درجة حفاظت کاربرد

IP 23 پمپهای کولر آبی .

IP 44 تابلوهای برق برای نصب در ساختمانها و محوطه های سرپوشیده.

IP 54 تابلوهای برق و الکتروموتورها مصارف عمومی.

IP 55 تابلوهای برق و الکتروموتورها کاربرد وسیع در صنعت.

IP 56 تابلوهای برق و الکتروموتورهای نصب شده در کشتیها و مصارف دریایی.

IP 67 تابلوهای برق و الکتروموتورهای نصب شده در کشتیها و مصارف دریایی، کاربرد محدود و خاص.

IP 68 الکتروپمپهای مستغرق، پمپهای فاضلابی، پمپهای کفکش و لجن کش، کاربرد وسیع.

سازندگان، اغلب الکتروموتورها را با درجه حفاظت IP 55 تولید کرده و بیشترین کاربرد را صنعت تهویه ( صنعتی و مطبوع ) را دارد ، و از ساخت الکتروموتورهای با IP 67 و IP 68 صرفنظر کرده یا به صورت محدود تولید مینمایند. معمولاً تولیدکنندگان الکترو پمپهای مستغرق، یا خود مستقیماً الکتروموتورهایی با IP 68 تولید میکنند یا با تمهیدات خاصی، درجة حفاظت الکتروموتورهای IP 55 را تا IP 68 بالا میبرند.

کلاس عایقی :

انجمن بین المللی تولیدکنندگان تجهیزات الکتریکی (NEMA)، عایق بندی موتورها را با توجه به درجه حرارت موتور در محیط های مختلف کاری، در چهار کلاس A، B، F و H طبقه بندی نموده است:

توجه: موتورها اغلب در کلاس F و به ندرت در کلاس A کار میکنند. موتورها قبل از شروع به کار، تحت تأثیر دمای محیط اطراف خود قرار دارند که اصطلاحاً آن را دمای محیط «Temperature Ambient» میگویند.

در NEMA، برای تمام کلاس های عایق بندی، دمای ابتدایی 40 درجة سانتی گراد با یک رنج حرارتی به صورت زیر، استاندارد شده است:

کلاس B 80 درجة سانتیگراد

کلاس F 105 درجة سانتیگراد

کلاس H 130 درجة سانتیگراد

وقتی موتور استارت میخورد، دما افزایش مییابد؛ و هر کلاسی، یک دمای مجاز مشخص دارد. ترکیبی از دمای محیط و دمای مجاز معادل ماکزیمم، دمای سیم پیچها خواهد بود؛ به عنوان مثال، در کلاس F، با فاکتور سرویس 1، دما میتواند به اندازة 105 درجه افزایش یابد. بنابراین داریم:

حداکثر حرارت کلاس B 80+40=120℃

حداکثر حرارت کلاس F 105+40=145℃

حداکثر حرارت کلاس H 130+40=170℃

که اکثر هواکش های صنعتی با کلاس F و جت فن ها با کلاس H

نکته: با یک بازة مجاز حرارتی (مثلاً 10 درجه) گرمترین نقطه در مرکز سیم پیچ را (Hot Sport) نامیده میشود.

در کلاس F، این بازه 10 درجه است؛ بنابراین مرکز سیم پیچ دارای بیشترین مجاز 155 درجه خواهد بود. دمای کاری موتور در کارآیی و طول عمر کاری موتور بسیار مهم است، تا جاییکه 10 درجه افزایش دما از بالاترین حد مجاز، باعث کاهش عمر طبقه بندی موتور به اندازة 50% می¬شود.

بازده :

در دسامبر 1997 در نشستی که با حضور 55 کشور دنیا در کیوتو ژاپن برگزار شد، نمایندگان این کشورها پذیرفتند تا اقدامات لازم برای کاهش انتشار آلودگی¬های زیست محیطی را اجرا کنند. 38 کشور صنعتی، توافق کردند که بین سالهای 2012-2008، تا متوسط 5% انتشار آلودگی را کاهش دهند، علاوه بر این نیز اتحادیة اروپا نیز برای کاهش 8 درصدی انتشار آلودگی، کمیتهای ویژه تشکیل داد.

