Co określa klasa izolacji silnika i dlaczego jest ważna?

sposób określania klas izolacji silnika

klasy izolacji NEMA określają maksymalną dopuszczalną temperaturę izolacji uzwojenia silnika — przy ciągłej pracy — która zapewni żywotność 20 000 godzin.

maksymalna dopuszczalna temperatura zakłada temperaturę otoczenia 40° C i dodaje do tego dopuszczalny wzrost temperatury plus dodatkową ilość (często określaną jako margines termiczny), aby umożliwić hotspoty w uzwojeniach.

oprócz maksymalnej temperatury otoczenia 40° C, Klasa izolacji przyjmuje również współczynnik serwisowy 1,0 i Wysokość 3300 stóp nad poziomem morza (poza którym cieńsze powietrze ma zmniejszoną wydajność chłodzenia). Dostępne są jednak tabele regulacji i obliczenia w celu określenia obniżonej maksymalnej temperatury roboczej w warunkach innych niż określone przez klasę izolacji. Na przykład, jeśli temperatura otoczenia jest wyższa niż 40° C, dopuszczalny wzrost temperatury należy zmniejszyć o tyle, że temperatura otoczenia przekracza 40° C.

klasy izolacji silnika NEMA

obecnie stosowane klasy izolacji NEMA to A, B, F I H, chociaż nowsze silniki rzadko są budowane z izolacją klasy A, która ma maksymalną temperaturę uzwojenia 105° C.

Maksymalna temperatura uzwojenia wzrasta o 25° c z każdym skokiem w klasie izolacji, jak pokazano poniżej.

ostatnio producenci silników zaczęli określać zarówno klasę izolacji, jak i dopuszczalny wzrost temperatury, z oceną taką jak “F/B”. pierwsza litera oznacza klasę izolacji, jak określono powyżej, a druga litera oznacza dopuszczalny wzrost temperatury.

w tym przypadku maksymalna temperatura uzwojenia wynosi 155° C (na klasę izolacji F), A dopuszczalny wzrost temperatury wynosi 80° C (na klasę izolacji B). Dodanie 80° C do temperatury otoczenia 40° C, plus margines hotspot 10° C klasy izolacji F, daje maksymalną temperaturę 130° C, zamiast 155° C typowego silnika o klasie izolacji F. Oznacza to, że Silnik” F/B ” ma dodatkowy margines bezpieczeństwa 25° C, co może zapewnić znacznie dłuższą żywotność izolacji (a tym samym żywotność silnika).

Regulacja żywotności izolacji

Maksymalna temperatura określona przez klasę izolacji zapewni żywotność izolacji 20 000 godzin przy pełnym obciążeniu silnika. Zgodnie z równaniem Arrheniusa, na każde przekroczenie maksymalnej temperatury o 10° C, Żywotność izolacji zostanie zmniejszona o 50 procent. Odwrotnie, dla każdego 10° c, że silnik pracuje poniżej maksymalnej temperatury, żywotność izolacji zostanie podwojona.

metody pomiaru temperatury nawijania

wzrost temperatury jest obliczany na podstawie zmiany rezystancji uzwojeń, z korektą dla każdej zmiany temperatury otoczenia między początkiem a końcem testu.

Δt = wzrost temperatury (°C)

R2 = opór uzwojenia na gorąco (omy)

R1 = opór uzwojenia na zimno (omy)

T1 = Temperatura otoczenia na początku badania (°C)

T2 = Temperatura otoczenia na końcu badania (°C)

jeżeli temperatura jest mierzona za pomocą urządzeń wbudowanych w silnik, wzrost temperatury może być o 10° C wyższy niż określony w obliczeniach opartych na rezystancji.

klasy izolacji NEMA vs IEC

chociaż klasy izolacji NEMA są powszechnie uznawane w Ameryce Północnej, norma IEC 60034-1 jest często stosowana w silnikach produkowanych lub sprzedawanych poza Ameryką Północną. Oceny IEC są zgodne z ocenami NEMA dla klas A, B, F I H, ale dodają dodatkową ocenę klasy “E.”