شناخت ۱۹ نكته فني مندرج بر پلاك مشخصات الكتروموتور
مشخصات فني مندرج بر پلاك الكتروموتور
شناخت ۱۹ نكته فني مندرج بر پلاك مشخصات الكتروموتور
مشخصات یک الکتروموتور عموما با نصب یک پلاک بر روی آن مشخص می گردد. در بعضی مواقع درک فنی تمام اطلاعات مندرج در پلاک بصورت يك مشكل جدی نمایان می شود. در بيشتر كشورها، سازندگان الكتروموتور باید بر روی تمامی تولیدات خود، پلاك مشخصات را نصب کنند.
نمونه‌اي از پلاك مشخصات يك الكتروموتور
الکتروموتورهای نصب شده در صنعت به علل مختلفی از جمله رنگ شدن پلاک، کنده شدن آنها و یا ضرب خوردگی در طول سالهای کارکرد عموما تخریب شده اند به صورتی که تشخیص اطلاعت درج شده بر روی آنها، کاری مشکل و یا ناممکن می باشد.
پارامترهاي برقي الكتروموتور
۱- ولتاژ (Voltage)
ولتاژ درج شده، سطح ولتاژ کارکرد یا همان ولتاژ نامی الکتروموتور است. همانطوريكه مي‌دانيد پارامترهای دیگری همچون ضريب توان، راندمان، گشتاور و جريان كه در پلاك درج شده است همگی براساس ولتاژ و فركانس نامی الكتروموتور محاسبه شده اند. بنابراين بدیهی است که اگر الكتروموتوری در ولتاژی به غير از ولتاژ نامی خود که بر روی پلاك آن درج شده، راه‌اندازی گردد، با تغییرات در عملكرد معمول و صحيح خود مواجه خواهد شد.
ولتاژ نامي الكتروموتور
۲- فركانس (Frequency)
بطور معمول فركانس‌ها مندرج در پلاك الكتروموتورها ۵۰ يا ۶۰ هرتز و یا هر دو می باشد. اگر بيش از يك فركانس در پلاك مشخصات قيد شده باشد بايد تمام پارامترهای فنی مرتبط با آن نیز بر روی پلاك مشخصات محاسبه و درج گردد.
فركانس نامي الكتروموتور
۳- فاز (Phase)
طبق استاندارد، ولتاژ متاوب تغذیه کننده تجهیزات برق یا تک فاز و یا سه فاز می باشند که تعداد فاز بر روی پلاک مشخصات درج می گردد.
تعداد فازهاي الكتروموتور
۴- جريان (Current)
جریان نامی الکتروموتور از محاسبه سطح ولتاژ و فرکانس الکتروموتور، مشخص و بر روی پلاک مشخصات فنی درج می گردد. از طرف دیگر باید توجه داشت که بروز عدم تقارن ولتاژی در فازهای الكتروموتور و یا افت ولتاژ شبكه برق تغذیه کننده آن، باعث عدم همسانی جریان واقعی مصرف شده الکتروموتور با جریان نامی درج شده بر روی پلاک موتور می گردد.
جريان نامي الكتروموتور
۵- نوع (Type)
سازندگان الكتروموتور برای مشخص نمودن تكفاز يا سه فاز بودن، تك سرعته يا چندسرعته بودن، آلیاژ بدنه و نوع الکتروموتور، از كد شناسايی در پلاك مشخصات الكتروموتور استفاده می کنند.
بخاطر داشته باشید که هيچگونه استاندارد صنعتی برای “كد شناسايی انواع الكتروموتورها ” وجود ندارد.
بطور مثال شركت گراندفوس از اين كد شناسايی برای اعلام نوع الكتروموتور خود استفاده می نمايد.
MG90SA2-24FF165-C2
كد شناسايي نوع الكتروموتور
۶- ضريب قدرت (Power factor)
در پلاك مشخصات الكتروموتورها، ضريب توان بصورت “PF” يا “P.F” يا “cosφ” درج می گردد.
ضريب قدرت : نسبت توان اكتيو (وات) به توان ظاهری (ولت آمپر) می باشد و به “درصد” نشان داده می‌شود.