در اکتبر 1998 اتحادیة اروپا و CEMEP کمیته سازندگان ماشینهای الکتریکی و الکترونیکی) توافق کردند که سه کلاس راندمان برای موتورهای الکتریکی تعریف شود. این توافق، کمک میکرد تا راندمان موتورهای الکتریکی بهبود یافته و همزمان، انتشار گاز دی اکسیدکربن کاهش یابد. با این توافق، موتورهای با راندمان EFF3 ( پایین ترین کلاس راندمان ) کاهش قابل ملاحظه ای در بازار پیدا کرد.

استفاده از سوختهای فسیلی برای تولید الکتریسیته، منبع عمدة انتشار گازهای گلخانه ای است، که به همین خاطر، صنایع نقش عمده ای در کاهش انتشار زیان بار این گازها خواهند داشت. با افزایش راندمان، فرایندهای تولید و نصب تجهیزات با راندمان بالا، صنایع برق کمتری مصرف خواهند کرد و به دنبال آن نیز برق کمتری تولید خواهد شد. موتورها در حدود 65% انرژی مصرفی در صنایع را به خود اختصاص میدهند. موتورهای با راندمان بالا میتوانند نقش عمده ای را در کاهش انتشار دی اکسیدکربن ایفا نمایند.

مزایای موتورها با راندمان بالا :

کاهش هزینه های انرژی، یکی از راه هایی است که به شرکتها اجازه میدهد تا همچنان در بازار رقابتی باقی بمانند. نصب موتورهای با راندمان بالا در هواکش ها ، یکی از راه های کاهش هزینه های انرژی میباشد. حتی افزایش اندک در راندمان، باعث کاهش هزینه های طول عمر موتور (شامل هزینه های عملکرد و سربه سر) خواهد شد.

یک موتور با راندمان بالا (Energy efficient motor)، همان قدرت (توان) خروجی را تولید میکند اما توان ورودی الکتریکی (kw) کمتری نسبت به موتورهای با راندمان استاندارد مصرف میکند. این راندمان بالا از راه های زیر به دست میآید:

استفاده از ورقهای با کیفیت بالاتر و نازکتر در استاتور، به منظور کاهش تلفات هسته.

استفاده از مس بیشتر در اسلاتها برای کاهش تلفات.

مطالعات، نشان میدهد برای یک موتور 11kw با کارکرد سالانه 8000 ساعت در سال، به مدت 15 سال الکتروموتور با راندمان بالا (91%) نسبت به الکتروموتور با راندمان استاندارد (89%) در حدود 300/37 کیلووات ساعت برق کمتری مصرف میکنند. توجه داشته باشید که این اختلاف راندمان، فقط 2% است. همچنین میزان انتشار گاز دی اکسیدکربن برای تولید 200/37 کیلووات ساعت برق اضافی برای موتور با راندمان استاندارد، حدود 17000 کیلوگرم میباشد؛ به همین نسبت، میزان نفت اضافی مصرفی 700، و میزان گاز اضافی مصرفی 600 کیلوگرم است.

توجه: اعداد فقط برای یک الکتروموتور است؛ در حالیکه میلیونها الکتروموتور در سال تولید و به کار گرفته می¬شود.

سایز فریم و موقعیت نصب الکتروموتور:

سایز الکتروموتورها را با شمارة فریم آنها مشخص میکنند. شمارة فریم الکتروموتورها، عبارت است از فاصلة عمودی پایة الکتروموتور تا خط مرکزی محور آن برحسب میلیمتر.

موتورها برای یک ولتاژ داده شده سیم پیچی میشوند و برای ولتاژهای دیگر نیز، مورد استفاده قرار میگیرند.

