Elektrik motoru etiketi nasıl okunur?

Etiket ne işe yarar?

Etiket, motorun anma değerleri levhasıdır; IEC makineleri için IEC 60034-1'de tanımlanmıştır. Her değer bir anma değeridir: üreticinin, motorun aşırı ısınmadan sürekli çalışacağını garanti ettiği koşul. Motor bu değerlerle sınırlı değildir, ancak onların ötesinde yüklemek ömrünü kısaltır.

Üç fazlı bir motorun tipik IEC etiketi şöyle okunur:

• 3~ Mot. 4 kW, Δ/Y 230/400 V, 14,2/8,2 A
• 50 Hz, 1440 min⁻¹, cos φ 0,82
• IE3, η %86,6, S1
• Ins. cl. F, IP55, 1,15 SF, IEC 112M

Her alan aşağıda açıklanmıştır.

Güç, gerilim, akım ve frekans

Anma gücü, şebekeden çekilen elektriksel güç değil, milde sağlanan mekanik güçtür. IEC ülkelerinde kW, Kuzey Amerika'da beygir gücü (HP) cinsinden verilir. 1 HP yaklaşık 746 W'tır; yani 4 kW yaklaşık 5,4 HP'dir.

Anma gerilimi ve akımı çift hâlinde gelir. 230/400 V ve 14,2/8,2 A gibi eğik çizgiyle ayrılmış iki değer sırasıyla üçgen ve yıldız bağlantıya aittir (yıldız-üçgen rehberine bakın). Akım her zaman hat akımı, gerilim fazlar arası gerilimdir.

Anma frekansı, motorun sarıldığı beslemedir: 50 Hz ya da 60 Hz. Gerilim orantılı değiştirilirse motor çoğu zaman diğer frekansta da çalışabilir, ancak hız ve fan ile pompalarda yük de onunla birlikte değişir.

Tek fazlı karşılığı basittir: bir gerilim (örneğin 230 V) ve bir akım. Bu durumda mil gücü V × I × η × cos φ ile sınırlanır.

Hız, kutuplar ve kayma

Etiket, tam yükteki hızı dev/dk ya da min⁻¹ olarak verir. Bu hız her zaman senkron hızın, N_s = 120 × f / p, biraz altındadır; yani etiket kutup sayısını da söyler: senkron hız, anma hızının hemen üstündeki standart değerdir.

• 2 kutup: 50 Hz'de 3000 dev/dk, etiket hızı yaklaşık 2850 ile 2950
• 4 kutup: 1500 dev/dk, etiket hızı yaklaşık 1400 ile 1480
• 6 kutup: 1000 dev/dk, etiket hızı yaklaşık 920 ile 980
• 8 kutup: 750 dev/dk, etiket hızı yaklaşık 690 ile 740

Anma kayması etiket hızından çıkar:

s = (N_s − N) / N_s

50 Hz'de 1440 dev/dk'lık bir motorun N_s = 1500 dev/dk ve s = %4'tür. Ayrıntı kayma rehberindedir.

Güç faktörü ve verim

cos φ anma yükteki güç faktörüdür; orta boy motorlarda tipik olarak 0,8 ile 0,9 arasındadır. Mıknatıslama akımı neredeyse sabit kaldığı için kısmi yükte daha düşüktür.

Verim η, anma yükte mil gücünün elektriksel giriş gücüne oranıdır. IEC 60034-30-1 uyarınca verim sınıfları IE1 (standart), IE2 (yüksek), IE3 (premium) ve IE4'tür (süper premium). AB'de IE3, 0,75 kW'tan itibaren çoğu yeni üç fazlı motor için asgari sınıftır (bazı büyük güçlerde daha yüksek sınıflar gerekir).

Elektriksel giriş gücü etiketten çıkar:

P_in = √3 × V × I × cos φ

ve mil gücü P_out = η × P_in'dir. Etiketin tutarlılığını kontrol edin: η × √3 × V × I × cos φ anma güce yakın çıkmalıdır.

