Que spécifie la classe d’isolation du moteur et pourquoi est-ce important?

Comment sont déterminées les classes d’isolation du moteur

Les classes d’isolation NEMA spécifient la température maximale admissible de l’isolation de l’enroulement du moteur — en fonctionnement continu — qui fournira une durée de vie de 20 000 heures.

La température maximale admissible suppose une température ambiante de 40 ° C et ajoute à cela une élévation de température admissible plus une quantité supplémentaire (souvent appelée marge thermique) pour tenir compte des points chauds dans les enroulements.

En plus d’une température ambiante maximale de 40 ° C, les cotes de classe d’isolation supposent également un facteur de service de 1,0 et une altitude de 3300 pieds au-dessus du niveau de la mer (au-delà de quoi, l’air plus mince a une capacité de refroidissement réduite). Cependant, des tables de réglage et des calculs sont disponibles pour déterminer la température maximale de fonctionnement réduite pour des conditions autres que celles spécifiées par la classe d’isolation. Par exemple, si la température ambiante est supérieure à 40 ° C, l’élévation de température admissible doit être réduite de la mesure où la température ambiante dépasse 40 ° C.

Classes d’isolation des moteurs NEMA

Les classes d’isolation NEMA actuellement utilisées sont A, B, F et H, bien que les moteurs plus récents soient rarement construits avec une isolation de classe A, qui a une température d’enroulement maximale de 105 ° C.

La température maximale d’enroulement augmente de 25 ° C à chaque augmentation de la classe d’isolation, comme indiqué ci-dessous.

Récemment, les constructeurs automobiles ont commencé à spécifier à la fois la classe d’isolation et l’élévation de température admissible, avec une cote telle que “F / B”. La première lettre indique la classe d’isolation, comme spécifié ci-dessus, et la deuxième lettre indique l’élévation de température admissible.

Dans ce cas, la température maximale d’enroulement est de 155 ° C (par classe d’isolation F) et l’élévation de température admissible est de 80 ° C (par classe d’isolation B). L’ajout de 80 ° C à la température ambiante de 40 ° C, plus la marge de hotspot de 10 ° C de la classe d’isolation F, donne une température maximale de 130 ° C, plutôt que les 155 ° C d’un moteur typique de la classe d’isolation F. Cela signifie que le moteur “F / B” a une marge de sécurité supplémentaire de 25 ° C, ce qui peut prolonger considérablement la durée de vie de l’isolation (et donc de la durée de vie du moteur).

Ajustements de la durée de vie de l’isolation

La température maximale spécifiée par la classe d’isolation fournira une durée de vie de l’isolation de 20 000 heures avec le moteur fonctionnant à pleine charge. Selon l’équation d’Arrhenius, pour chaque 10 ° C que la température maximale est dépassée, la durée de vie de l’isolation sera réduite de 50%. Inversement, pour chaque 10 ° C de fonctionnement du moteur en dessous de la température maximale, la durée de vie de l’isolation sera doublée.

Méthodes de mesure de la température d’enroulement

L’élévation de température est calculée en fonction du changement de résistance des enroulements, avec une correction pour tout changement de température ambiante entre le début et la fin de l’essai.

Δt = élévation de température (°C)

R2 = résistance à l’enroulement à chaud (Ohms)

R1 = résistance à l’enroulement à froid (Ohms)

t1 = température ambiante au début de l’essai (°C)

t2 = température ambiante à la fin de l’essai (°C)

Si la température est mesurée par des dispositifs intégrés dans le moteur, l’élévation de température peut être supérieure de 10 ° C à celle spécifiée avec le calcul basé sur la résistance.

Classes d’isolation NEMA vs CEI

Bien que les classes d’isolation NEMA soient largement reconnues en Amérique du Nord, la norme CEI 60034-1 est souvent utilisée pour les moteurs fabriqués ou vendus en dehors de l’Amérique du Nord. Les notations CEI s’alignent sur les notations NEMA pour les classes A, B, F et H, mais ajoutent une note supplémentaire de la classe “E.”