Cosa specifica la classe di isolamento del motore e perché è importante?

Come vengono determinate le classi di isolamento del motore

Le classi di isolamento NEMA specificano la temperatura massima ammissibile dell’isolamento dell’avvolgimento del motore — in funzionamento continuo — che fornirà una durata di 20.000 ore.

La temperatura massima ammissibile assume una temperatura ambiente di 40° C e aggiunge a ciò un aumento di temperatura ammissibile più un importo aggiuntivo (spesso indicato come margine termico) per consentire punti caldi all’interno degli avvolgimenti.

Oltre ad una temperatura ambiente massima di 40° C, le valutazioni della classe di isolamento assumono anche un fattore di servizio di 1.0 e un’altitudine di 3300 piedi sopra il livello del mare (oltre il quale, l’aria più sottile ha una ridotta capacità di raffreddamento). Tuttavia, sono disponibili tabelle e calcoli di regolazione per determinare la temperatura massima di esercizio ridotta per condizioni al di fuori di quelle specificate dalla classe di isolamento. Per esempio, se la temperatura ambiente è superiore a 40° C, la temperatura ammissibile incremento deve essere ridotto dell’importo che la temperatura ambiente supera i 40° C.

motori NEMA classi di isolamento

NEMA classi di isolamento attualmente in uso sono A, B, F, e H, anche se più recenti motori sono raramente costruito con isolamenti in classe A, che ha un massimo di avvolgimento temperatura di 105° C.

La temperatura massima di avvolgimento aumenta di 25° C ad ogni aumento della classe di isolamento, come mostrato di seguito.

Recentemente, i produttori di motori hanno iniziato a specificare sia la classe di isolamento che l’aumento di temperatura consentito, con una valutazione come “F/B.” La prima lettera indica la classe di isolamento, come specificato sopra, e la seconda lettera indica l’aumento di temperatura consentito.

In questo caso, la temperatura massima di avvolgimento è di 155° C (per classe di isolamento F) e l’aumento di temperatura consentito è di 80° C (per classe di isolamento B). Aggiungendo 80° C alla temperatura ambiente di 40° C, più il margine hotspot di 10 ° C della classe di isolamento F, si ottiene una temperatura massima di 130° C, anziché i 155° C di un tipico motore in classe di isolamento F. Ciò significa che il motore “F/ B” ha un margine di sicurezza aggiuntivo di 25° C, che può fornire una durata di isolamento significativamente più lunga (e, quindi, la vita del motore).

Regolazioni della durata di isolamento

La temperatura massima specificata dalla classe di isolamento garantisce una durata di isolamento di 20.000 ore con il motore in funzione a pieno carico. Secondo l’equazione di Arrhenius, per ogni 10° C che viene superata la temperatura massima, la durata dell’isolamento sarà ridotta del 50 percento. Al contrario, per ogni 10° C che il motore viene azionato al di sotto della temperatura massima, la durata dell’isolamento sarà raddoppiata.

Metodi di misurazione della temperatura di avvolgimento

L’aumento di temperatura viene calcolato in base alla variazione della resistenza degli avvolgimenti, con una correzione per qualsiasi variazione della temperatura ambiente tra l’inizio e la fine della prova.

Δt = aumento di temperatura (°C)

R2 = caldo avvolgimento resistenza (in Ohm)

R1 = freddo avvolgimento resistenza (in Ohm)

t1 = temperatura ambiente all’inizio della prova (°C)

t2 = temperatura ambiente di prova (°C)

Se la temperatura è misurata da dispositivi incorporati nel motore, l’aumento di temperatura può essere di 10° C superiore a quella specificata con la resistenza di calcolo.

Classi di isolamento NEMA vs IEC

Sebbene le classi di isolamento NEMA siano ampiamente riconosciute in Nord America, lo standard IEC 60034-1 viene spesso utilizzato per motori fabbricati o venduti al di fuori del Nord America. Le valutazioni IEC si allineano con le valutazioni NEMA per le classi A, B, F e H, ma aggiungono un’ulteriore valutazione della classe “E.”