در نظر داشته باشيد مقدار عددی ذكر شده برای ضريب قدرت، نشاندهنده كسينوس زاويه مابين جريان ورودی با ولتاژ هنگامی که جریان به ولتاژ در حالت پس‌فاز (Lag) است، می باشد.
به ياد داشته باشيد مقدار عددی ضريب قدرت قيد شده در پلاك الكتروموتور، ضریب قدرت الکتروموتور در بار كامل (Full-load) را نشان می دهد.
ضريب توان الكتروموتور
پارامترهای مكانيكی الكتروموتور
۷- كيلووات يا اسب بخار (KW or Horsepower)
كيلووات يا اسب بخار: مقدار توان خروجی مكانيكی بر روی شافت الكتروموتور كه می‌تواند گشتاور موردنياز بار (Load) را در سرعت نامی الكتروموتور تامين نمايد، را گویند.
۸- سرعت در بار كامل (Full-load speed)
سرعت در بار كامل: سرعتی است كه در آن سرعت، گشتاورنامی بار كامل در توان نامی خروجی تامين میگردد. بطور معمول سرعت در بار كامل را بصورت RPM(Revolution Per Minute) نشان می‌دهند. يادآوری می‌شود بعضی مواقع اين سرعت را (سرعت لغزش) يا (سرعت واقعی روتور) نيز می‌نامند.
پارامترهای عملكردی الكتروموتور
۹- راندمان (Efficiency)
راندمان يك الكتروموتور برابر است با توان خروجی تقسيم بر توان ورودی ضربدر ۱۰۰ و همواره بصورت درصد بيان می‌شود. راندمان را می‌توان يك نوع گارانتی دانست كه سازنده الكتروموتور تضمين می‌نمايد الكتروموتور توليد شده می‌تواند در يك بازه تحمل مشخص شده كار كند و همچنين طبق استانداردهای بين‌المللی تولید مانند IEC or NEMA می تواند متغير باشد.
به ياد داشته باشيد زمانيكه عملكرد يك الكتروموتور را ارزيابی می‌كنيد، بايد حداقل راندمان‌ها تضمين شود.
كلاس‌هاي راندمان يك الكتروموتور ۴ قطب و ۵۰ هرتز
۱۰- عملكرد (Duty)
پارامتر فوق “عملكرد ايمن الكتروموتور (طبق پلاك مشخصات) در يك بازه زمانی مشخص” را بيان مي‌كند. در بيشتر مواقع الكتروموتورها می‌توانند بطور دائمی كار كنند و آن را بصورت “S1” يا “Cont.” در پلاك الكتروموتور درج میگردد.
به ياد داشته باشيد زمانيكه در پلاك مشخصات الكتروموتوری هيچگونه اطلاعاتی در مورد نوع عملكرد آن ارائه نشده باشد، نوع عملكرد الكتروموتور دائمی یا “S1” است.
| نام عملكرد | نوع عملكرد | توضيحات |
| S1 | Continuous Running Duty | عملكرد پيوسته مداوم |
| S2 | Short-time or Temporary Duty | عملكرد در زمان كوتاه يا موقت |
| S3 | Intermittent periodic duty | عملكرد غيردائمي متناوب در بازه‌هاي عملكردي يكسان |
| S4 | Intermittent periodic duty with starting | عملكرد غيردائمي متناوب با راه‌اندازي |
| S5 | Intermittent periodic duty with electric braking | عملكرد غيردائمي متناوب با ترمز الكتريكي |
| S6 | Continuous-operation periodic duty | كاركرد پيوسته عملكرد متناوب (هر بازه عملكردي شامل زمان عملكرد در بار ثابت و زمان عملكرد در بي‌باري) |
| S7 | Continuous-operation periodic duty with electric braking | كاركرد پيوسته عملكرد متناوب (هر بازه عملكردي شامل زمان راه‌اندازي، زمان عملكرد در بار ثابت با زمان ترمز الكتريكي) |
| S8 | Continuous-operation Periodic Duty with Related Load / Speed Changes | كاركرد پيوسته عملكرد متناوب در رابطه با بار/ سرعت متغير |
| S9 | Duty with non-periodic load and speed variations. | عملكرد با بار غيرمتناوب همراه با تغييرات در سرعت |
جدول انواع عملكردهاي الكتروموتور
به ياد داشته باشيد زمانيكه نوع عملكرد الكتروموتور بصورت دائمی “S1” است مجاز هستيم حداكثر ۱٫۱۵ برابر بار اصلی در يك زمان كوتاه بر الكتروموتور اعمال نماييم.
