دمای کار الکترو موتور ها:
دمای الکترو موتور یعنی درجه حرارتی که بر روی پلاک موتور ها به صورت استاندارد ثبت می شود.
و این درجه به ما نشان می دهد که الکترو موتور مورد نظرمان در چه دمایی می تواند کار کند و حداکثر میزان دمایی که می تواند تحمل کند چقدر است.
منظور از دمای الکترو موتور دمای سیم پیچی آن است. به این دلیل که اگر دمای سیم پیچی بیش از حد معمول بالا برود، مشکلات زیادی برای الکترو موتور به وجود خواهد آورد.
پس شما باید به دمای سیم پیچی الکترو موتور توجه ویژه ای داشته باشید و تمهیدات لازم را برای خنک کردن آن انجام دهید.
تا الکترو موتور شما بتواند در سلامت کامل به فعالیت خود ادامه دهد و دچار هیچ گونه مشکلی نشود.
برای تشخیص ضریب حرارتی الکتروموتور و درجه ی حرارت موتور از استاندارد های مختلفی استفاده می کنند.
شما با استفاده از این استاندارد می توانید بدون مشکل و در یک چارچوب مشخص برای اندازه گیری و نظارت روی دمای الکتروموتور تسلط داشته باشید.
از مهم‌ترین نکاتی که ذکر آن الزامی می‌باشد، این است که شما به راحتی می توانید تنها با اندازه گیری دمای بدنه الکترو موتور دمای سیم پیچی آن را به دست بیاورید .
فقط دقت داشته باشید که دمای سیم‌پیچی 30 درجه بیشتر از دمای بدنه است. یعنی دمای بدنه ی الکترو موتور هر چقدر که بود 30 درجه به آن اضافه کرده و دمای سیم پیچی را به دست می آورید.
برای مثال؛ در صورتی که مقاومت سیم پیچ الکتروموتور شما در برابر حرارت 130 درجه بود. در نتیجه متوجه می شوید که حداکثر دمای مجاز برای بدنه الکتروموتور شما 100 درجه می باشد.
حداکثر دمای سیم پیچ موتور چقدر است؟
BS EN 60034-1 حدود دما (و حد افزایش) مواد عایق را طبقه بندی می کند. حداکثر دمای مجاز را مشخص می کند که طبقات مختلف مواد عایق می توانند تحمل کنند.
افزایش دمای یک موتور القایی افزایش مجاز دما بالاتر از حداکثر محیط آن است که معمولاً 40 درجه سانتیگراد است. کلاس های عایق B، F و H به ترتیب دارای محدودیت دمایی قابل دستیابی به ترتیب 130 درجه سانتیگراد، 155 درجه سانتیگراد و 180 درجه سانتیگراد هستند. اینها حداکثر دماهایی هستند که مواد عایق داخل موتور می توانند برای مدت کوتاهی بدون خطر آسیب دائمی در معرض آن قرار گیرند. مواد عایق مورد استفاده در کلاس های B، F و H به طور کلی مشابه یکدیگر هستند، اینها موادی مانند میکا، الیاف شیشه و آزبست هستند که تفاوت اصلی آنها در چسباننده های دمای بالا است که مواد را به یکدیگر متصل می کنند.
| کلاس عایق | حداکثر درجه حرارت محیط. | حداکثر دما افزایش (ضریب سرویس 1.0) | حداکثر دما افزایش (1.15 ضریب سرویس) | حداکثر دمای قابل دستیابی |
| ب | 40 درجه سانتی گراد | 80 درجه سانتی گراد | 90 درجه سانتی گراد | 130 درجه سانتی گراد |
| اف | 40 درجه سانتی گراد | 105 درجه سانتی گراد | 115 درجه سانتی گراد | 155 درجه سانتی گراد |
| اچ | 40 درجه سانتی گراد | 125 درجه سانتی گراد | تعریف نشده | 180 درجه سانتی گراد |
موتورهای قفس سنجابی AC شناور معمولاً با عایق کلاس “F” عرضه می شوند. با این حال، بسته به مدت زمانی که در زیر آب قرار می گیرند، آنها همچنین باید دارای رتبه حفاظتی IP67 یا بیشتر باشند. این موتورها طوری طراحی شده اند که در دمای محیطی بین -20 تا +40 درجه سانتیگراد کار کنند. دمای بالاتر محیط تا +60 درجه سانتیگراد به کاهش توان خروجی مطابق فهرست زیر نیاز دارد.
| دمای محیط (°C) | توان خروجی ٪ |
| 40 | 100 |
| 45 | 95 |
| 50 | 90 |
| 55 | 85 |
| 60 | 80 |
حداکثر دمایی که یک موتور ممکن است در آن کار کند به ضریب سرویس آن نیز مرتبط است، این یک درصد چند برابری امتیاز قدرت موتور است. مثلا؛ موتورهایی با ضریب سرویس 1.15 فقط برای فواصل کوتاه ممکن است با 115% FLC کار کنند.
