چرا کلاس عایق موتور مهم است
هر زمانی که جریان از سیم عبور می کند – مانند سیم پیچ های یک موتور – مقاومت در سیم، و همچنین سایر قسمت ها، باعث تولید گرما می شود. این گرما در نهایت به قسمت های دیگر موتور منتقل می شود و به مرور زمان باعث تخریب آنها می شود.
یکی از اجزای کلیدی که تحت تأثیر این گرما قرار می گیرد، سیستم عایق است که از سیم پیچ های موتور محافظت می کند. و بدین ترتیب مشخص می شود که چرا کلاس عایق موتور مهم است.
استاندارد NEMA MG-1 برای رسیدگی به پتانسیل شکست عایق در اثر گرما، چهار دسته عایق موتور را ایجاد می کند که توانایی سیستم عایق را برای تحمل دمای مشخص در حالی که عمر کاری خاص را ارائه می دهد، تعریف می کند.
عمر عایق نه به شکست ناگهانی و فاجعه بار عایق سیم پیچ، بلکه به پیری تدریجی و تخریب خواص عایق بودن سیستم اشاره دارد. اگر عایق به نقطه ای برسد که نتواند ولتاژ اعمال شده را تحمل کند، ممکن است اتصال کوتاه سیم پیچ ها رخ دهد.
چرا کلاس عایق موتور مهم است
نحوه تعیین کلاس های عایق موتور
طبقات عایق NEMA حداکثر دمای مجاز عایق سیم پیچ موتور – تحت کار مداوم – را مشخص می کند که طول عمر ۲۰۰۰۰ ساعت را فراهم می کند.
حداکثر دمای مجاز دمای محیط را ۴۰ درجه سانتیگراد فرض می کند و به آن یک افزایش دمای مجاز به اضافه مقدار اضافی (اغلب به عنوان حاشیه حرارتی نامیده می شود) اضافه می کند تا نقاط داغ در سیم پیچ ها ایجاد شود.
با این حال، جداول تنظیم و محاسبات برای تعیین حداکثر دمای عملیاتی کاهش یافته برای شرایط خارج از موارد مشخص شده توسط کلاس عایق موجود است. به عنوان مثال، اگر دمای محیط بالاتر از ۴۰ درجه سانتیگراد باشد، افزایش دمای مجاز باید به اندازه ای کاهش یابد که دمای محیط از ۴۰ درجه سانتیگراد بیشتر شود.
کلاس های عایق موتور NEMA
کلاس های عایق NEMA که در حال حاضر مورد استفاده قرار می گیرند A، B، F و H هستند، اگرچه موتورهای جدیدتر به ندرت با عایق کلاس A ساخته می شوند که حداکثر دمای سیم پیچی آن ۱۰۵ درجه سانتی گراد است.
همانطور که در زیر نشان داده شده است، حداکثر دمای سیم پیچ با هر مرحله افزایش در کلاس عایق، ۲۵ درجه سانتیگراد افزایش می یابد.
اخیراً، سازندگان موتور شروع به تعیین کلاس عایق و افزایش دمای مجاز با رتبه‌بندی «F/B» کرده‌اند. حرف اول نشان دهنده کلاس عایق، همانطور که در بالا مشخص شد، و حرف دوم نشان دهنده افزایش مجاز دما است.
در این حالت حداکثر دمای سیم پیچ ۱۵۵ درجه سانتیگراد (در هر کلاس عایق F ) و افزایش دمای مجاز ۸۰ درجه سانتیگراد (در هر کلاس عایق B ) است. افزودن ۸۰ درجه سانتیگراد به دمای محیط ۴۰ درجه سانتیگراد، به اضافه حاشیه ۱۰ درجه سانتیگراد نقطه عایق کلاس F.
حداکثر دمای ۱۳۰ درجه سانتیگراد را به جای ۱۵۵ درجه سانتیگراد یک موتور کلاس عایق معمولی F ارائه می دهد. این بدان معنی است که موتور “F/B” دارای حاشیه ایمنی اضافی ۲۵ درجه سانتیگراد است که می تواند عمر عایق قابل توجهی (و در نتیجه عمر موتور) را فراهم کند.
چرا کلاس عایق موتور مهم است
تنظیم عمر عایق
حداکثر دمای مشخص شده توسط کلاس عایق، عمر عایق ۲۰۰۰۰ ساعت را با کارکرد موتور در بار کامل فراهم می کند. بر اساس معادله آرنیوس، به ازای هر ۱۰ درجه سانتیگراد که از حداکثر دما فراتر رود، عمر عایق ۵۰ درصد کاهش می یابد. برعکس، به ازای هر ۱۰ درجه سانتی گراد که موتور کمتر از حداکثر دما کار می کند، عمر عایق دو برابر می شود.
روش های اندازه گیری دمای سیم پیچ
افزایش دما بر اساس تغییر مقاومت سیم‌پیچ‌ها، با اصلاح هر گونه تغییر دمای محیط بین شروع و پایان آزمایش محاسبه می‌شود.
Δt = افزایش دما (°C)
R2 = مقاومت سیم پیچ گرم (اهم)
R1 = مقاومت سیم پیچ سرد (اهم)
t1 = دمای محیط در شروع آزمایش (°C)
t2 = دمای محیط در پایان آزمایش (°C)
اگر دما توسط دستگاه‌های تعبیه‌شده در موتور اندازه‌گیری شود، افزایش دما می‌تواند ۱۰ درجه سانتیگراد بیشتر از میزان مشخص‌شده در محاسبه مبتنی بر مقاومت باشد.
توجه: عایق موتور را می توان با اندازه گیری مستقیم مقاومت عایق، همانطور که در اینجا توضیح داده شد، بررسی کرد.
NEMA در مقابل کلاس های عایق IEC
اگرچه کلاس های عایق NEMA به طور گسترده در آمریکای شمالی شناخته شده است، استاندارد IEC 60034-1 اغلب برای موتورهای ساخته شده یا فروخته شده در خارج از آمریکای شمالی استفاده می شود. رتبه‌بندی‌های IEC با رتبه‌بندی‌های NEMA برای کلاس‌های A، B، F و H همسو هستند، اما یک رتبه‌بندی اضافی از کلاس «E» اضافه می‌کنند.
