODUCTO

      Elektrisola produce alambre autoadheribles con diámetros de 0.010 - 0.50 mm(Goto Datos Técnicos por Tamaño). Además del cobre como material conductor, hay otras aleaciones disponibles, como aluminio o aluminio revestido de cobre para bobinas de peso ligero o conductores de alta fuerza de tensión para una mayor durabilidad ( Goto Metales ).


      CCAW con capa adherible

      Los tipos de alambre autoadherible se pueden diferenciar por la base química de sus recubrimientos, principalmente por sus propiedades térmicas, por sus propiedades técnicas y por el método de unión preferido.

      Los tipos básicos de alambres autoadheribles que se ofrecen en todo el mundo tienen diferencias que se explican principalmente por la historia de su desarrollo. Por lo tanto, Elektrisola ofrece tipos de alambres autoadheribles para los 3 continentes principales.
      ( Goto Tipos de Alambres Autoadheribles). En Asia, también se ofrecen capas adheribles especiales de alto rendimiento formuladas para su uso en aplicaciones asiáticas específicas (Goto Tipos de Alambres Autoadheribles de Alto Rendimiento).

      Además de los tipos de esmalte autoadherible estándar, ELEKTRISOLA tiene su propio desarrollo de esmalte autoadherible certificado para aplicaciones especiales. Por ejemplo, en tamaños de alambre fino, ahora se encuentran disponibles tipos de esmaltes autoadheribles especializados para temperaturas ultra altas, que se pueden embobinar con máquinas de embobinado de aire caliente automatizadas para un procesamiento rápido y rentable, lo que brinda una gran ventaja a los clientes de Elektrisola.

      proceso de produccion

      El proceso de producción de un alambre autoadherible es similar al de un alambre aislado con película normal

      ( Goto Proceso de Esmaltado), pero necesita 2 aplicadores de esmalte, uno para el revestimiento de aislamiento eléctrico y otro para la capa adherible.

      proceso de union

      La capa de adhesivo en el exterior de un alambre autoadherible puede activarse con calor o con productos químicos. Estos métodos de unión se describen a continuación.


      Unión por Calor/Térmico:

      Todas las capas adhesivas de Elektrisola pueden activarse mediante calor, ya sea dirigiendo aire caliente sobre el alambre durante el embobinado, calentando en el horno la bobina o aplicando corriente eléctrica a la bobina después de que se completa el ciclo de embobinado. En cualquiera de estos ejemplos, el principio es calentar el embobinado ligeramente por encima de la temperatura de fusión de la capa adhesiva para activar la capa adhesiva y unir los alambres.


      La unión con aire caliente durante el embobinado tiene la ventaja de eliminar la operación de unión secundaria. Este método es rentable y se utiliza principalmente para alambres de un grosor inferior a 0,200 mm. Este método se hizo mucho más popular en los últimos años tras el desarrollo de tipos de esmaltes autoadheribles de temperatura ultra alta.


      Embobinado con aire caliente


      La Unión con Horno se logra calentando la bobina, que aún permanece en un accesorio o herramienta, en un horno a una temperatura adecuada y el tiempo suficiente para obtener un calentamiento uniforme en todo el embobinado seguido de un ciclo de enfriamiento. El tiempo de calentamiento es generalmente de 10 a 30 minutos, dependiendo del tamaño de la bobina. Las desventajas de la unión con horno son el mayor tiempo de unión, los pasos adicionales del proceso y la posible necesidad de muchos accesorios de embobinado.

      Unión por Resistencia se logra aplicando corriente eléctrica a la bobina terminada para calentarla eléctricamente mediante la resistencia a la temperatura de unión adecuada. El voltaje y el tiempo de enlace dependen del tamaño del alambre y el diseño de la bobina y, por lo tanto, deberán desarrollarse experimentalmente para cada aplicación específica. Este método tiene las ventajas de ser rápido y generar una distribución de calor bastante uniforme. Por lo general, se utiliza para tamaños de alambre de más de 0,200 mm. 