دمای بیش از حد بالا بر عملکرد و طول عمر دستگاه تأثیر می گذارد.
این غیر معمول نیست که یک تکنسین تعمیر و نگهداری در مورد یک موتور تعمیر شده که اکنون “گرم کار می کند” با یک مرکز خدمات تماس بگیرد. وقتی از او پرسیده می شود چقدر داغ است، اغلب پاسخ می دهد: “خب، نمی توانم دستم را روی آن بگیرم!” یک دقیقه در مورد آن پاسخ فکر کنید. یک انسان معمولی بسته به پینه‌ها، آستانه درد یا تعداد افرادی که در حال تماشای آن هستند، می‌تواند لمس چیزی را تحمل کند که در حدود 60 تا 65 درجه سانتیگراد (140 تا 150 فارنهایت) است. اکنون این اعداد را در هنگام مطالعه بحث زیر در مورد دمای معمولی موتور در نظر داشته باشید.
استانداردهای NEMA MG 1-2011، 12.43 افزایش دما را برای موتورها در محیط حداکثر 40 درجه سانتیگراد تعریف می کند. دو نکته در اینجا قابل توجه است. ابتدا، مطابق با استاندارد NEMA، دما در اینجا بر حسب سلسیوس داده می شود. معادل فارنهایت فقط در صورت مناسب ارائه می شود. دوم، دمای محیط به دمای هوای اطراف اشاره دارد. برخی از مردم این را با افزایش دمای مورد انتظار موتور اشتباه می گیرند که اینطور نیست.
درجه بندی درجه حرارت کلاس F (155 درجه سانتیگراد) این روزها محبوب است، بنابراین بحث خوبی است. با عایق کلاس F، بسته به نحوه پیکربندی موتور، حداکثر افزایش دمای مجاز از 105 تا 115 درجه سانتیگراد برای عایق سیم پیچ موتور متغیر است. به عنوان مثال، اگر موتوری که گزارش شده است “گرم کار می کند” دارای ضریب سرویس 1.15 باشد، حداکثر افزایش دمای آن 115 درجه سانتیگراد به اضافه 40 درجه سانتیگراد محیط خواهد بود. سیم پیچ تعبیه شده در شکاف تقریباً همیشه گرم ترین قسمت است، بنابراین دمای سیم پیچ برای این موتور می تواند به 155 درجه سانتیگراد برسد.
ساخت موتور
سطحی که تکنسین تعمیر و نگهداری ما سعی کرد آن را لمس کند، بسته به ساختار موتور، تا حدودی سردتر از دمای سیم پیچ خواهد بود. برای مثال، در یک موتور چدنی بزرگ، کاملا محصور، با فن خنک‌کننده (IP 54)، سطح ممکن است 20 تا 25 درجه سانتیگراد خنک‌تر از نقطه داغ سیم‌پیچ باشد، اما فقط 10 تا 15 درجه سانتیگراد خنک‌تر در موتور قاب فولادی نورد شده است. سطح به سیم پیچ بسیار نزدیک تر است. اختلاف دما معمولاً برای موتورهای ضد قطره باز (IP 12) و محفظه های محافظت شده در برابر آب و هوا I (WP I) یا محافظت شده در برابر آب و هوا II (WP II) بسیار بیشتر است – به اندازه 60 درجه سانتیگراد. تفاوت در سطوح فولاد نورد تخت و قاب چدن آجدار نیز بر میزان گرمایی که تکنسین ما احساس می کند تأثیر می گذارد.
البته موتورها طوری طراحی نشده اند که در حداکثر دمای مجاز کار کنند، زیرا این کار عمر الکتروموتور را به شدت کاهش می دهد. در واقع، هر 10 درجه سانتیگراد افزایش دمای کارکرد، عمر عایق را به نصف کاهش می دهد. بنابراین طراحی نهایی طرحی است که عمر و عملکرد موتور را بهینه می کند و در عین حال هزینه تولید، نگهداری و بهره برداری کارآمد را تا حد امکان پایین نگه می دارد.