نکته: بازده، ضریب قدرت و سرعت تقریباً ثابت می ماند.

محیط های انفجاری و الکتروموتورهای ضد انفجار (Ex):

قبل از بررسی الکتروموتورهای ضد انفجار، به توضیح کوتاهی پیرامون محیط های انفجاری در فضاهای عملیاتی نیاز است. در مورد طبقه بندی فضاهای عملیاتی صنایع، از نظر آتش سوزی و انفجار، دو استاندارد در سطح جهانی مطرح است که عبارتند از:

1) استاندارد ملی برق آمریکا (NEC)

در این استاندارد، فضاهای صنعتی بر حسب نوع مواد آتشزا، ابتدا به سه رده (Class) با تعاریف زیر تقسیم بندی شده است:

Class1: فضایی است که در آن، گازهای قابل اشتعال موجود باشد، مانند: تأسیسات نفتی و ...

Class2: فضایی است که در آن، غبارهای قابل اشتعال از قبیل غبار ذغال سنگ، غبار منیزیم، آلومینیوم و ... موجود باشد، و

Class3: فضایی است که در آن، فیبرهای قابل اشتعال مانند: پنبه، کنف، براده¬های چوب و ... موجود باشد.

NEC هر یک از Classهای بالا را بر حسب احتمال آتش سوزی، به دو بخش تقسیم میکند که هر کدام را یک Division مینامند.

تعریف هر Division به اختصار چنین است:

Class Divisiona1: شامل فضاهایی است که در شرایط عادی بهره برداری از تجهیزات، گازها یا بخارات قابل اشتعال در فضا پراکنده شوند.

Class Division2 : شامل فضاهایی است که در شرایط عادی، عاری از گازها و بخارات آتش زا بوده ولی در حالت غیرعادی، به دلیل از کارافتادگی و خرابی تجهیزات، گازها به فضای کار وارد شده و منطقه، خطرساز می-شود. فضاهای مجاور Divisiona1 را Division2 میگویند.

2) استاندارد بین المللی (IEC)

استاندارد IEC، که در اروپا و بیشتر کشورهای جهان به کار میرود، فقط شامل فضاهایی است که در آنها گازها و بخارات قابل اشتعال وجود داشته، Class1 استاندارد NEC را شامل میشود و در صنایع شیمیایی و هیدروکربنی کاربرد دارد. در این استاندارد، فضاها بر حسب میزان گازهای قابل اشتعال، به سه Zone یا منطقه تقسیم بندی میشوند که عبارتند از:

Zone 0: فضاهایی است که در آن، گاز و هوای قابل اشتعال موجود بوده و برای مدت طولانی وجود خواهد داشت (بیش از 1000 ساعت در سال)؛ این فضا در استاندارد آمریکایی Division1 محسوب میشود. لازم به یادآوری است که معمولاً در Zone0 هیچ الکتروموتور ضد انفجار یا تجهیزات برقی نصب نمیگردد.

Zone1 فضاهایی است که در آن، مخلوط گاز و هوا به میزان قابل اشتعال در شرایط عادی بهره برداری، بطور متناوب وجود ندارد (بین 10 تا 1000 ساعت در سال). این فضاها نیز در Divisiona1 قرار میگیرند.

Zone2: فضاهایی است که در شرایط عادی بهره برداری، مخلوط گاز و هوا به میزان قابل اشتعال وجود نداشته و یا در صورت وجود، برای مدت کوتاهی تداوم خواهد داشت (بین 1 تا 10 ساعت در سال). این فضاها در Division2 قرار میگیرند.

روش کدبندی براساس استاندارد آمریکایی NEC 505:

در این روش، به ترتیب, Class Zone : علامت ضدانفجار (Ex)، نوع حفاظت سیستم، تعیین گروه بندی دستگاه و درج زیرگروه گازی، حداکثر درجه حرارت مجاز سیستم و در انتها، شماره IP آورده میشود. به عنوان مثال:

Class 1 Zone 1 ExD IIC T6 IP66 نمونه ای از استاندارد آمریکایی است.