      Unión con Solvente:

      Algunas capas adhesivas se pueden activar aplicando solventes específicos durante el proceso de enrollado de la bobina. La aplicación del solvente, generalmente a través de un fieltro saturado durante el embobinado ("Bobinado húmedo"), hace que la capa adhesiva se vuelva muy suave. Este proceso requiere el uso de un accesorio para mantener la bobina en su lugar mientras el solvente se seca y los alambres se pegan. Posteriormente, la bobina debe calentarse en un ciclo de horno para evaporar cualquier solvente residual que, si se deja dentro de la bobina, podría causar una falla a largo plazo del mismo, así como para completar el proceso de curado del adhesivo para una fuerza de unión óptima.

      Aplicaciones


      Telefonía Celular


      Automotriz


      Industrial


      Identificación


      Electrodomesticos


      Consumo


      Relojes


      Computadoras


      Médico

      ventajas del alambre autoadherible

      El uso de alambre magnéto autoadherible ofrece múltiples ventajas a los clientes::

      • Elimina la necesidad de bobinas
      • No necesita encintado o varniz
      • Menos manejo en el proceso
      • Tiempos de ciclo totales reducidos
      • Desempeño mejorado
      • Bajo impacto al medio ambiente

      Calidad | UL | RoHS

      sistema de calidad y RoHS

      General

      Las plantas de Elektrisola están certificadas de acuerdo con varios estándares como ISO 9001, IATF 16949, etc., etc. y, por lo tanto, demuestran que cumplen con los requisitos de los clientes. En Certificados de Calidad, se pueden ver los más importantes de estos certificados.

      Los productos Elektrisola también están aprobados por UL. Los certificados o el enlace al directorio de certificaciones en línea de UL se pueden encontrar en UL.

      Además, todas las plantas certifican que nuestros productos cumplen con los estándares ambientales, enfatizado por los resultados de las pruebas de laboratorio para la mayoría de nuestros productos. Para verlos, vaya a RoHS y REACH.

      certificados de calidad

      Elektrisola Eckenhagen,

      Alemania

      ISO 9001 Certificado

      GotoIngles  GotoAleman

      IATF 16949 Cerificado

      GotoInglés  GotoAlemán

      ISO 14001 Certificado

      GotoInglés   GotoAlemán

      ISO 50001 Certificado

      GotoInglés   GotoAlemán

      Elektrisola Atesina,

      Italia

      ISO 9001 Certificado

      GotoInglés  GotoAlemán  Goto Italiano

      IATF 16949 Certificado

      GotoInglés  GotoAlemán

      ISO 14001 Certificado

      GotoInglés  GotoAlemán  Goto Italiano

      ISO 45001 Certificado

      GotoInglés  GotoAlemán  Goto Italiano

      Elektrisola Feindraht AG,

      Suiza

      ISO 9001 Certificado

      GotoInglés   GotoAlemán   Goto Francés

      IATF 16949 Certificado

      GotoInglés   GotoAlemán   Goto Francés

      ISO 14001 Certificado

      GotoInglés   GotoAlemán   Goto Francés

      ISO 13485 Certificado

      GotoInglés   GotoAlemán   Goto Francés

      Elektrisola Inc.,

      USA

      ISO 9001 Certificado

      GotoInglés

      IATF 16949 Certificado

      GotoInglés

      ISO 14001 Certificado

      GotoInglés

      Elektrisola S.A. de C.V.,

      México

      ISO 9001 Certificado

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      IATF 16949 Certificado

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      ISO 14001 Certificado

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      Elektrisola (M) Sdn. Bhd.,

      Malasia

      ISO 9001 Certificado

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      IATF 16949 Certificado

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      ISO 14001 Certificado

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      ISO 45001 Certificado

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      Elektrisola Hangzhou,

      China

      ISO 9001 Certificado

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      IATF 16949 Certificado

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      ISO 14001 Certificado

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      Elektrisola Precision Wire,

      China

      ISO 9001 Certificado

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      IATF 16949 Certificado

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      UL

      Los productos Elektrisola están aprobados por UL. Consulte la planta de Elektrisola a continuación o consulte en www.ul.com.

      RoHS y REACH

      Compatibilidad Ambiental

      Los productos de alambre de cobre esmaltado de Elektrisola cumplen con los estándares establecidos en la Directiva de la UE 2002/95 / EC, RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), la Directiva de la UE 2002/96 / EC (Residuos de aparatos eléctricos y electrónicos) y la Directiva de la UE 2003/11 / EC (Prohibición de PentaBDE y OctaBDE) y REACH (Registro, Evaluación y Autorización de Sustancias Químicas). El análisis independiente está disponible para todas las sustancias reguladas por RoHS.


