Диапазоны температуры
Температурой окружающего воздуха, при которой электродвигатель может работать с номинальной мощностью, считается 40ºС. При повышении температуры окружающего воздуха более 40ºС, нагрузка на электродвигатель должна быть снижена настолько, чтобы температура отдельных его частей не превышала допустимых значений.
Изоляция Обмоток / Классы Повышения Температуры
Класс нагревостойкости
изоляционных материалов
Максимальная темп.намотки
Допустимая темп.
Пределы намотки темп.
Температура окружающей среды
B
Система термоизоляции класса B показана в ознакомительных целях. Термоизоляция класса B не используется в двигателях ELK.
F (Стандартный )
Это стандартный класс изоляции электродвигателей ELK. Допустимая температура обмотки составляет 155 °С при температуре окружающего воздуха 40 °С.
H (Дополнительно )
Возможно изготовление электродвигателей с классом изоляции Н. При этом допустимая температура обмотки составляет 180 °С при температуре окружающего воздуха 40 °С.
Класс изоляции электродвигателей
Основной фактор, влияющий на ускорение процесса старения систем изоляции и электроизоляционных материалов в электромеханических изделиях, — температурные показатели. Специалистам всегда необходимо оценивать стойкость электрической изоляции на изменение температур. Для упрощения этого процесса предусмотрены классы нагревостойкости изоляции.
Нагревостойкость по праву можно считать одним из влиятельнейших качеств материалов, отвечающих за электроизоляцию. Ведь опираясь на этот показатель можно определить максимально возможную нагрузку, которую выдержит электрическая машина или аппарат. Многие материалы не способны перенести высокие температуры, увеличение градусов ведёт к обугливанию, а сам материал начинает выполнять функцию проводника. Кроме того, все материалы при длительном воздействии высокой температуры становятся более хрупкими, подвержены разрешениям и потере изолирующих свойств. Такое процессы носят название теплового старения. Именно нагревостойкость указывает на то, какую максимальную температуру может выдержать материал и влияние на него резких смен температуры. Срок службы, который будут иметь электродвигатели, а также надёжность работы определяются именно по показателю нагревостойкости.
Существует 7 классов материалов, различающихся по нагревостойкости изоляции:
К классу Y относятся материалы из бумаги, текстиля, хлопка, целлюлозы, натурального шёлка, полиамидов, пластмассы, содержащей органические наполнители, а также древесины. Температура стойкости изоляции — 900С.
Класс А – это материалы предыдущего класса, которые специально пропитаны изоляционным составом, погружены в такие диэлектрики, как натуральные смолы, лаки асфальтовые, масляные, эфирцеллюлозные, термопластичные компаунды, трансформаторное масло. Также список можно дополнить лакотканями, изоляционными лентами, лакобумагой, электрокартоном, гетинаксом, текстолитом, пропитанным деревом, древесными слоистыми пластиками, отдельными типами синтетических пленок, изоляцией проводов, в основе которой находится хлопчатобумажная ткань, шелк, лавсан, изоляцией из эмали. Температура — 1050С.
В класс Е входят волокна, синтетические плёнки, лакоткани, в основе которых находятся синтетические лаки, компаунды и синтетические смолы. Температура — 1200С.
Класс В – это материалы, содержащие слюду, стекловолокно, асбестовые волокна, пленкостеклопласт, пластмасса без органического наполнителя, слоистые пластики. Температура — 1300С.
В класс F входят те же элементы, но имеющие неорганическую подложку или вовсе без подложки. Также можно отнести сюда пленкостеклопласт, изоляция из стекловолокна или асбеста типов ПСДТ, ПСД, изоляция из эмали, в основе которой находится капрон. Температура — 1550С.
Класс Н вмещает в себя материалы класса В, содержащие слюду, стекловолокно, асбест и имеющие неорганическую подложку или вовсе созданные без подложки. Список дополняют эластомеры из органического кремния, изоляция из стекловолокна, асбеста, эмали. Температура — 1800С.
В класс С входит стекло, слюда, материалы из стекловолокна, кварц, керамика электротехническая, шифер, слюдяные материалы без подложки и с подложкой из стекловолокна. Температура — свыше 1800С.
Чаще всего в производстве можно встретить электромашины с изоляцией классов F и В. Практически не производится изоляция А-класса, а класс Е можно применять только в машинах, имеющих малую мощность. Для машин, необходимых для работы в жёстких условиях, подходит изоляция класса А. Использование материалов, стойко переносящих высокие температуры, позволяет сделать, например, асинхронный двигатель более компактным.
Наибольшая нагревостойкость у слюдяных и стекловолокнистых материалов, которые имеют в своём составе связующие из органического кремния, а также пропитывающие составы.
Однако несмотря на исследование параметров нагревостойкости определить, какую максимальную температуру способна выдержать самая нагретая деталь в мотор-редукторе, крайне сложно. Стандарты температур – это самые низкие допустимые пределы. Степень изоляции также зависит и от температурных показателей окружающей среды.
