مواد عایقی و سیستم ایزولاسیون در الکتروموتور

مواد عایقی و سیستم ایزولاسیون در الکتروموتور

  از آنجایی که الکتروموتورهای القایی تجهیزاتی با طراحی ساده و ساختاری تنومند می باشند طول عمر آنها وابسته به سطح کیفی مواد ایزولاسیون ( عایقی ) بکار رفته در آنها منحصرا وابسته است. رطوبت، لرزش، محیطی با خورندگی بالا و عوامل دیگر بر ایزولاسیون موتورهای الکتریکی تاثیر می گذارند. در این میان دمایی که مواد ایزولاسیون در هنگام کار با آن موجه می شوند بسیار مهم تر و با اهمیت تر است.

عمر الکتروموتورها با افزایش دما به اندازه 8% تا 10% بیشتر از دمای کلاس عایقی، نصف می گردد و توصیه می شود کاربران موتورهای الکتریکی برای اطمینان از طول عمر بیشتر الکتروموتورهای خود از سنسورهای حرارتی بر روی سیم پیچ ها استفاده گردد.

وقتی صحبت از تاثیر دما بر کاهش طول عمر موتور به میان است منظور از آن افزایش ناگهانی دمایی که باعث سوختن ایزولاسیون می شود نیست. به صورت عمومی در طول مدت کارکرد موتور، دما بسیار پایین تر از دمایی است که بر ایزولاسیون آن تاثیر بگذارد. لذا طول عمر عایقی به پیری پیوسته مواد ایزولاسیونی اطلاق می شود که به حالت خشکی رسیده و خاصیت عایقی خود را از دست داده اند. بعنوان یک نتیجه جانبی باید متوجه باشید که این طول عمر عایقی به تاثیر ناگهانی ناشی از ولتاژ مخربی که باعث اتصال کوتاه گردیده است، مربوط نمی شود.

اگر دمای کارکرد در محدوده و یا پایین تر از آن باشد، به صورت تجربی انتظار براین است که عایق موتور باید تا ابد پابرجا و سالم بماند. هرگونه افزایش دما بیش از این حدود باعث کاهش متناسب طول عمر الکتروموتور می گردد. چنین محدوده دمایی بسیار از دمایی که باعث سوختن عایق می شود، پایین تر است و به نوع مواد استفاده شده نیز بستگی دارد. این محدوده دمایی به ” محدوده داغ ” عایق مربوط می شود و نه تمام ایزولاسیون . به زبان دیگر، یک نقطه ضعیف عایقی کافی است تا کل سیم پیچ را تخریب کند.

با افزایش استفاده از درایوها ( کنترل کننده های فرکانسی ) برای کنترل سرعت موتورهای الکتریکی القایی لازم است که دیگر شاخصه های موثر در کارکرد الکتروموتور با درایو نیز در سیستم ایزولاسیون لحاظ گردد.

مواد عایقی

 مواد عایقی برای شار جریان الکتریکی بعنوان مانع یا محدود کننده  و یا جهت دهنده آن عمل می کنند. هرچند وظیفه اصلی مواد عایقی در وهله اول جلوگیری از اتصال الکتریکی از سیم به زمین یا به محلی با پتانسیل کمتر می باشد با این حال بعنوان نگهدارنده مکانیکی، حافظ سیم ها از پوسیدگی ناشی از عوامل محیطی و در نقش منتقل کننده گرما به محیط بیرون نیز عمل می کنند.  

بنابر نیاز و طراحی سیستم ایزولاسیون، از گازها، مایعات و مواد جامد برای عایق کاری تجهیزات الکتریکی استفاده می شود. سیستم های عایقی بر کیفیت تجهیزات تاثیر گذارند و نوع و کیفیت مواد عایقی بر هزینه، وزن ، کارایی و طول عمر مفید تجهیزات نیز موثرند.

سیستم ایزولاسیون یا عایق بندی الکتروموتور

ترکیبی از دو یا چند ماده مورد استفاده در تجهیزی الکتریکی، سیستم ایزولاسیون را ایجاد می کنند. چنین ترکیبی در موتورهای الکتریکی شامل سیم، عایق داخلی شیارهای استاتور، عایق بالایی شیارهای استاتور، ایزولاسیون کلاف به کلاف، وارنیش و/ یا رزین می باشد. هر ماده ای که اتصال و تماس فیزیکی با سیم پیچ نداشته باشد جزو سیستم ایزولاسیون قرار نمی گیرد.

کلاس های دمایی

از آنجا که دمای محصولات الکترومکانیکی از عوامل اصلی فرسودگی مواد عایقی و سیستم ایزولاسیون می باشد، کلاس بندی گرمایی مرجع مشخص و تصویب شد که به صورت جهانی مورد استفاده قرار می گیرد.

مواد عایقی و سیستم ایزولاسیون براساس میزان مقاومت در مقابل گرما در یک دوره زمانی طولانی طبقه بندی شده اند. جدول زیر طبقه بندی مواد عایقی و سیستم ایزولاسیون را نشان می دهد.

کلاس های دمایی به شرح زیر برای مواد عایقی و سیستم ایزولاسیون مشخص شده است:

این جدول نشان می دهد که کلاس دمایی ارایه کننده حداکثر دمایی است که تجهیزات الکترومکانیکی هنگامی که با بار نامی کار می کنند می توانند بدون اینکه بر طول عمر آنها اثر منفی گذاشته شود بدان حد برسند. طبقه بندی گرمایی مواد یا سیستم براساس مقایسه با مواد و سیستم های شناخته شده و مشهور بوده است. اگرچه در چنین مواردی که هیچ ماده مرجعی  وجود نداشته باشد، کلاس دمایی می تواند بر اساس منحنی ( گرافیک آرنیوس – Arrhenius Graphic) خرابی برای یک دوره زمانی مشخص سنجیده شود. ( IEC 216 specifies 20,000/hours ).

مواد عایقی در سیستم های ایزولاسیون در الکتروموتورها

طبقه بندی محصول با یک کلاس دمایی مشخص نشان دهنده این نیست که هر ماده ایزولاسیون بکار رفته در آن محصول از یک ظرفیت دمایی ( کلاس دمایی ) یکسان برخوردار می باشد. محدوده دمایی برای یک سیستم ایزولاسیون ربط مستقیمی به ظرفیت گرمایی مستقل هر یک از مواد تشکیل دهنده آن سیستم ندارد. در یک سیستم کارایی دمایی یک ماده می تواند بوسیله شاخصه های حفاظتی مشخص ماده ای که مورد استفاده در آن سیستم می باشد بهبود یابد. برای مثال ماده ای با کلاس F ( 155 درجه سانتیگراد ) می تواند هنگامیکه تجهیز با وارنیش کلاسH   (  180 درجه سانتیگراد )  پوشیده می شود، کارایی اش بهبود یابد.

 

” منبع راهنمای الکتوموتور WEG “

ترجمه و تالیف

هانی ادیب آزاد

مدیر فنی شرکت ویستا جم صنعت

شهریور

1398