Çalışma türü, yalıtım, koruma, gövde ve servis faktörü

• S1 çalışma türü, termal dengeye ulaşana kadar anma yükte sürekli çalışma demektir. S2 kısa süreli, S3 ise S3 %40 gibi belirli bir görev çevrimiyle aralıklı çalışmadır. S1 yazmayan bir motor sürekli çalıştırılırsa aşırı ısınabilir.
• Yalıtım sınıfı, yalıtımın dayandığı en yüksek sargı sıcaklığıdır: B sınıfı 130 °C, F sınıfı 155 °C ve H sınıfı 180 °C. Çoğu modern motor F sınıfıdır ve sıcaklık artışı B sınıfıyla sınırlıdır; bu bir ısıl rezerv bırakır.
• IP55 gibi IP kodu, gövde korumasıdır. İlk rakam toz korumasıdır (5, toza karşı korumalı demektir), ikincisi su korumasıdır (5 su jetleri, 4 sıçrama, 6 güçlü jetler demektir).
• Servis faktörü (SF), motorun sürekli kaldırabileceği aşırı yüktür. SF 1,15, motorun belirtilen koşullarda (besleme, ortam sıcaklığı) anma gücünün %115'ine kadarını daha küçük bir ısıl rezervle sürekli taşıyabileceği anlamına gelir. Çoğu IEC motorunda servis faktörü yazmaz; bu 1,0 demektir.
• IEC 112M gibi gövde boyutu, mil yüksekliğini mm olarak (112 mm) ve taban uzunluğunu (S, M ya da L) verir. Montaj ölçülerini belirler; aynı gövdeden bir yedek motor aynı yere cıvatalanır.

Çözümlü örnek

Etiket: 4 kW, 400 V (yıldız), 8,2 A, 50 Hz, 1440 dev/dk, cos φ 0,82, verim %86,6.

1. Kutuplar: 1440 dev/dk'nın hemen üstündeki senkron hız 1500 dev/dk'dır, dolayısıyla p = 120 × 50 / 1500 = 4 kutuptur. 2. Kayma: s = (1500 − 1440) / 1500 = %4. 3. Giriş gücü: P_in = √3 × 400 × 8,2 × 0,82 ≈ 4,66 kW. Mil gücü 0,866 × 4,66 ≈ 4,0 kW'tır; bu etiketle uyuşur. 4. Kayıplar: 4,66 − 4,00 ≈ 0,66 kW, ısı olarak açığa çıkar. 5. Anma momenti: T = 9550 × P / n = 9550 × 4 / 1440 ≈ 26,5 N·m.

9550 sabiti, ω = 2π × n / 60 olan T = P / ω bağıntısından gelir; P kW cinsindeyken 60 000 / (2π) ≈ 9549 verir. Devrilme ve kalkış momentleri, kataloglarda bu anma momentinin katları olarak verilir.

Asenkron motor simülatörlerinde deneyin

Üç fazlı asenkron motor simülatöründe altı etiket alanı, yani Anma gücü, Anma gerilimi, Anma akımı, Anma frekansı, Anma devri ve Kutup sayısı düzenlenebilir. Varsayılan değerleri 4 kW, 400 V, 8,2 A, 50 Hz, 1440 dev/dk ve 4 kutuptur. 3B motorun güç, gerilim, akım, frekans ve hız değerlerini gösteren bir etiketi vardır.

• Kutup sayısı'nı 2, 6 ve 8 yapın ve Senkron hız göstergesini izleyin: 3000, 1000 ve 750 dev/dk. Anma devri'ni her kutup sayısına uyacak biçimde ayarlayın (örneğin 2850, 960 ve 720 dev/dk); çünkü anma devri senkron hızın altında kalmalıdır.
• Varsayılan 1440 dev/dk Anma devri ile Mekanik yük'ü %100 yapın ve Kayma, Verim ve Güç faktörü değerlerini okuyun. Bunları elle yaptığınız hesapla karşılaştırın. Simülatör verim ve güç faktörünü kendi modelinden tahmin eder, bu yüzden yukarıdaki örnekle tam olarak uyuşmaz.
• %100 yükte Motor momenti göstergesini, simülatörde görünen Çıkış gücü (kW) ve Rotor hızı ile 9550 × P / n değeriyle karşılaştırın.

Tek fazlı asenkron motor simülatörü 0,75 kW, 230 V, 5,2 A, 1400 dev/dk, dört kutuplu varsayılan değerleri kullanır. Etiketinde, 230 × 5,2 = 1196 VA girişe karşılık milde 750 W yazar; bu yüzden verim × güç faktörü en çok 0,63 olabilir.

Simülatörde deneyin