전동기 절연계급과 사용주위온도에 따른 온도상승

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전동기 절연계급과 사용주위온도에 따른 온도상승

가. 절연 계급[(KSC-4004 전기기기의 절연의 종류), (KSC-4002 회전전기기계 통칙 5.7)]

MOTOR의 사용한계는 주위온도와 MOTOR의 온도상승에 의해 제한되며, 각 절연 계급에 의한 MOTOR의 사용 온도 한계는 아래의 표와 같다.

절연의 종류	내 용	허용최고온도
Y종	목면, 견, 지등의 재료로 구성. 바니스류에 함침 또는 기름에 침투 시키지 않은 것.	90℃
A종	목면, 견, 지등의 재료로 구성. 바니스류에 함침 또는 기름에 침투 시킨 것으로, 단상 motor 절연의 표준으로 사용된다.	105℃
E종	에나멜선용 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 면적층품, 종이 적층품. 삼상 motor 절연의 표준으로 사용된다	120℃
B종	마이카, 석면, 그라스 섬유등의 접착 재료를 이용하여 구성 한 것.	130℃
F종	B종과 같은 재료를 실리콘 알키드 수지등의 접착재료를 이용하여 구성 한 것.	155℃
H종	B종,F종과 같은 재료를 규소수지 또는 동등의 접착재료를 이용하여 구성 한 것.	180℃
C종	생마이카, 석면, 자기등의 단독적으로 구성 된 것 또는 접착재료와 함께 사용한 것.	180℃초과

나. 사용 주위 온도

일반적으로 Motor를 사용할 때에는 주위온도가 -10℃에서 +50℃의 범위에서 사용하는 것이 좋다.
사용 주위온도를 초과하는 장소나 Set에서 사용하는 경우에는 Motor를 운전 한 후의 온도 상승에 의한 온도가 주위 온도에 더 해져 Motor 권선 Coil의 절연 열화와 Ball Bearing의 수명이 현저하게 떨어지며 또한 주위온도가 너무 낮은 곳에서 사용하여도 주로 기동 특성이 문제되고 더불어 Gear Head의 윤할 Grease와 Ball Bearing Grease의 주도가 저하되어 마찰 Torque의 증대로 인하여 기동이 되지 않거나 기동하는데 있어서 시간이 걸립니다.

다. MOTOR의 온도 상승

Motor의 운전중에는 Motor의 내부의 손실(철손, 동손 등)이 전부 열로 되어 Motor의 온도가 상승 합니다. 따라서 Motor의 사용 및 정격은 그 발열에 의해 온도가 규정 이상으로 올라가지 않도록 정해져 있다.
Induction Motor(연속운전 정격)는 운전 시작후 2∼3시간에서 온도가 포화되어 일정 온도가 되며, 또한 Reversible Motor(30분 운전 정격)는 운전 시작후 30분에서 규정 온도 상승에 달하고 그대로 더 운전을 계속하면 온도 상승은 더욱 올라갑니다. 그러나 Reversible Motor를 부하 조건이나 운전 조건(On - Off 운전시) 등에 의하여 온도 상승이 규정 온도에 미달된다면 운전 시간을 연장하여 사용 할 수 있다.

라. 회전기(MOTOR)의 온도 상승 측정 방법( KSC 4002 5.6 참고)

Motor Frame의 중앙부에 온도타점계의 열전대(Thermocouple)를 부착하여 Motor를 운전시켜 Motor Frame부의 온도가 포화되었을 때 온도를 측정하여 주위 온도와의 차를 온도상승이라 하고 단위는 Deg로 하고 있으며, 일반적으로 Motor에서 온도가 가장 높은 부분은 권선부 입니다.
권선부의 최고 허용 온도가 절연 재료의 종류에 의해 K.S규격으로 규정되어 있으며 (상기의 표 "절연 계급에 따른 허용 최고온도" 참조) 일반적으로 E종 절연으로 120℃(주위 온도를 포함한 온도)로 되어 있다.
Motor의 사용 주위 온도의 상한이 50℃이므로 권선부의 온도 상승은 70deg 이하로 관리되며 Motor Frame 표면 온도는 권선부와 약 10℃ ∼ 30℃가 낮으므로 40deg ∼ 60deg가 된다.
전기 용품 안전 관리 법에 의하면 권선부 온도는 주위온도 40℃에서 75deg이하로 규제되어 있으며 허용되는 온도차(Δt)는 아래 기준표를 참조 바랍니다.

구 분	A종절연		E종절연		B종절연		F종절연		H종절연
	온도계법	저항법	온도계법	저항법	온도계법	저항법	온도계법	저항법	온도계법	저항법
고정자권선	50	60	65	75	70	80	85	100	105	125
회전자권선	50	60	65	75	70	80	85	100	105	125
절연물이 근접한 철심	60	-	75	-	80	-	100	-	125	-
베어링	표면에서 측정시 40deg, 메탈에 온도계 소자를 매입하여 측정 할 때는 45deg

온도 상승 측정은 온도계법과 저항법이 있으며, 저항법은 다음의 식으로 구한다.




R1 : 온도상승 시험 전의 권선 저항
R2 : 온도상승 시험 후의 권선 저항
T1 : 온도상승 시험 전의 주위온도
T2 : 온도상승 시험 후의 주위온도
234.5 : 동선의 온도 계수

Motor를 빈번하게 기동, 정지하거나, 회전 방향을 교환하거나, Brake 장치에 의해 순간 정지를 빈번하게 반복하면 Motor의 온도 상승은 더욱 높아지며, Motor의 수명은 온도가 낮을수록 유리하다.

마. 과열 보호 장치

1. Thermally Protected Type Motor
   사용 중에 과부하로 운전되거나, 어떠한 불의의 경우로 Motor가 정지되어 과열되었을 때 보호하기 위하여 온도 과열 보호 장치인 T/P(Thermal Protector)를 권선부에 내장한 제품으로 Ul 규격 인정품, 유럽 전압(220v ∼ 240v 50hz)용 제품에는 과열 보호를 위하여 T/P가 반드시 내장되어 있어야 합니다.
   이 T/P는 열을 감지하는 바이메탈을 채용하여 더욱 접점의 개폐 동작이 빠르며, 이상 온도시 회로를 차단 한후에 온도가 정상적으로 돌아오면 자동적으로 복귀하는 자동 복귀형 Type으로 일반적으로 T.I.사 제품의 120℃±5℃를 많이 사용하고 있다.
   Ul규격 인정품은 Name Plate에 "Thermally Protected"라고 표시되어 있으며, 유럽 전압용 제품에는 과열 보호 장치 표시가 되어 있지 않지만 T/P가 내장되어 있고 내수용은 생산업체에 따라 다르나 대개 제품의 기종명 끝자리에 (T/P)라고 명기되어 있다.
   (Spg Motor의 경우) S8i25gb(T/P), S8r25gb(T/P), S8r25gb-e(T/P)···.
   
2. Impedance Protected Type Motor
   권선의 Impedance를 크게하여, Motor가 구속되었을 때에도 전류(입력)의 증가가 적도록 하여 온도 상승이 허용 최고 온도 이상 넘지 않도록 설계되어 있습니다.
   Ul에서의 A종 구속시의 허용 최고 온도는 150℃이며 표시는 대개 Motor Name Plate에 "Impedance Protected"라고 표시하고, 혹은 "Zp"라고도 표기하기도 합니다.