Температура электродвигателей во время их ремонта или эксплуатации определяется с использованием термометров расширения, термопар, терморезисторов. С их помощью можно измерить не только температурный показатель обмотки, но других элементов двигателя. Может также применяться косвенный метод – в этом случае измеряется сопротивление при постоянном уровне тока. Электродвигатель может выйти из строя, если увеличить рабочий ток и создать перегрев обмоток. Для того, чтобы этого не произошло, и осуществляется проверка температуры нагрева. Класс изоляции и определяет допустимую температуру. Также причина может крыться в ухудшении условий охлаждения: обращайте внимание на исправность вентилятора, загрязнения в двигателе и внешние предметы на нём. Перегрузка может привести к выводу электродвигателя из строя: вместе с увеличением тока квадратично повышается температура. При длительной перегрузке может произойти порча изоляции обмоток.
Классы нагревостойкости изоляции и режим работы электродвигателей
Поскольку для электротехнических изделий доминирующим фактором старения электроизоляционных материалов и систем изоляции является температура, то для оценки стойкости электрической изоляции к воздействию температуры приняты классы нагревостойкости.
В настоящее время наиболее распространены двигатели с изоляцией обмотки по классу F. Температура обмотки этих двигателей не должна повышаться более, чем на 105°С при температуре окружающей среды до +40°С.
| Классы нагревостойкости изоляции | ||||||||
| Обозначение класса нагревостойкости | Y | A | E | B | F | H | 200 | 220 |
| Температура, °C | 90 | 105 | 120 | 130 | 155 | 180 | 200 | 220 |
Класс нагревостойкости изоляции электротехнического изделия отражает максимальную рабочую температуру, свойственную данному изделию при номинальной нагрузке и других условиях.
Изоляция под действием данной максимальной температуры должна иметь нагревостойкость не менее температуры, соответствующей классу нагревостойкости электротехнического изделия.
Приведенные температуры являются фактической температурой изоляции, но не превышением температуры электротехнического изделия. В стандартах на электротехнические изделия обычно нормируют величину превышения температуры, а не фактическую температуру. При разработке стандартов, устанавливая методы измерения и допустимое превышение температуры, следует учитывать такие факторы, как конструкция, температурная проводимость и толщина изоляции, доступность изолированных частей, метод вентиляции, характеристики нагрузки и т. д.
Основанием для установления рациональных температурных пределов изоляции является только опыт или соответствующие испытания (см. ГОСТ 8865–93).
Номинальная мощность всегда зависит от режима работы и продолжительности включения. Наиболее распространены электродвигатели с режимом работы S1, рассчитанные на продолжительный режим работы.
Этот режим предусматривает эксплуатацию с постоянной нагрузкой, длительности которого достаточно для работы двигателя в условиях стабильного теплового режима. Реже используются электродвигатели с кратковременным режимом работы S2, предполагающим эксплуатацию в режиме постоянной нагрузки в течение определенного ограниченного промежутка времени, сопровождаемого паузой с остыванием двигателя до температуры окружающей среды.
Режимы работы электродвигателей определяет стандарт IEC 34 (EN 60034).
Почему выгодно купить электродвигатели в компании «Энерго ВН»?
Классы изоляции обмоток
Срок службы электрических машин в значительной мере зависит от состояния изоляции обмотки статора. Повреждение изоляции обмотки ведет к короткому замыканию – это более трех четвертей всех случаев аварий электрооборудования.
Среди причин повреждения кроме естественного старения, увлажнения и загрязнения обмотки можно назвать длительный завышенный несоответствующий требованиям эксплуатации температурный режим, в результате чего резко падает прочность изоляции.
Дает оценку состояния нагревостойкости и классифицирует системы электроизоляции, а также отражает меру ответственности выбора соответствующий стандарт.
В ГОСТе 8865-93 (МЭК 85-84) четко обозначены классы изоляции обмоток по нагревостойкости с привязкой к соответствующим значениям температуры.
Начинается классификационный ряд с температуры в 90 град. (класс Y). Далее A – 105 град., Е – 120 град., В – 130 град., F – 155 град., Н – 180 град.
Можно привести примеры конкретных изделий из различных видов электрооборудования, имеющих обмотки с тем или иным классом изоляции:
- двигатели погружных насосов серии Иртыш российских КНС – класс изоляции F,
- маломощные двигатели — класс изоляции Е,
- спец. оборудование металлургии и транспорта — класс изоляции Н и пр.
Класс нагревостойкости, иначе температурный индекс, начиная с 200 градусов обозначается числовым значением температуры, для 200 град. – класс 200, для 220 град. – класс 220, для 250 град. – класс 250, затем идет обозначение с шагом в 25 град. (275, 300, 325, 350 и т.д.).
Температура, которая отражает соответствие тому или иному классу изоляции, является максимальным значением рабочей температуры, которой характеризуется данное электрооборудование, работающее при номинальной нагрузке.
Кроме доминирующего воздействия температуры на стойкость изоляции влияет химический состав среды, влажность, вибрация, радиационное излучение и пр.
Есть некоторые особенности класса нагревостойкости для конкретного электрооборудования, которые связаны с тем, что в его конструкции могут использоваться материалы с различной нагревостойкостью.
В различных случаях на классность системы по нагревостойкости по-разному могут влиять материалы, имеющие больший или меньший класс нагревостойкости. Они соответственно могут повышать за счет своего предохраняющего эффекта класс нагревостойкости системы или в другом случае понижать ее.