به عنوان مثال، فرض کنید یک موتور با افزایش 65 درجه سانتیگراد (بسیار محافظه کارانه در اکثر استانداردها) در یک روز گرم تابستان در خدمت قرار می گیرد. اگر دمای محیط 35 درجه سانتیگراد (95 فارنهایت) باشد، دمای کل سیم پیچ خواهد بود: 65 + 35 = 100 درجه سانتیگراد. اگر موتور طوری ساخته شده باشد که سطح آن حدود 20 درجه سانتیگراد خنک تر از دمای مجاز بدنه الکتروموتور سیم پیچ باشد، دمای سطح آن 100 خواهد بود. – 20 = 80 درجه سانتیگراد (176 فارنهایت)—یعنی برای لمس ایمن بسیار داغ است! به یاد داشته باشید که این یک طراحی محافظه کارانه است، بنابراین دمای سطح بسیاری از موتورها بسیار گرمتر خواهد بود.
موتورهای محافظت شده حرارتی
در نگاه اول، حداکثر افزایش دمای موتور در NEMA Stds ارائه شده است. به نظر می رسد MG 1، 12.43 با مواردی که برای همان کلاس های عایق در NEMA Stds ارائه شده است، تناقض دارد. MG 1، 12.56 و جدول 12-8. در واقع، حداکثر دماهای نشان داده شده در شکل 3 فقط برای موتورهای “حفاظت حرارتی” اعمال می شود.
عبارت “حفاظت حرارتی” روی پلاک موتور نشان می دهد که یک وسیله حفاظت حرارتی بخشی جدایی ناپذیر از ماشین است و در صورت استفاده صحیح از آن در برابر گرمای بیش از حد خطرناک محافظت می کند. به عبارت دیگر، موتورهای محافظت شده حرارتی از این قاعده مستثنی هستند. اگر موتور دارای این لایه محافظ ویژه باشد، دمای بالاتر ممکن است مجاز باشد. بر اساس مثال قبلی دمای مجاز بدنه الکتروموتور ، می توانید ببینید که چگونه این دمای سیم پیچ بالاتر بر دمای سطح موتور تأثیر می گذارد.
حفاظت حرارتی و محدودیت های دمایی مربوط به آن به طور کلی برای موتورهای کوچکتر محفوظ است. با این حال، حتی در این صورت، سازندگان موتور موتوری را برای کارکرد در حداکثر دمای مجاز طراحی نمی کنند، مگر اینکه ملاحظات کاربردی آن را ضروری کند.
موارد خاص دمای مجاز بدنه الکتروموتور
برخی از کاربردها به دلیل کاهش نویز یا دلایل دیگر نیاز دارند که یک موتور در یک محفظه قرار گیرد. باید دقت ویژه ای داشت در چنین مواقعی برای کنترل دمای محیط در داخل محفظه ای که موتور در آن قرار دارد . در صورتی که خنک کننده کمکی همان حجم هوا را به اندازه فن یکپارچه موتور تامین کند، خنک کننده معمولاً کافی است.
اگر تجهیزات رانده شده گرما تولید کند (مثلاً یک کمپرسور) و در محفظه موتور قرار گیرد، می تواند به افزایش دمای موتور کمک کند. نمونه‌ای که به ذهن می‌رسد (جزئیات مبهم برای محافظت از افراد بی‌گناه) شامل بیش از 100 کمپرسور بود که هرکدام با موتور محرک خود در یک محفظه قرار داشتند و مجهز به یک رادیاتور برای خنک کردن گاز دمای مجاز بدنه الکتروموتور در هنگام فشرده‌سازی و مایع شدن بود. متأسفانه هوای خنک کننده از طریق رادیاتور کشیده شده و سپس توسط یک فن روی موتور محرک تخلیه می شود. با این ترتیب، دمای محیط در محفظه ها به 70 درجه سانتیگراد می رسد و از نظر حرارتی عایق سیم پیچ موتور را تا حد خود تحت فشار قرار می دهد. روان کننده بیش از حد گرم شده نیز محفظه یاتاقان ها را تخلیه کرد و باعث خرابی های متعدد یاتاقان شد .
کنترل دما عامل مهمی در عملکرد موفق موتور است. در طراحی، کاربرد و نگهداری این ماشین ها باید دقت شود تا عملکرد و عمر آنها بهینه شود. با گفتن همه اینها، قرار دادن دست خود روی یک موتور برای دیدن اینکه آیا خیلی داغ است یا نه، بی خطر است. در عوض یک دماسنج بگیرید
جیم برایان، متخصص پشتیبانی فنی در انجمن خدمات دستگاه های الکتریکی (EASA).