پارامترهای قابل اعتماد در الكتروموتور
۱۱- كلاس عايقي (Insulation class)
تعريف كلاس عايقی يك الكتروموتور، “بازه تحمل گرمايی سيم‌پيچی‌های استاتور”. با توجه به قابليت تحمل درجه حرارت توسط سيم‌پيچی‌های استاتور در طول زمان بهره‌برداری، كلاس عايقی بصورت “B” يا “F” بيان می‌شود.
به ياد داشته باشيد در دمای عملكردی يكسان، طول عمر كاركرد كلاس عايقی“F” از “B” بيشتر است.
كلاس عايقي الكتروموتور
جدول انواع كلاس عايقي الكتروموتور
۱۲- حداكثر دمای محيطی (Maximum Ambient Temperature)
به ياد داشته باشيد در بعضی از مواقع حداكثر دمای محيطی كه الكتروموتور می‌تواند در آن دما عملكرد مناسب خود را داشته باشد در پلاك مشخصات درج نمی شود که این یعنی الکتروموتور براساس دمای محیطی استاندارد تولید شده است.
دمای محیطی استاندارد، ۴۰ درجه سانتیگراد است این بدین معناست که الکتروموتورها باید تا دمای ۴۰ درجه محیطی بدون افت توان، خروجی نامی خود را ارایه دهند. در صورت نیاز می توان از سازندگان درخواست ساخت الکتروموتورهایی برای دمای محیطی بالاتر تا ۹۰ درجه سانتیگراد را داشت. در این موارد نوع طراحی مکانیکی و الکترومغناطیسی، نوع و کیفیت مواد عایقی در صورت لزوم با تغییراتی همراه خواهد بود تا بدون افزایش سایز الکتروموتور، توان نامی در دمای محیطی بالا میسر گردد.
۱۳- ارتفاع (Altitude)
اين پارامتر حداكثر ارتفاع جغرافیایی محل نصب الكتروموتور نسبت به سطح درياهای آزاد را نشان می‌دهد كه در اين ارتفاع الكتروموتور می‌تواند در بازه افزايش دمای طراحی شده براي سيم‌پيچی‌های استاتور قرار گرفته و بصورت نرمال كار كند ضمن اینکه ديگر اطلاعات فنی الكتروموتور مندرج بر روی پلاك از جمله جریان نامی ، راندمان و غیره نيز همگی بطور صحيح و مناسب عمل نمايند.
به ياد داشته باشيد چنانچه در پلاك الكتروموتور ارتفاع محل نصب نسبت به سطح درياهای آزاد درج نشده باشد آن را ۱۰۰۰ متر بالاتر از سطح دریا در نظر بگيريد.
افزایش ارتفاع با کاهش توان نامی همراه خواهد بود و باید در محاسبه انتخاب الکتروموتور مد نظر قرار داشته باشد.
پارامترهای ساخت الكتروموتور
۱۴- كلاس حفاظتی (Enclosure)
كلاس حفاظتی الكتروموتور، درجه حفاظت بخش های هادی الكتروموتور نسبت به محيط اطراف و همچنين با توجه به سيستم خنك‌كنندگی آن می باشد. كلاس حفاظتی با دو حرف و دو عدد بصورت “IPXX” در پلاك الكتروموتور درج میگردد.