روش کدبندی براساس استاندارد اروپایی IEC:

ابتدا در این روش، علامت ضدانفجار (Ex)، و سپس به ترتیب نوع حفاظت موتور، گروه¬بندی گازی دستگاه (I,II) و تقسیم بندی آن، حداکثر درجه حرارت مجاز سیستم و در انتها، شمارة IP آورده می¬شود. به عنوان مثال:

Exd IIC T4 IP55 نمونه ای از استاندارد اروپایی است.

یادآوری: در هر دو روش، پس از نوشتن کدها یا قبل از آن، مشخصات کامل الکتروموتور از قبیل: قدرت، ولتاژ، آمپر، مدل، سازنده، سال ساخت و ... روی پلاک قید میگردد.

به صورت کلی، مطابق استاندارد IIM اروپا، الکتروموتورهای ضدانفجار از 4 بخش زیر تشکیل میگردد:

4, 3, 2, 1

حداکثر درجه حرارت

سطح موتور گروه کلاس موتور

IC,IIC یکی از حروف d,p,e,n که بیانگر نوع حفاظت موتور است.

عبارت ثابت EEx

توجه 1: عبارت EEx مشخص کنندة الکتروموتورهای قابل استفاده در مناطق خطرناک انفجاری بوده و نشان دهنده ضدانفجار بودن الکتروموتور است.

توجه 2: حروف نشان دهنده نوع حفاظت موتور، که به شرح زیر است، درست بعد از EEx نوشته میشود:

EExd: در این موتورهای ضدانفجار، اگر جرقه یا احترافی صورت گیرد، به هیچ وجه به خارج الکتروموتور انتشار نیافته و باعث احتراق در محیط نمیگردد. این موتورها، دارای پوشش و پوستة ضخیمی بوده و وزن آنها بیشتر از مدلهای ضدانفجار مشابه دیگر است. محدودة کاری این موتورها، در Zone1 و محیط های انفجاری خطرناک میباشد.

EExde: نشان دهنده این است که علاوه بر الکتروموتور، ترمینال آن نیز ضدانفجار بوده و از امنیت بالاتری برخوردار است.

EExp: در این الکتروموتورهای ضدانفجار، محیط داخلی الکتروموتور، توسط هوا یا یک گاز بی اثر تحت فشار قرار گرفته و بدین ترتیب، اتمسفر داخل موتور، از اتمسفر خارجی جدا میشود و احتمال بروز انفجار در محیط بیرونی کاهش یافته یا از آن جلوگیری میشود. این موتورها را میتوان در حوزة کاری 1 مورد استفاده قرار داد.

EExn: : به این موتورها، ضد جرقه نیز میگویند و در ساخت آنها، تمهیداتی در نظر گرفته شده تا در هنگام کار در شرایط عادی و غیرعادی، هیچگونه جرقه ای ( که باعث احتراق اتمسفر انفجاری محیط گردد) ایجاد نشود. درجة انفجاری EExn پایینتر از EExdبوده و در حالیکه در حوزة 2 محیط های انفجاری کاربرد دارد، در حوزه 1 استفاده نمیگردد.

EExe: : مشابه موتورهای EExn بوده که تمهیدات سختگیرانه تری برای بهبود در شرایط کاری آنها انجام گرفته است. این موتورها نیز که در حوزه 2 کاربرد دارند، در شرایط خاص، در حوزه 1 نیز استفاده میشوند.

نکته: به طور کلی، الکتروموتورهای ضدانفجار از نظر امنیت به ترتیب عبارتند از:

EEx de> EEx d>EEx p> EEx e>EEx n

اگر دستگاه شامل ترکیبی از انواع حفاظت باشد، به جای استفاده از یک حرف بعد از عبارت EEx، از چند حرف استفاده میشود که نشان دهندة حفاظت های مختلف الکتروموتور است.

