هدف از کلاس حرارتی موتور، تعیین ظرفیت عایق سیم پیچ‌های الکتروموتور برای تحمل گرما است و با نام کلاس عایقی موتور نیز شناخته می شود. یکی از مهم‌ترین استانداردها در زمینه کلاس حرارتی موتور، NEMA است که حداکثر دمای عایق سیم پیچ‌ها را به به چهار کلاس زیر تقسیم بندی کرده‌است:
| کلاس حرارتی A |
105 درجه سانتی گراد |
| کلاس حرارتی B |
130 درجه سانتی گراد |
| کلاس حرارتی F |
155 درجه سانتی گراد |
| کلاس حرارتی H |
180 درجه سانتی گراد |
هر زمانی که جریان از سیم عبور می کند (مانند سیم پیچ‌های موتور)، مقاومت سیم و همچنین تلفات دیگر باعث تولید گرما می شوند و این گرما در نهایت به قسمت های دیگر موتور نیز منتقل می شود. یکی از اصلی‌ترین اجزایی که تحت تأثیر حرارت و گرمای تولید شده قرار می گیرد، سیستم عایق‌بندی الکتروموتور است که از سیم پیچ‌ها محافظت می کند.
گرمای بیش از حد به سرعت الکتروموتور و سیم پیچ های آن را نابود می سازد و روش های قدیمی مانند دست زدن به بدنه موتور برای تخمین دما و داغ شدن آن کاملاٌ منسوخ و بی فایده است؛ جالب است بدانید که دمای سطح موتور معمولاً 30 درجه سانتی گراد کمتر از دمای سیم پیچ های آن است.
راحت ترین راه برای تشخیص کلاس حرارتی، پلاک خوانی الکتروموتور است که در مقالات کالا صنعتی به صورت کامل توضیح داده شده است.
تعیین کلاس عایقی موتور
همانطور که گفتیم، کلاس عایقی موتور، حداکثر دمای مجاز عایق سیم پیچ موتور (تحت کار مداوم) را مشخص می کند؛ این کلاس ها با فرض اینکه دمای محیط کار موتور 40 درجه سانتی گراد باشد، میزان افزایش دمای مجاز از این دما را مشخص می کنند.
برای تعیین کلاس عایقی موتور، علاوه بر حداکثر دمای محیط که 40 درجه سانتی گراد در نظر گرفته می شود، میزان سرویس فاکتور موتور را 1.0 و ارتفاع آن را از سطح دریا 1000 متر در نظر می گیرند (زیرا در ارتفاع بالاتر هوا رقیق تر بوده و ظرفیت خنک کنندگی کمتری دارد).
با این حال برای شرایطی غیر از موارد گفته شده، یعنی دمای محیطی بیشتر از 40 درجه یا ارتفاع و سرویس فاکتورهای دیگر، جداول مربوط به کلاس حرارتی و افزایش دمای مجاز وجود دارد که می توانید به آن‌ها مراجعه نمایید؛ به عنوان مثال اگر دمای محیط بالاتر از 40 درجه باشد، افزایش دمای مجاز موتور به میزان اختلاف دمای محیط با 40 درجه، کاهش می یابد. برای آشنایی با شرایط استاندارد انواع الکتروموتور سه فاز و تکفاز با ما د ارتباط باشید.
جدول کلاس عایقی
کلاس های عایقی موتور بر اساس استاندارد NEMA که در حال استفاده می شوند، A،B،F و H هستند. اگرچه موتورهای جدید به ندرت با کلاس عایقی A تولید می شوند. همانطور که در شکل زیر نمایش داده شده است، حداکثر دمای سیم پیچ با هر مرحله افزایش در کلاس عایقی، 25 درجه سانتی گراد افزایش می یابد.
اخیراً در صنایع از حروف کلاس های عایق، به عنوان حروف نشان دهنده افزایش دما استفاده می کنند؛ به عنوان مثال، افزایش 80 درجه سانتی گراد به عنوان «کلاس B» شناخته می شود، زیرا حداکثر افزایش دمای مجاز برای موتوری در کلاس B با سرویس فاکتور 1.0 و دمای محیطی 40 درجه است.