      Conformidad RoHS Certificada por Plantas

      Todas las plantas de Elektrisola certifican que sus productos cumplen con la Restricción del uso de ciertas sustancias peligrosas en equipos eléctricos y electrónicos (RoHS) como se especifica en la directiva de la UE 2002/95 / EC, y las otras normas ambientales mencionadas anteriormente.

      Los certificados respectivos se pueden ver o descargar aquí:


      Resultados del Análisis de Laboratorio por Tipo de Esmalte / Alambre

      Los tipos de alambres de Elektrisola están sujetos a análisis de laboratorio independientes para materiales peligrosos repetidamente. Los resultados de las pruebas demuestran la compatibilidad medioambiental de los productos Elektrisola.

      Los resultados del análisis de laboratorio se componen de los resultados del material conductor y los resultados del esmalte base, una capa superior y un esmalte autoadherible cuando corresponda.

      Conductor:

      Esmalte Base:

      Base Superior:

      Esmalte Autoadherible:


      Declaración de Cumplimiento REACH de cada Planta

      Aunque REACH y el Reglamento de la Comunidad Europea sobre productos químicos y su uso seguro, no requiere que el alambre esmaltado esté incluido en la lista, todas las plantas de Elektrisola certifican que sus productos de alambre esmaltado contienen menos del 0,1% de las Sustancias de muy alta preocupación (SVHC) publicadas por ECHA, la Agencia Química Europea.

      Los certificados respectivos se pueden ver o descargar aquí:


      Alambre Esmaltado, Alambre Autoadherible, Alambre Litz, Alambre Completamente Aislado

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      ALAMBRE ESMALTADO
      Enamelled Wire
      Enamelled Wire
      ALAMBRE AUTOADHERIBLE
      Enamelled Wire
      Selfbonding Wire
      ALAMBRE LITZ
      Litz Wire
      Litz Wire
      ALAMBRE COMPLETAMENTE AISLADO
      Fully Insulated Wire
      FIW
      PRESENCIA MUNDIAL
      Global_Footprint
      Global Footprint

