O que a classe de isolamento do motor especifica e por que é importante?

a vida de isolamento refere-se não a uma falha repentina e catastrófica do isolamento do enrolamento, mas sim a um envelhecimento gradual e degradação das propriedades isolantes do sistema. Se o isolamento atingir um ponto em que não possa suportar a tensão aplicada, pode ocorrer um curto-circuito dos enrolamentos.

como as classes de isolamento do motor são determinadas

as classes de isolamento NEMA especificam a temperatura máxima permitida do isolamento do enrolamento do motor — em operação contínua — que proporcionará uma vida útil de 20.000 horas.

a temperatura máxima permitida assume uma temperatura ambiente de 40° C e adiciona a isso um aumento de temperatura permitido mais uma quantidade adicional (muitas vezes referida como margem térmica) para permitir pontos de acesso dentro dos enrolamentos.

classe de isolamento do motor
a partir de um ambiente máximo de 40 graus C, o aumento de temperatura permitido e a permissão de ponto de acesso aumentam para dar a temperatura máxima permitida para cada classe de isolamento.
crédito de imagem: o Snell Group

além de uma temperatura ambiente máxima de 40° C, As classificações da classe de isolamento também assumem um fator de serviço de 1,0 e uma altitude de 3.300 pés acima do nível do mar (além do qual, o ar mais fino tem uma capacidade de resfriamento reduzida). No entanto, tabelas de ajuste e cálculos estão disponíveis para determinar a temperatura máxima de operação reduzida para condições fora das especificadas pela classe de isolamento. Por exemplo, se a temperatura ambiente for superior a 40° C, permitida a elevação de temperatura deve ser reduzida pelo valor que a temperatura ambiente superior a 40° C.

NEMA isolamento do motor classes

NEMA classes de isolamento atualmente em uso são A, B, F e H, apesar de mais novos motores são raramente construído com classe de isolamento, que tem um máximo de temperatura do enrolamento de 105° C.

a temperatura máxima do enrolamento aumenta em 25 ° C a cada passo na classe de isolamento, conforme mostrado abaixo.

classe de isolamento do motor
classes de isolamento do motor Nema e aumento da temperatura para motores de fator de serviço 1.0 e fator de serviço 1.15.

Recentemente, os fabricantes de motores começaram especificando a classe de isolamento e as respostas de aumento de temperatura, com uma classificação como “F/b”. A primeira letra indica a classe de isolamento, conforme especificado acima, e a segunda letra indica o permitido aumento de temperatura.

neste caso, a temperatura máxima do enrolamento é de 155° C (por classe de isolamento F), e o aumento de temperatura permitido é de 80° C (por classe de isolamento B). A adição de 80 ° C à temperatura ambiente de 40° C, mais a margem de ponto de acesso de 10° C da classe de isolamento F, fornece uma temperatura máxima de 130° C, em vez dos 155° C de um motor típico da classe de isolamento F. Isso significa que o motor” F/B ” tem uma margem de segurança adicional de 25° C, que pode fornecer uma vida útil de isolamento significativamente mais longa (e, portanto, vida útil do motor).

classe de isolamento do motor
os motores classificados como classe “F / B” têm uma temperatura máxima de enrolamento igual à da classe de isolamento F (155 graus C), mas um aumento de temperatura permitido da classe de isolamento B (80 graus C), dando uma margem de segurança adicional de 25 graus. (Note-se que aqui, ” K ” refere – se à mudança de temperatura, ou subir-não as unidades de temperatura “Kelvin.”)
crédito de imagem: Regal Beloit

ajustes à vida da isolação

a temperatura máxima especificada pela classe da isolação fornecerá uma vida da isolação de 20.000 horas com o motor que opera-se na carga máxima. De acordo com a equação de Arrhenius, para cada 10° C que a temperatura máxima é excedida, a vida útil do isolamento será reduzida em 50%. Por outro lado, para cada 10 ° C que o motor é operado abaixo da temperatura máxima, a vida útil do isolamento será dobrada.

para cada 10 graus abaixo da temperatura máxima permitida que o motor opera, a vida útil do isolamento dobrará aproximadamente, a partir de 20.000 horas na temperatura máxima permitida.
crédito da Imagem: Caterpillar

Métodos de medição de temperatura do enrolamento

o aumento da Temperatura é calculada com base na variação da resistência dos enrolamentos, com uma correção para qualquer alteração no ambiente de temperatura entre o início e o final do teste.

Δt = elevação de temperatura (°C)

R2 = quente do enrolamento de resistência (Ohms)

R1 = frio, a resistência do enrolamento (Ohms)

t1 = temperatura ambiente no início do ensaio (°C)

t2 = temperatura ambiente no fim do ensaio (°C)

Se a temperatura é medida por dispositivos incorporados no motor, o aumento de temperatura pode ser 10° C mais alta do que a especificada com a resistência de base de cálculo.

classes de isolamento NEMA vs IEC

embora as classes de isolamento NEMA sejam amplamente reconhecidas na América do Norte, o padrão IEC 60034-1 é frequentemente usado para motores fabricados ou vendidos fora da América do Norte. As classificações IEC se alinham com as classificações NEMA para as classes A, B, F E H, mas adicionam uma classificação adicional da classe “E.”

classe de isolamento do motor
as classes de isolamento do motor IEC 60034-1 alinham-se com as classificações NEMA, com a adição de uma classificação classe “E”.Crédito de imagem: Ebitt Europe

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