به ياد داشته باشيد معنای “IP = Ingress Protection” است.
| عدد اول (حفاظت در مقابل نفوذ اجسام جامد) | عدد دوم (حفاظت در مقابل نفوذ مايعات) | ||
| IP | توضيحات | IP | توضيحات |
| IP0X | بدون حفاظت | IPX0 | بدون حفاظت |
| IP1X | حفاظت در مقابل نفوذ اجسام جامد با قطر بزرگتر از ۵۰mm (مانند تماس اتفاقي با دست) | IPX1 | حفاظت در مقابل ريزش قطرات آب بصورت عمودي |
| IP2X | حفاظت در مقابل نفوذ اجسام جامد با قطر بزرگتر از ۱۲mm (مانند انگشتان) | IPX2 | حفاظت در مقابل ترشح مستقيم تا زاويه ۱۵° نسبت به محور عمود. |
| IP3X | حفاظت در مقابل نفوذ اجسام جامد با قطر بزرگتر از ۲٫۵mm (مانند ابزارآلات و سيم‌ها) | IPX3 | حفاظت در مقابل ترشح مستقيم تا زاويه ۶۰° نسبت به محور عمود. |
| IP4X | حفاظت در مقابل نفوذ اجسام جامد با قطر بزرگتر از ۱mm (مانند ابزارآلات كوچك و سيم‌هاي ريز) | IPX4 | حفاظت در مقابل ترشح از تمام جهات (با نفوذپذيري محدود) |
| IP5X | حفاظت در مقابل نفوذ محدود گرد و غبار | IPX5 | حفاظت در مقابل پاشش فوران‌‌گونه آب تحت فشار كم از تمام جهات- با نفوذپذيري محدود |
| IP6X | حفاظت كامل در مقابل نفوذ هرگونه گرد و غباري | IPX6 | حفاظت در مقابل پاشش فوران‌‌گونه آب تحت فشار زياد- با نفوذپذيري محدود
(مانند عرشه‌هاي كشتي) |
| —- | IPX7 | حفاظت در مقابل غوطه‌وري موقت مابين ۱۵ سانتيمتر تا ۱ متر. (مدت زمان تست۳۰ دقيقه) | |
| —- | IPX8 | حفاظت در مقابل غوطه‌وري تحت فشار در بلندمدت. | |
جدول كلاس‌هاي حفاظتي (IP) در يك نگاه
نمونه يك پلاك الكتروموتور با كلاس حفاظتي، نوع بدنه و نوع ياتاقان‌ها
۱۵- بدنه (Frame)
درج سايز بدنه در پلاك الكتروموتور جزﺀ اطلاعات مهم است زيرا با دانستن اين اطلاعات به سادگی می‌توان ابعاد هندسی فريم زير الكتروموتور را طراحی نمود مانند سوراخ‌های پايه يا ارتفاع شافت تا پايه اصلی الكتروموتور. همانطوريكه می‌دانيم سايز بدنه يك جزﺀ اصلی در مشخصات نوع الكتروموتور است و در بيشتر مواقع به دليل استفاده از يك شافت خاص يا شكل پايه‌های الكتروموتور، شناخت و تفسير نمودن آن (سايز بدنه) كاری است بس دشوار.
سايزبندي بدنه يك الكتروموتور
۱۶- ياتاقان‌ها (Bearings)
ياتاقان‌ها از اجزای تشكيل دهنده مهم الكتروموتورها است كه نياز به توجه بيشتری در مورد تعمير و نگهداری آنها وجود دارد. اطلاعات درج شده در پلاك الكتروموتور هم در مورد ياتاقان انتهای محرك (Drive-end Bearing) – سمتی که شفت قرار دارد و بار بدان کوپل می سود – و هم در مورد ياتاقان انتهای غيرمحرك (Non Drive-end Bearing) – سمت دیگر الکتروموتور که شفت اصلی قرار ندارد و بار بدان کوپل نمی شود و به صورت معمول سمتی است که پروانه خنک کننده وجود دارد – است.
N نكات فنی تكميلی
با توجه به اطلاعات فنی كه در ۱۶ آيتم قبلی ارائه گرديد يادآوری می‌شود استاندارد NEMA در پلاك مشخصات الكتروموتور يكسری اطلاعات تكميلی دیگر نیز ارائه مي شود كه مهمترين آنها به شرح زير است.