نوع حوزه موتورهای قابل استفاده :

حوزه صفر استفاده از هیچ نوع موتورالکتریکی مجاز نمیباشد.

حوزه یک استفاده از موتورهای با حفاظت EExe,EExp,EExd مجاز است.

حوزه دو استفاده از موتورهای با حفاظت EExn,EExe,EExp,EExd مجاز میباشد.

نکته: الکتروموتورهای ضدانفجار، بسته به قابلیت استفاده در مناطق خطرناک، به دو گروه تقسیم میشوند:

الف) گروه I: موتورهایی هستند که در معادن و در محیط هایی که غبار ذغال سنگ و دیگر غبارهای قابل اشتعال در آن وجود دارد استفاده میگردند.

ب) گروه II: موتورهایی هستند که در مناطق هیدروکربنی و فضاهایی که گازهای قابل اشتعال در آن وجود دارد بکار

میروند. این گروه شامل 3 زیر مجموعه میباشند.

توجه: نوع IIC آن، دارای بالاترین حفاظ ایمنی است.

دسته بندی موتورهای الکتریکی قابل استفاده در مناطق خطرناک:

گروه I موتورهایی که در معادن نصب میشوند

گروه II موتورهایی که در سایر مناطق خطرناک نصب میشوند، شامل سه دسته فرعی مقابل میباشند. IIA این گروه معمولاً شامل گازها و بخارات اتان، پروپان، بوتان، پنتان، هگزان، هپتان، اکتان، نوتان، دکان، استیک اسید، استون، متانول، تولوئن، اتیل استات و ... می¬باشند.

IIB مهم ترین گازهای این گروه معمولاً اتلین، دی متیل اتر، اتیل اتر، دی اتیل اتر، اکسید اتیلن و ... میباشند.

IIC از مهمترین بخارها و گازهای موجود در این گروه میتوان به هیدروژن، دی سولفید کربن، استیلن و اتیل نیترات اشاره نمود.

نکته: از آنجایی که تماس گازها و بخارهایی با قابلیت بالقوه انفجار، با یک سطح داغ هم میتوانند باعث انفجار الکتروموتور گردند، لازم است که حداکثر دمای سطح داخلی و خارجی موتورهای ضدانفجار نیز، تحت کنترل قرار گرفته و دقت شود که با حفظ یک فاصلة ایمنی از میزان دمای احتراق، گازهای موجود در محیط بیشتر نگردد.

توجه: استاندارد، توصیه میکند که دمای الکتروموتور باید 20% کمتر از دمای احتراق مخلوط گازی قابل انفجار در محیط نصب باشد. این درجه¬بندی را، با حرف T نمایش داده و برحسب نوع استاندارد، از T1-T6 تقسیم بندی مینمایند و در زیرطبقهبندی T1-T6 را نشان میدهد.

جدول 10

UL 69B CELENEN

EN 50014 BS SS01-1 IEC 79-0 Max-Surface

Temperature

in℃

T1: 450

T2: 300

T2A: 280

T2B: 260

T2C: 230

T2D: 215

T3: 200

T3A: 180

T3B: 165

T3C: 160

T4: 135

T41: 120

T5: 100

T6: 85

برای مثال، در الکتروموتوری با درجه حرارتی T4، حداکثر درجه حرارت کلیه قسمت های موتور از 135 درجة سانتیگراد تجاوز نمیکند.

یادآوری: کلاس حرارتی الکتروموتور و حداکثر دمای سطح، دو پارامتر کاملاً متفاوت بوده و نباید با هم اشتباه گرفته شوند.

و حال بر اساس مطالب فوق میتوانیم بهترین انتخاب الکتروموتور ، برای هواکش و دیگر صنایع با کاربری های خاص را انتخاب نماییم .