Quando un motore inizia a funzionare a temperatura ambiente (temperatura ambiente), si riscalda gradualmente a causa della dissipazione di energia interna, provocando un aumento della sua temperatura al di sopra della temperatura ambiente. Questo aumento al di sopra della temperatura ambiente è noto come aumento della temperatura del motore. È un indicatore di prestazione fondamentale che riflette la capacità di dissipazione del calore e l'efficienza di isolamento del motore. Se l'aumento della temperatura del motore supera i limiti specificati, potrebbe causare un degrado dell'isolamento, una riduzione dell'efficienza e persino un guasto del motore.
Per migliorare ulteriormente la sicurezza e la durata del motore, è necessario utilizzare una strategia comune Isolamento di classe F durante la valutazione del motore in base agli standard di aumento della temperatura di classe B. Ciò significa che anche se il motore è costruito con materiali isolanti di Classe F (che hanno una temperatura massima consentita di 155°C), l'aumento di temperatura del motore viene comunque valutato secondo i più severi standard di isolamento di Classe B (che consentono una temperatura massima di 130°C). Aderendo a questo standard più severo, l’affidabilità e la durata del motore aumentano significativamente.
L'aumento della temperatura del motore può essere calcolato utilizzando la seguente formula:
Aumento della temperatura del motore (K) = Temperatura del motore (°C) - Temperatura ambiente (°C)
Ad esempio, se la temperatura di un motore è 80°C mentre la temperatura ambiente è 30°C, l'aumento di temperatura sarebbe:
80°C - 30°C = 50K
L'unità di misura qui utilizzata è il Kelvin (K), dove un aumento di 1K corrisponde ad un aumento di 1°C. Monitorando l'aumento della temperatura del motore, è possibile determinare se il motore funziona entro limiti di sicurezza e decidere se sono necessarie misure di raffreddamento.
Perché valutare l'aumento della temperatura del motore utilizzando gli standard di classe B?
La valutazione dell'aumento di temperatura utilizzando gli standard di Classe B garantisce un margine di sicurezza più elevato per il motore. Sebbene l'isolamento di Classe F abbia una temperatura massima consentita di 155°C, la valutazione del motore secondo lo standard di aumento della temperatura di Classe B inferiore (130°C) fornisce una maggiore affidabilità e prolunga la durata di servizio del motore. Questo approccio di “valutazione declassata” previene efficacemente l’invecchiamento precoce dei materiali isolanti dovuto alle alte temperature e riduce il rischio di guasti al motore causati dal surriscaldamento.
Classi di isolamento e relativi limiti di temperatura
La classe di isolamento di un motore determina direttamente il suo limite di aumento della temperatura. Le classi di isolamento comunemente utilizzate sono classificate in base alle prestazioni termiche del materiale isolante, come mostrato di seguito:
Un isolamento di classe: Temperatura massima consentita 105°C
Isolamento in classe E: Temperatura massima consentita 120°C
Isolamento di classe B: Temperatura massima consentita 130°C
Isolamento di classe F: Temperatura massima consentita 155°C
Isolamento di classe H: Temperatura massima consentita 180°C
La tabella seguente fornisce un confronto tra le classi di isolamento B, F e H:
Dalla tabella possiamo vedere che l'isolamento della Classe B ha un limite di aumento della temperatura di 80K, mentre la Classe F e la Classe H sono rispettivamente di 105K e 125K. Quando utilizziamo l'isolamento di Classe F ma valutiamo il motore secondo gli standard di Classe B, dobbiamo controllare rigorosamente l'aumento della temperatura al di sotto di 80 K, garantendo un margine di sicurezza più elevato per il motore.
Vantaggi dell'utilizzo della valutazione dell'aumento della temperatura di classe B
Maggiore affidabilità del motore: Il minore aumento della temperatura riduce lo stress termico sui materiali isolanti, ritardandone l'invecchiamento e prolungando la durata del motore.
Prestazioni migliorate in ambienti difficili: I motori valutati secondo gli standard di Classe B offrono prestazioni migliori e funzionano in modo più stabile in ambienti ad alta temperatura, elevata umidità o polverosi.
Rischio di guasto ridotto: Se la temperatura di un motore può essere mantenuta ben al di sotto del limite della Classe F, la probabilità di guasti causati dal surriscaldamento viene notevolmente ridotta.
Standard nazionali per l'aumento della temperatura del motore
In Cina, per garantire che i motori possano adattarsi alle diverse condizioni ambientali, la norma nazionale specifica che la temperatura dell’aria di raffreddamento dei motori deve essere fissata a 40°C. Questo standard consente ai motori di funzionare stabilmente durante tutto l'anno in diverse regioni. Una volta determinata la temperatura massima del mezzo di raffreddamento (ad esempio l'aria), i produttori possono definire i limiti di aumento della temperatura del motore in base alla classe di isolamento e alle condizioni ambientali.
Metodi per misurare l'aumento della temperatura del motore
La misurazione accurata dell'aumento della temperatura del motore è essenziale per garantire un funzionamento sicuro. Di seguito sono riportati due metodi comuni utilizzati:
Metodo di resistenza: Si tratta di misurare la resistenza dell'avvolgimento dopo l'arresto del motore e di convertirla in temperatura. Sebbene sia preciso, richiede una misurazione rapida per garantire l'accuratezza.
Metodo del sensore di temperatura incorporato: Questo metodo prevede l'integrazione di sensori di temperatura direttamente nel motore per misurare la temperatura. Anche se questo metodo presenta errori inferiori, il sensore potrebbe non trovarsi sempre al punto di temperatura più alta del motore, quindi solitamente viene considerato un margine di 5°C.
Cosa succede se l'aumento della temperatura del motore supera i limiti?
Se l’aumento della temperatura di un motore supera i limiti consentiti, può causare diversi problemi:
Degrado dell'isolamento: Le alte temperature accelerano l'invecchiamento dei materiali isolanti, riducendone le proprietà isolanti.
Efficienza ridotta: Il surriscaldamento aumenta le perdite di energia, provocando un calo di efficienza.
Danni al motore: Il funzionamento continuo al di sopra del limite di aumento della temperatura può causare guasti all'isolamento, con conseguente bruciatura o guasto totale del motore.
Esempio del mondo reale
Ad esempio, se la targa di un motore specifica un aumento di temperatura consentito di 90 K e la temperatura ambiente è di 35 ° C, la temperatura massima dell'avvolgimento non deve superare:
35°C + 90K = 125°C
Se la temperatura dell'avvolgimento supera i 125°C, i materiali isolanti all'interno del motore potrebbero cedere, causando gravi danni.
Tuttavia, se il motore è costruito con isolamento di Classe F e valutato secondo gli standard di aumento della temperatura di Classe B, la temperatura operativa effettiva sarà molto inferiore alla soglia massima dell’isolamento, migliorando notevolmente la sicurezza e l’affidabilità del motore.
Conclusione: miglioramento della sicurezza del motore con la valutazione dell'aumento della temperatura di classe B
Sebbene l'isolamento di Classe F consenta una temperatura massima di 155°C, valutare il motore secondo gli standard di aumento della temperatura di Classe B è un approccio più sicuro. Questo metodo previene efficacemente l'invecchiamento precoce dei materiali isolanti dovuto alle elevate temperature di esercizio e riduce il rischio di guasti al motore.
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