Lớp cách điện động cơ là gì? tại sao chúng quan trọng

0
502

Bất kỳ lúc nào dòng điện chạy qua dây, chẳng hạn như cuộn dây trong động cơ điện trở trong dây, cũng như các tổn thất khác, đều gây ra nhiệt.

Nhiệt này cuối cùng sẽ truyền đến các bộ phận khác của động cơ, khiến chúng xuống cấp theo thời gian. Một trong những thành phần quan trọng bị ảnh hưởng bởi nhiệt này là hệ thống cách điện bảo vệ các cuộn dây của động cơ.

Để giải quyết khả năng hư hỏng cách điện do nhiệt, tiêu chuẩn NEMA MG-1 thiết lập bốn lớp cách điện cho động cơ, xác định khả năng của hệ thống cách điện chịu được nhiệt độ xác định trong khi vẫn cung cấp tuổi thọ hoạt động cụ thể.

Tuổi thọ cách điện không chỉ do sự hỏng hóc đột ngột của cách điện cuộn dây, mà là sự xuống cấp của các đặc tính cách điện của hệ thống. Nếu cách điện đạt đến điểm mà nó không thể chịu được điện áp đặt vào, thì có thể xảy ra ngắn mạch các cuộn dây.

Cách xác định các lớp cách điện của động cơ

Các lớp cách điện NEMA chỉ định nhiệt độ tối đa cho phép của cách điện cuộn dây động cơ trong điều kiện hoạt động liên tục sẽ cung cấp tuổi thọ 20.000 giờ.

Nhiệt độ tối đa cho phép giả định nhiệt độ môi trường xung quanh là 40 ° C và thêm vào đó là sự gia tăng nhiệt độ cho phép cộng với một lượng bổ sung (thường được gọi là biên nhiệt).

Cách xác định các lớp cách điện của động cơ

Ngoài nhiệt độ môi trường tối đa là 40 ° C, xếp hạng lớp cách nhiệt cũng giả định hệ số là 1,0 và độ cao 3300 feet so với mực nước biển (ngoài ra, không khí loãng hơn làm giảm khả năng làm mát).

Tuy nhiên, có sẵn các bảng điều chỉnh và tính toán để xác định nhiệt độ làm việc tối đa đối với các điều kiện ngoài điều kiện được chỉ định bởi cấp cách điện.

Ví dụ, nếu nhiệt độ môi trường cao hơn 40 ° C, thì mức tăng nhiệt độ cho phép phải được giảm đi một lượng mà nhiệt độ môi trường xung quanh vượt quá 40 ° C.

Lớp cách điện động cơ NEMA

Các lớp cách điện NEMA hiện đang được sử dụng là A, B, F và H, mặc dù các động cơ mới hơn hiếm khi được chế tạo với lớp cách điện A, có nhiệt độ cuộn dây tối đa là 105 ° C.

Nhiệt độ cuộn dây tối đa tăng thêm 25 ° C với mỗi bước tăng trong lớp cách điện, như hình dưới đây.

Lớp cách điện động cơ NEMA

Gần đây, các nhà sản xuất động cơ đã bắt đầu chỉ định cả lớp cách điện và độ tăng nhiệt độ cho phép, với xếp hạng như “F / B”. Chữ cái đầu tiên cho biết lớp cách nhiệt, như đã nêu ở trên, và chữ cái thứ hai cho biết độ tăng nhiệt độ cho phép.

Trong trường hợp này, nhiệt độ cuộn dây tối đa là 155 ° C (trên mỗi cấp cách điện F) và độ tăng nhiệt độ cho phép là 80 ° C (trên mỗi cấp cách điện B).

Thêm 80 ° C vào nhiệt độ môi trường xung quanh là 40 ° C, cộng với biên độ hotpots là 10 ° C của lớp cách nhiệt F, sẽ cho nhiệt độ tối đa là 130 ° C, thay vì 155 ° C của động cơ cách nhiệt loại F điển hình.

Điều này có nghĩa là động cơ “F / B” có biên độ an toàn bổ sung 25 ° C, có thể cung cấp tuổi thọ cách điện lâu hơn đáng kể (và do đó, tuổi thọ động cơ).

Động cơ được xếp hạng là loại “F / B” có nhiệt độ cuộn dây tối đa bằng với nhiệt độ cuộn dây của loại cách điện F (155 độ C)

Điều chỉnh tuổi thọ cách điện

Nhiệt độ tối đa được chỉ định bởi lớp cách điện sẽ cung cấp tuổi thọ cách điện là 20.000 giờ khi động cơ hoạt động ở chế độ full tải.

Theo phương trình Arrhenius, cứ mỗi 10 ° C vượt quá nhiệt độ tối đa, tuổi thọ của vật liệu cách nhiệt sẽ giảm đi 50 phần trăm. Ngược lại, cứ 10 ° C mà động cơ hoạt động dưới nhiệt độ tối đa thì tuổi thọ của lớp cách điện sẽ tăng lên gấp đôi.

Điều chỉnh tuổi thọ cách điện

Phương pháp đo nhiệt độ cuộn dây

Độ tăng nhiệt được tính dựa trên sự thay đổi điện trở của các cuộn dây, với sự hiệu chỉnh đối với bất kỳ sự thay đổi nào của nhiệt độ môi trường giữa thời điểm bắt đầu và kết thúc thử nghiệm.

Δt = độ tăng nhiệt độ (° C)

R2 = điện trở cuộn dây nóng (Ohms)

R1 = điện trở cuộn lạnh (Ohms)

t1 = nhiệt độ môi trường khi bắt đầu thử nghiệm (° C)

t2 = nhiệt độ môi trường khi kết thúc thử nghiệm (° C)

Lớp cách điện Nema và IEC

Mặc dù các lớp cách điện NEMA được công nhận rộng rãi ở Bắc Mỹ, nhưng tiêu chuẩn IEC 60034-1 thường được sử dụng cho động cơ được sản xuất hoặc bán bên ngoài Bắc Mỹ. IEC phù hợp với xếp hạng NEMA cho các lớp A, B, F và H, nhưng thêm bổ sung của lớp “E.”

Lớp cách điện Nema và IEC

>>> Mời anh em xem thêm

Tôi là một người làm việc trong lĩnh vực cơ khí, thiết bị công nghiệp....Blog là nơi tôi chia sẻ thông tin hữu ích đến các bạn đọc.
Subscribe
Notify of
0 Bình luận
Inline Feedbacks
View all comments