آشنایی با کلاس‌ های عایقی و دمای عملکرد موتورهای الکتریکی/انواع عایق های جامد الکتریکی

کلاس های عایقی(حرارتی) الکترو­موتور­ها یکی از مشخصه‌های بسیار مهم این تجهیزات است که باید با آن آشنایی داشته باشید، در واقع کلاس­‌ های عایقی، رده بندی‌هایی براساس استاندارد­ می‌باشند و چهارچوبی مشخص برای دمای عملکرد موتور ارائه می‌دهند. جهت تعیین کلاس عایقی موتور، به طور معمول، مجموع دمای محیط کارکرد موتور و همچنین دمای ایجاد شده در شرایط خاص مانند اضافه بار، تعیین کننده حداقل دمای قابل تحمل برای موتور خواهد بود. براساس این دما، می‌توان کلاس عایقی مناسب الکترو­موتور را انتخاب نمود.

همان طور که بیان شد کلاس عایقی(Insulation Class) قید شده بر روی پلاک الکترو­موتور­ها عبارت است از دمای مجاز قابل تحمل توسط سیم­ پیچ موتور­ها(یا هر دستگاه دارای سیم­ پیچی) به علاوه دمای محیط که معمولاً 40 درجه سانتیگراد در نظر گرفته می‌­شود. انجمن بین­ المللی تولید­کنندگان الکتریکی(NEMA) برای مشخص کردن کلاس‌­های حرارتی الکترو­موتور­ها استاندارد جدیدی در نظر گرفته‌­اند. در این استاندارد برای الکترو­موتور در حالات مختلف کاری، دمای مشخصی در نظر گرفته شده است که باید به آن­‌ها توجه داشت. کابین نیوز در این مقاله اطلاعاتی درباره کلاس های عایقی به شما ارائه می‌دهد.

کلاس حرارتی عایق موتور

مشخصه کلاس عایقی های عایقی موتور بیانگر میزان استقامت عایق الکتروموتور در برابر افزایش حرارت بوده و اغلب با یک حرف، عدد یا هر دو روی پلاک الکترو­موتور درج می­‌شود. در مواردی که کلاس حرارتی عایق استاتور و رتور متفاوت باشد، ابتدا کلاس عایقی استاتور و در ادامه رتور بیان خواهد شد.

انواع کلاس­‌های عایقی

وقتی موتور استارت می­خورد، در اثر عبور جریان از سیم ­پیچ و تلفات حرارتی، دما افزایش می­‌یابد، هر کلاسی یک دمای مجاز مشخصی دارد. ترکیبی از دمای محیط و دمای مجاز معادل ماکزیمم دمای سیم­ پیچ­‌ها خواهد بود. دمای کار یک موتور بر روی راندمان و طول عمر آن بسیار مؤثر است به همین دلیل انواع کلاس ­های عایقی در استاندارد NEMA در نظر گرفته شده‌­اند که عبارتند از:

• کلاس عایقی A

Class (A) = 65 + 40 = 105

• کلاس عایقی B

Class (B) = 90 + 40 = 130

• کلاس عایقی C

Class (C) = 170 + 40 = 210

• کلاس عایقی E

Class (E) = 80 + 40 = 120

• کلاس عایقی F(که عمومی ترین کلاس عایقی است)

Class (F) = 115 + 40 = 155

• کلاس عایقی H

Class (H) = 140 + 40 = 180

از نظر ترتیب دمایی به این صورت است:

Class A

Class E

Class B

Class F

Class H

Class C

موتور­های الکتریکی اکثراً از نوع کلاس عایقی A و F و موتور­های آسانسور منحصراً از نوع کلاس عایقی F هستند.

انواع عایق­های جامد الکتریکی

هر کدام از کلاس ­های عایقی یک سری مواد جامد را شامل می­‌شوند که در شکل زیر شرح داده شده است.

اثرات کاهش دما بر طول عمر عایق

هنگامی که از حد آستانه درجه حرارت تجاوز شود، کیفیت عایق با یک سرعت افزایشی تخریب می‌شود که تقریبا به ازای هر 10 درجه سانتیگراد دو برابر عمر عایق کمتر می‌شود. به عنوان مثال، کلاس عایق F در اثر قرارگیری به مدت 20000 ساعت در دمای مجاز، ½ استحکام مکانیکی خود را از دست می‌دهد. بدیهی است که عایق در این مرحله به سادگی از بین نمی‌­رود؛ اما به طور قابل توجهی تضعیف شده است. در مثال‌­های زیر تأثیر افزایش یا کاهش دما در طول عمر موتور توضیح داده شده است.

• 20000 ساعت(معادل 5/2 سال) در دمای 155 درجه سانتیگراد
• 10000 ساعت(معادل 1 سال و 3 ماه) در دمای 165 درجه سانتیگراد
• 40000 ساعت(معادل 5 سال) در دمای 145 درجه سانتیگراد
• 5000 ساعت(معادل کمتر از یک سال) در دمای 175 درجه سانتیگراد
• 80000 ساعت(معادل 10 سال) در دمای 135 درجه سانتیگراد

در دنیای واقعی، موتورها به صورت مداوم با یک درجه حرارت کار نمی‌­کنند زیرا هم بار و هم دمای محیط متفاوت است. با این حال، هنگامی که شرایط بدی رخ دهد، قابل برگشت نیست. پایین آمدن دمای کار می‌تواند از خراب شدن بیشتر جلوگیری کند. بنابراین هرچه دمای محیط کارکرد موتور در بازه تحت کنترل و پایین‌تری باشد، طول عمر موتور بیشتر خواهد بود. همچنین هرچه مدارات حفاظتی بیشتری جهت راه اندازی موتور به کار رود تا از بروز مخاطرات احتمالی از جمله اضافه بار و اتصال کوتاه جلوگیری شود، موتور سالم‌تر و عمر مفید آن بیشتر خواهد شد.

نویسنده: یلدا نجف‌نیا