بر اساس همین اگر موتوری دارای کلاس عایقی F باشد ولی میزان افزایش دمای مجاز آن 80 درجه باشد، با رتبه بندی «F/B» مشخص می شود؛ اگرچه این شیوه بین برخی از تولید کنندگان موتور مرسوم شده است ولی مورد تأیید NEMA نیست و اشاره ای به آن نشده است.
مثلاً در موتورهای F/B، حداکثر دمای سیم پیچ 155 درجه سانتی گراد (بر اساس کلاس F) و میزان افزایش دمای مجاز 80 درجه سانتی گراد (بر اساس کلاس B) است. با افزودن 80 درجه به 40 درجه سانتی گراد (دمای محیط) به اضافه حاشیه ایمنی 10 درجه در کلاس F به حداکثر دمای 135 درجه سانتی گراد می رسیم؛ در حالیکه حداکثر دمای مجاز برای کلاس عایقی F برابر 155 درجه است. بنابراین موتورهای F/B حاشیه ایمنی اضافی (25 درجه سانتی گراد) دارند که عمر عایق ها و موتور را تا حد قابل توجهی افزایش می دهد.
عمر عایق حرارتی
اگر حرارت موتور از آستانه دمایی خاصی فراتر رود، عایق ها با سرعت بسیار زیادی خراب می شوند؛ تقریباً به ازای هر 10 درجه سانتی گراد افزایش دما، میزان خرابی عایق دو برابر می شود. به عنوان مثال کلاس عایقی F، پس از 20000 ساعت کار در دمای نامی خود، نیمی از استحکام مکانیکی خود را از دست می دهد؛ البته عایق در مرحله از بین نرفته ولی به طور قابل توجهی ضعیف شده است.
به صورت کلی، عمر عایق یک موتور کلاس F را می توان این گونه تخمین زد:
- 80000 ساعت (10 سال) در 135 درجه سانتی گراد
- 40000 ساعت (5 سال) در 145 درجه سانتی گراد
- 20000 ساعت (2.5 سال) در 155 درجه سانتی گراد
- 10000 ساعت (1.25 سال) در 165 درجه سانتی گراد
- 5000 ساعت (کمتر از 1 سال) در دمای 175 درجه سانتی گراد
در واقعیت، موتورها به طور مداوم در یک دمای یکسان کار نمی کنند، زیرا بار و دمای محیط آن ها تغییر می کند؛ اما به هر حال کاهش دمای کار می تواند از خرابی موتور و عایق ها جلوگیری کند.
نتیجه گیری
هنگام خریداری یا تعویض الکتروموتور باید مشخصات فنی دستگاه را با نیازهای خود تطبیق دهید؛ یکی از این مشخصات، کلاس حرارتی الکتروموتور است. ترجیحاً هنگام تعویض الکتروموتور، آن را با موتوری که عایق حرارتی مشابه یا بالاتری دارد جایگزین کنید. تعویض موتور با کلاس حرارتی پایین تر می تواند منجر به خرابی زودرس آن شود.
اگر در زمینه انتخاب و خرید الکتروموتور نیاز به راهنمایی بیشتری دارید، با کارشناسان وبسایت کالا صنعتی در تماس باشید تا علاوه بر مشاوره تخصصی رایگان، بهترین محصولات موجود در بازار را در کمترین زمان در هر نقطه ای از ایران تحویل بگیرید.همچنین در مقاله نگهداری دوره ای از الکتروموتور نکات مهمی برای افزایش عمر این دستگاه ها گفته شده است.
دمای سطح موتور به‌طورمعمول 30 درجه سانتی‌گراد از دمای سیم‌پیچ‌ها کمتر است. بنابراین اگر یک موتور عایق‌بندی شده (ایزوله) نوع F را در نظر بگیریم که در دمای 155 درجه سانتی‌گراد شروع به کار می کند و سپس دمای آن به 30 درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد، دمای سطح را 125 درجه به دست می‌آوریم.
افزایش دمای مجاز بر اساس دمای محیط مرجع (40 درجه سانتی‌گراد) است و به یک روش مقاومتی تعیین می‌شود، هنگامی‌که موتور تحت بار به تعادل گرمایی می‌رسد، مقاومت سیم‌پیچ اندازه‌گیری می‌شود، لازم به ذکر است که مقاومت تابعی از دمای سیم‌پیچ است. جدول استاندارد مجاز افزایش دما برای یک موتور 1.0 S.F. در مقاله فوق آمده است.