Wat specificeert de motorisolatieklasse en waarom is het belangrijk?

hoe de isolatieklassen van de motor worden bepaald

de isolatieklassen van de NEMA specificeren de maximaal toelaatbare temperatuur van de isolatie van de motorwikkeling – bij continubedrijf-die een levensduur van 20.000 uur biedt.

de maximaal toelaatbare temperatuur gaat uit van een omgevingstemperatuur van 40° C en voegt daaraan een toelaatbare temperatuurstijging toe plus een extra hoeveelheid (vaak aangeduid als thermische marge) om hotspots binnen de windingen mogelijk te maken.

naast een maximale omgevingstemperatuur van 40° C, hebben de isolatieklassen ook een bedrijfsfactor van 1,0 en een hoogte van 3300 voet boven zeeniveau (waarboven de dunnere lucht een verminderde koelcapaciteit heeft). Er zijn echter insteltabellen en berekeningen beschikbaar om de verlaagde maximale bedrijfstemperatuur te bepalen voor omstandigheden buiten de isolatieklasse. Als de omgevingstemperatuur bijvoorbeeld hoger is dan 40° C, moet de toegestane temperatuurstijging worden verminderd met de hoeveelheid die de omgevingstemperatuur overschrijdt 40° C.

Nema motorisolatieklassen

de NEMA-isolatieklassen die momenteel in gebruik zijn, zijn A, B, F en H, hoewel nieuwere motoren zelden worden gebouwd met Isolatieklasse A, met een maximale wikkeltemperatuur van 105 ° C.

de maximale wikkeltemperatuur stijgt met 25° C bij elke stap in Isolatieklasse, zoals hieronder aangegeven.

onlangs zijn autofabrikanten begonnen met het specificeren van zowel de isolatieklasse als de toelaatbare temperatuurstijging, met een classificatie als “F/B.” De eerste letter geeft de isolatieklasse aan, zoals hierboven aangegeven, en de tweede letter geeft de toelaatbare temperatuurstijging aan.

in dit geval bedraagt de maximale wikkeltemperatuur 155° C (per isolatieklasse F) en de toegestane temperatuurstijging 80° C (per Isolatieklasse B). Het toevoegen van 80° C aan de omgevingstemperatuur van 40° C, plus de 10 ° C hotspot marge van isolatieklasse F, geeft een maximale temperatuur van 130° C, in plaats van de 155° C van een typische isolatieklasse F motor. Dit betekent dat de” F/B ” – motor een extra veiligheidsmarge van 25° C heeft, die een aanzienlijk langere levensduur van de isolatie kan bieden (en dus ook een levensduur van de motor).

aanpassingen van de isolatielevensduur

de door de isolatieklasse gespecificeerde maximumtemperatuur zorgt voor een isolatielevensduur van 20.000 uur bij volle belasting van de motor. Volgens de Arrhenius-vergelijking wordt voor elke 10° C die de maximumtemperatuur overschrijdt, de levensduur van de isolatie met 50 procent verminderd. Omgekeerd, voor elke 10° C dat de motor onder de maximale temperatuur wordt bediend, zal de levensduur van de isolatie worden verdubbeld.

meetmethoden voor de wikkeltemperatuur

de temperatuurstijging wordt berekend op basis van de verandering in de weerstand van de wikkelingen, met een correctie voor elke verandering in de omgevingstemperatuur tussen het begin en het einde van de test.

∆ T = temperatuurstijging (°C)

R2 = hot kronkelende weerstand (Ohm)

R1 = koud kronkelende weerstand (Ohm)

t1 = omgevingstemperatuur bij de start van de test (°C)

t2 = omgevingstemperatuur op het einde van de test (°C)

Als de temperatuur wordt gemeten door apparaten die zijn ingesloten in de motor, de temperatuur kan worden 10° C hoger is dan de aangegeven met de weerstand op basis van berekening.

NEMA vs IEC-isolatieklassen

hoewel de NEMA-isolatieklassen algemeen worden erkend in Noord-Amerika, wordt de IEC 60034-1-norm vaak gebruikt voor motoren die buiten Noord-Amerika worden gemaakt of verkocht. De IEC-ratings komen overeen met de NEMA-ratings voor klassen A, B, F en H, maar voegen een extra rating van klasse “E.”