      Historia

      HISTORIA DE ELEKTRISOLA

      1948
      Fundación de Elektrisola en Alemania
      Fundador
      Dr. Gerd Schildbach
      1948

      Primer edificio en Eckenhagen,
      Alemania
      1949
      Elektrisola fue fundada el 1 de Julio de 1948 en Eckenhagen, Alemania, por el Dr. Gerd Schildbach. Su padre, el Dr. Ing. Richard Schildbach, el cúal ya había estado en la industria del alambre, produjo alambres finos de Resistencia y obtuvo el record mundial en trefilar el alambre más fino (0.008 mm) en 1938. Basado en este conocimiento del trefilado de alambre, Dr. Gerd Schildbach empezo a diseñar y construir su propio edificio de máquinas esmaltadoras de alambres finos. Esta propia tecnología de proceso más tarde se convirtió en un importante contribuyente para el rápido crecimiento de la producción de alambre fino de Elektrisola a nivel mundial.
      1961
      Italia: Primera planta fuera de Alemania
      Elektrisola Atesina I, Molini di Tures, Italia
      La expansión de nuevos mercados, dieron como resultado el establecimiento de Elektrisola Atesina, localizada en las montañas de los Alpes en la parte de habla alemana del norte de Italia, empezando la producción en 1964.
      1968
      Primera Planta en el área económica de EFTA
      Elektrisola Feindraht AG, Escholzmatt, Suiza
      Entre 1957 y 1960, Europa se dividió en 2 diferentes bloques, EWG (Bélgica, Francia, Alemania, Italia, Luxemburgo y Holanda), los cuales se convirtieron en la unión Europea en 1993, y EFTA (Austria, Dinamarca, Inglaterra, Noruega, Portugal, Suecia, Suiza), con aranceles cobrados por el comercio entre estos bloques. Para atender a los clientes de la zona EFTA, en 1968 se fundó Elektrisola Feindraht, Suiza.
      1970
      Planta de Trefilado de alambre en Italia
      Elektrisola Atesina II, Lutago, Italia
      Para la expansión de la producción italiana, una segunda planta, a 15 km de la primera inició la producción en 1973, para tener un mejor acceso a los trabajadores cercanos. Esta empresa está especializada en el trefilado del alambre.
      1976
      Primera Planta fuera de Europa
      Elektrisola Inc., Boscawen, NH, U.S.A.
      En la década de 1960, Elektrisola había exportado alambres finos con éxito a los EE. UU. Con el crecimiento comercial, se abrió una planta en Boscawen, New Hampshire, en 1976, que pronto se convirtió en la fábrica de alambre fino más grande de América del Norte.
      1984
      Primera oficina de ventas en Asia
      Las ventas a Asia se convirtieron en un nuevo desafío en los años ochenta. Por lo tanto, una empresa comercial, Elektrisola Hong Kong Ltd., fue fundada en Hong Kong en 1984.
      1993
      Primera fábrica de Asia
      Elektrisola (Malaysia) Sdn. Bhd., Bentong, Malasia
      Para apoyar el rápido crecimiento del mercado asiático con producción local, Elektrisola (Malasia) comenzó a operar en 1993 cerca de Bentong, Malasia.
      1993
      Cambio Generacional en la Administración
      Dr. Detlef, Dr. Gerd and Dr. Oliver Schildbach
      Dr. Gerd Schildbach cede la dirección del Grupo Elektrisola a sus hijos, el Dr. Detlef y el Dr. Oliver Schildbach.
      1994
      Oficinas de ventas en Japon
      Dado que los clientes japoneses en Asia son los principales consumidores de alambre magneto, se necesitaba servicio en su sede en Japón además de vender en Japón. Por lo tanto, Nippon Elektrisola se fundó como una empresa comercial en 1994 para servir al mercado japonés y apoyar a los clientes japoneses en todo el mundo.
      1995
      Expansión en Norte América con la planta en Mexico
      Elektrisola S.A. de C.V., Cuauhtémoc, Mexico
      En América del Norte, a fines de la década de 1980, la producción industrial comenzó a moverse hacia el sur de los EE. UU. y México. Para abastecer a estos clientes, Elektrisola S.A.de C.V inició operaciones en Cuauhtémoc, Chihuahua, México, en 1995.
      1997
      Adquisición de la producción de alambre ultrafino de Huber & Suhner y de Polydraht, Suiza
      1999
      Empresa Comercial en Francia
      Después del fallecimiento del agente de Elektrisola en Francia, Elektrisola Francia se hizo cargo del negocio del agente al noroeste de París en 1999 como distribuidor y agente para vender principalmente alambre magneto.
      1999
      Empresa comercial en Korea
      En 1999, Elektrisola Korea se estableció como una empresa comercial para apoyar a los clientes del mercado coreano.
      2002-2005
      Inicio del alambre litz encintado, perfilado y extruido en Elektrisola Eckenhagen, Alemania
      2005
      Primera Planta en China
      Elektrisola Hangzhou, P.R. China
      Dentro de los mercados emergentes, China se volvió muy importante para la industria electrónica. Después de importar alambres esmaltados a China desde 1982, Elektrisola Hangzhou se estableció en 2005 para abastecer a los clientes en China.
      2005-2008
      Más oficinas de ventas en Asia
      Para mejorar el servicio en Asia, se fundó la Oficina de Representación de Tailandia en 2005, Elektrisola Indonesia en 2006 y Elektrisola India en 2008.
      2006
      Adquisición de la organización de ventas en Italia
      De Cofili S.r.l. y establecimiento de una nueva oficina de Elektrisola en Biassone.
      2007
      Inicio de la producción de alambre litz en Elektrisola Malasia
      2008
      Desarrollo de nuevos materiales conductores
      para alta resistencia, incluido el aluminio revestido de cobre de alta tensión en Elektrisola Feindraht, Suiza, para su uso en alambres esmaltados y alambres litz.
      2009
      Nueva nave para alambres solares en Elektrisola Feindraht, Suiza
      Elektrisola Feindraht, Suiza
      2009
      Gran expansión de Elektrisola Hangzhou en China
      Elektrisola Hangzhou, China
      2009
      Inicio de la producción de alambre litz en Elektrisola Hangzhou, China
      2009
      Adquisición de alambre fino y especial de REA
      2010
      Se establece el distribuidor brasileño Tecnofio
      2010
      Dr. Gerd Schildbach, fundador de Elektrisola, falleció el 29 de septiembre
      Dr. Gerd Schildbach
      2011
      Establecimiento de Elektrisola Medical Technologies (emt) en EE. UU.
      para tubos de Poliimida y alambres médicos especiales.
      2014
      Adquisición de MWS
      MWS Wire Industries, USA
      un productor y distribuidor de alambres especiales cerca de Los Ángeles, EE. UU.
      2014
      Gran expansión de Elektrisola México para apoyar el mercado local automotriz
      Elektrisola S.A. de C.V. Cuauhtémoc, Mexico
      2017
      Gran expansión de Elektrisola Hangzhou, China
      Elektrisola Hangzhou, China
      2020
      Nueva instalación de MWS terminada en Oxnard, California
      MWS Wire Indusries Oxnard, CA
      2020
      Gran expansión de la producción de alambre litz en Elektrisola Eckenhagen, Alemania