۱- كد حروفی
۲- حروف طراحی
۳- ضريب سرويس
۱۷- كد حرفي (Letter code)
كد حرفی نسبت جريان روتور قفل‌شده (KVA) به اسب بخار (HP) را نشان می‌دهد. كدهای حروفی از حرف A تا حرف V تعريف شده است و هر چقدر از حرف A به سمت حرف V می‌رويم مقدار نسبت جريان هجومی به اسب بخار بيشتر مي‌شود.
جدول كدهاي حروفي
۱۸- حرف طراحی (Design Letter)
حروف طراحی مشخص شده برای الكتروموتورها، نشاندهنده مشخصات گشتاور و جريان الكتروموتور است. حروف طراحی به شرح (A, B, C or D) و كلاس‌های مختلفی را برای طراحی الكتروموتور معين می‌نمايد.
به ياد داشته باشيد بيشتر الكتروموتورها دارای كلاس طراحی A يا B هستند.
در نظر داشته باشيد مشخصات فنی يك الكتروموتور با كلاس طراحی A بسيار شبيه به مشخصات فنی يك الكتروموتور با كلاس طراحی B است با اين تفاوت كه هيچگونه محدوديتی در جريان هجومی(Inrush Current) در زمان استارتينگ الكتروموتور وجود ندارد. اگر سازنده ی الكتروموتوری با كلاس طراحی B توليد نمايد بايد جريان هجومی در محصول خود را محدود و مطمئن باشد كه استفاده‌كنندگان الكتروموتورها از تجهيزات مرتبط با استارتينگ الكتروموتور (Motor Starting Devices) استفاده می كنند و انرا به صورت مستقیم راه اندازی نمی کنند.
تاكيد می گردد زمانيكه الكتروموتور جديدی را با الكتروموتور قديمی جايگزين می‌كنيد بايد به كلاس طراحی آن توجه خاصی داشته باشيد چون بعضی از سازندگان الكتروموتور از حروفی برای كلاس طراحی در پلاك مشخصات الكتروموتور استفاده می‌كنند كه هيچگونه ماخذی در استانداردهای بين‌المللی صنعتی ندارد و می‌تواند در آينده در زمان استارتينگ ( راه اندازی ) الكتروموتور مشكلاتی را بوجود آورد.
جدول كلاس‌هاي طراحي الكتروموتور
۱۹- ضريب سرويس (Service factor)
می‌دانيم هر الكتروموتور برای كاركرد نرمال در توان نامی مندرج در پلاك مشخصات خود طراحی شده است لذا ضريب سرويس آن ۱ می‌باشد و این به معنای آن است که الكتروموتور ميیتواند در ۱۰۰% توان نامی خود كار كند.
به ياد داشته باشيد در برخی از كاربردها، الكتروموتور بايد قابلیت تحمل بیش باری ( Over Load ) را داشته باشد بدون آنکه دچار بیش دمایی ( Over Heat ) شود. درصدی که الکتروموتور می تواند بیش باری را تحمل کند با مقدار بیش از ۱ نشان داده می شود مثلا به صورت ضريب سرويس ۱٫۱۵ که به معنی ۱۵% بیش باری است بدون بیش دمایی است.
به ياد داشته باشيد اعداد ديگر مرتبط با ضريب سرويس الكتروموتورها ۱٫۲۵ ، ۱٫۳۵ و ۱٫۵۰ می‌باشد.
در نظر داشته باشيد چنانچه سازنده الكتروموتور هيچگونه اطلاعاتي در مورد ضريب سرويس در پلاك مشخصات آن قيد نكرده است، ضريب سرويس آن الكتروموتور SF=1 می‌باشد.
سيستم خنك كنندگي الكتروموتور
معمولی‌ترين نوع الكتروموتورهای برق متناوب (AC Motors)، نوع ” تماما محصور” با سيستم خنك‌كنندگی توسط فن می‌باشد كه اين فن در سمت ياتاقان انتهای غيرمحرك (Non Drive-end Bearing) روی شافت نصب میگردد. امروزه سازندگان برای بيان سيستم خنك كنندگی الكتروموتورها از روش‌هايی به شرح جدول زير استفاده می‌كنند.
IC (International cooling)
ترجمه
مهندس امین پورحیدری
کارشناس ارشد فنی
اسفند ۹۸