      Voltaje de Ruptura (BDV)

      alambre completamente aislado (FIW)

      calculo del voltaje de ruptura para fiw segun estandar 60317-0-7

      La prueba se realiza mediante prueba de cilindro BDV según IEC 60851-4.3.2. El voltaje de ruptura minimo debe calcularse para cada tamaño de alambre FIW específico utilizando el aumento por aislamiento y el valor V / µm específico de la tabla siguiente.

      Diámetro de conductor nominal
      mm
      Voltaje de ruptura minimo especifico
      V/µm incremento
      por encima hasta e incluyendo a temperatura ambiente a 180°C
      - - >0.100 81 56
      0.100 0.355 76 53
      0.355 0.500 70 49
      0.500 1.000 53 37
      1.000 1.600 47 33

      NOTA: El voltaje de ruptura específico es el resultado del cociente del valor medido y el aumento del esmalte.

      Ejemplo de fórmula para el cálculo del voltaje de ruptura (BDV):

      BDV = incremento min. *min. espec. BDV in V/μm

      Example: 0.2 mm FIW6 con min. OD 0.303 mm

      incremento min. = min. OD - diam. nom. = 0.303 mm - 0.2 mm = 0.103 mm = 103 μm

      => BDV = 103 μm x 76 V/μm = 7828 V

      voltaje de ruptura minimo calculado a 20 °C segun el estandar de fiw IEC 60317-56


      FIW3 FIW4 FIW5 FIW6 FIW7 FIW8 FIW9
      Diámetro
      Nominal
      min min min min min min min
      [mm] [V] [V] [V] [V] [V] [V] [V]
      0.071 1701 2187 3240 4293 5346 6399 7452
      0.080 1782 2349 3483 4617 5751 6885 8019
      0.090 1944 2511 3645 4779 5913 7047 8181
      0.100 2106 2673 3969 5265 6561 7857 9153
      0.106 2052 2660 3952 5244 6536 7828 9120
      0.112 2128 2736 4028 5320 6612 7904 9196
      0.118 2128 2812 4180 5548 6916 8284 9652
      0.120 2280 2964 4332 5700 7068 8436 9804
      0.125 2280 2964 4332 5700 7068 8436 9804
      0.132 2356 3040 4560 6080 7600 9120 10640
      0.140 2432 3192 4712 6232 7752 9272 10792
      0.150 2508 3344 5016 6688 8360 10032 11704
      0.160 2660 3496 5168 6840 8512 10184 11856
      0.170 2736 3648 6232 8056 9880 11704 13528
      0.180 2888 3800 5624 7448 9272 11096 12920
      0.190 2964 3876 5776 7676 9576 11476 13376
      0.200 3040 4028 5928 7828 9728 11628 13528
      0.212 3268 4332 6384 8436 10488 12540 14592
      0.220 3268 4332 6384 8436 10488 12540 14592
      0.224 3268 4332 6384 8436 10488 12540 14592
      0.236 3572 4788 7068 9348 11628 13908 16188
      0.250 3648 4788 7068 9348 11628 13908 16188
      0.265 3800 5016 7372 9728 12084 14440 16796
      0.280 3800 5016 7372 9728 12084 14440 16796
      0.300 4028 5320 7676 10032 12388 14744 17100
      0.315 4028 5320 7676 10032 12388 14744 17100
      0.330 4332 5624 7980 10336 12692 15048 17404
      0.335 4332 5624 7980 10336 12692 15048 17404
      0.350 4332 5624 7980 10336 12692 15048 16030
      0.355 4332 5624 7980 10336 12692 15048 16030
      0.375 4200 5530 7700 10290 12460 14630
      0.400 4200 5530 7700 9870 12040 14210
      0.425 4480 5880 8050 10220 12390 14560
      0.450 4480 5880 8050 10220 12390 14560
      0.475 4690 6160 9030 11900 14770 17640
      0.500 4690 6160 9030 11900 14770
      0.530 3710 4982 7155 9328 11501
      0.550 3763 4982 7155 9328 11501
      0.560 3763 4982 7155 9328 11501
      0.600 3975 5247 7420 9593 11766
      0.630 3975 5247 7420 9593 11766
      0.650 4240 5565 7738 9911 12084
      0.670 4240 5565 7738 9911 12084
      0.710 4240 5565 7738 9911 12084

      Resaltado = artículo disponible en almacén

      calculo del voltaje de ruptura segun el estandar de transformador IEC 61558-1

      U=OD - Cu∅ x V/µm x 10³ x 0.85    (a 180°C por 60 segundos)

      FIW3 FIW4 FIW5 FIW6 FIW7 FIW8 FIW9
      Diámetro
      Nominal
      min min min min min min min
      [mm] [V] [V] [V] [V] [V] [V] [V]
      0.040 714 904 1428 1904 2380 2856
      0.045 809 1047 1618 2142 2666 3189
      0.050 809 1095 1618 2142 2666 3189
      0.056 904 1238 1761 2332 2904 3475
      0.063 1000 1285 1904 2523 3142 3760
      0.071 1000 1285 1904 2523 3142 3760 4379
      0.080 1047 1380 2047 2713 3380 4046 4712
      0.090 1142 1476 2142 2808 3475 4141 4808
      0.100 1238 1571 2332 3094 3856 4617 5379
      0.112 1261 1622 2388 3154 3919 4685 5451
      0.125 1352 1757 2568 3379 4190 5001 5811
      0.140 1442 1892 2793 3694 4595 5496 6397
      0.160 1577 2072 3063 4055 5046 6037 7028
      0.180 1712 2253 3334 4415 5496 6577 7659
      0.200 1802 2388 3514 4640 5766 6893 8019
      0.224 1937 2568 3784 5001 6217 7433 8650
      0.250 2162 2838 4190 5541 6893 8244 9596
      0.280 2253 2973 4370 5766 7163 8560 9956
      0.315 2388 3154 4550 5947 7343 8740 10136
      0.355 2568 3334 4730 6127 7523 8920 10316
      0.400 2499 3290 4582 5873 7164 8455
      0.450 2666 3499 4790 6081 7372
      0.500 2791 3665 5373 7081 8788
      0.560 2233 2956 4246 5535 6825
      0.630 2359 3114 4403 5692 6982
      0.710 2516 3302 4592 5681 7171
      0.800 2673 3522 5126 6730
      0.900 2831 3743 5347 6950
      1.000 2988 3931 5535 7139
      1.120 2749 3618 5330
      1.250 2805 3703 5414
      1.400 2889 3815 5526
      1.600 3001 3955 5666

      voltaje de ruptura minimo segun IEC 62368

      Diámetro de conductor nominal Voltaje de ruptura especifico minimo a Diámetro de FIW total minimo
      do [mm]
      Valores mínimos de voltaje de prueba de rigidez dieléctrica por alambre para aislamiento básico o reforzado en el diámetro total.Us [V] (duración de 60s)
      d Cu [mm] Ub [V/μm] Grado de FIW 3 Grado de FIW 4 Grado de FIW 5 Grado de FIW 6 Grado de FIW 7 Grado de FIW 8 Grado de FIW 9 Grado de FIW 3 Grado de FIW 4 Grado de FIW 5 Grado de FIW 6 Grado de FIW 7 Grado de FIW 8 Grado de FIW 9
      0.04 56 0.055 0.059 0.070 0.080 0.090 0.100   714 904 1428 1904 2380 2856  
      0.045 56 0.062 0.067 0.079 0.090 0.101 0.112   809 1 047 1 618 2 142 2 666 3 189  
      0.05 56 0.067 0.073 0.084 0.095 0.106 0.117   809 1095 1618 2142 2666 3189  
      0.056 56 0.075 0.082 0.093 0.105 0.117 0.129   904 1238 1761 2332 2904 3475  
      0.063 56 0.084 0.090 0.103 0.116 0.129 0.142   1000 1285 1904 2523 3142 3760  
      0.071 56 0.092 0.098 0.111 0.124 0.137 0.150 0.163 1000 1285 1904 2523 3142 3760 4379
      0.08 56 0.102 0.109 0.123 0.137 0.151 0.165 0.179 1047 1380 2047 2713 3380 4046 4712
      0.09 56 0.114 0.121 0.135 0.149 0.163 0.177 0.191 1142 1476 2142 2808 3475 4141 4808
      0.1 56 0.126 0.133 0.149 0.165 0.181 0.197 0.213 1238 1571 2332 3856 3856 4617 5379
      0.112 53 0.140 0.148 0.165 0.182 0.199 0.216 0.233 1261 1622 2388 3154 3919 4685 5451
      0.125 53 0.155 0.164 0.182 0.200 0.218 0.236 0.254 1352 1757 2568 3379 4190 5001 5811
      0.14 53 0.172 0.182 0.202 0.222 0.242 0.262 0.282 1442 1892 2793 3694 4595 5496 6397
      0.16 53 0.195 0.206 0.228 0.250 0.272 0.294 0.316 1577 2072 3063 4055 5046 6037 7028
      0.18 53 0.218 0.230 0.254 0.278 0.302 0.326 0.350 1712 2253 3334 4415 5496 6577 7659
      0.2 53 0.240 0.253 0.278 0.303 0.328 0.353 0.378 1802 2388 3514 4640 5766 6893 8019
      0.224 53 0.267 0.281 0.308 0.335 0.362 0.389 0.416 1937 2568 3784 5001 6217 7433 8650
      0.25 53 0.298 0.313 0.343 0.373 0.403 0.433 0.463 2162 2838 4190 5541 6893 8244 9596
      0.28 53 0.330 0.346 0.377 0.408 0.439 0.470 0.501 2253 2973 4370 5766 7163 8560 9956
      0.315 53 0.368 0.385 0.416 0.447 0.478 0.509 0.540 2388 3154 4550 5947 7343 8740 10136
      0.355 53 0.412 0.429 0.460 0.491 0.522 0.553 0.584 2568 3334 4730 6127 7523 8920 10316
      0.4 49 0.460 0.479 0.510 0.541 0.572 0.603   2499 3290 4582 5873 7164 8455  
      0.45 49 0.514 0.534 0.565 0.596 0.627 0.658   2666 3499 4790 6081 7372    
      0.5 49 0.567 0.588 0.629 0.670 0.711     2791 3665 5373 7081 8788    
      0.56 37 0.631 0.654 0.695 0.736 0.777     2233 2956 4246 5535 6825    
      0.63 37 0.705 0.729 0.770 0.811 0.852     2359 3114 4403 5692 6982    
      0.71 37 0.790 0.815 0.856 0.897 0.938     2516 3302 4592 5881 7171    
      0.8 37 0.885 0.912 0.963 1.014       2673 3522 5126 6730      
      0.9 37 0.990 1.019 1.070 1.121       2831 3743 5347 6950      
      1 37 1.095 1.125 1.176 1.227       2988 3931 5535 7139      
      1.12 33 1.218 1.249 1.310         2749 3618 5330        
      1.25 33 1.350 1.382 1.443         2805 3703 5414        
      1.4 33 1.503 1.536 1.597         2889 3815 5526        
      1.6 33 1.707 1.741 1.802         3001 3955 5666        

      comentarios sobre diferentes estandares de bdv

      • La versión actual del estándar de transformadores IEC 61558-1 da valores mucho más bajos que IEC 60317-0-7.
      • El voltaje específico por micrón se da según IEC 60317-0-7 a temperatura ambiente, mientras que IEC 61558 calcula valores de 180 ° C y un margen de seguridad (0,85). La temperatura realmente necesaria de SMPS (fuente de poder conmutada) se encuentra en algún punto intermedio.
      • IEC 62368 sigue los valores de BDV de IEC 61558, pero no especifica 180 ° C como temperatura de prueba como IEC 61558.