آموزش پلاک خوانی؛ دیوتی سایکل یا رژیم کاری موتور

پلاک خوانی موتور

بسته به نوع استانداردهای ساخت موتور، ویژگی های مختلفی در پلاک هر موتور می توان یافت.

ویژگی های مهم مندرج در پلاک موتور شامل:

1. ولتاژ کاری
2. فرکانس کاری
3. نوع سر بندی مناسب
4. نفوذ پذیری در برابر عوامل محیطی که با IP نمایش داده می شود.
5. نوع و چگونگی نصب با نماد IM
6. فریم سایز موتور
7. نوع و چگونگی حرکت ماده خنک کننده (IC) و … است.

در مقالات گذشته به بررسی برخی پارامترهای موتور از جمله IM، IC و فریم سایز موتور پرداخته ایم. این مقالات می توانند مرجع خوبی برای پلاک خوانی موتور باشند. علاوه بر موارد مذکور، پارامتری به نام دیوتی سایکل (Duty Cycle) یا رژیم کاری که به اختصار Duty نامیده می شود نیز در پلاک وجود دارد. در این مقاله به بررسی این پارامتر موتور ها می پردازیم.

بیشتر بخوانید: برای مطالعه در مورد آموزش پلاک خوانی موتور: IC روی پلاک موتور و آموزش پلاک خوانی موتور IM روی پلاک موتور کلیک کنید

 

 

دیوتی سایکل یا رژیم کاری موتور چیست؟

دیوتی سایکل یا رژیم کاری موتور که با نام های دوره کاری و چرخه کاری هم شناخته می شوند، یعنی نسبت زمان کاری موتور به کل بازه زمانی. برای مثال اگر دیوتی موتور برابر 80 درصد باشد، یعنی موتور 80 درصد مواقع روشن و 20 درصد بازه زمانی خاموش است.

شکل 1- مثال هایی از رژیم کاری

در حالت کلی چرخه کاری به سه دسته چرخه مداوم، چرخه کوتاه مدت، و یا چرخه دوره ای طبقه بندی می شود. اما در تجهیزی مانند موتور این دسته بندی 10 حالت اصلی خواهد داشت، که در ادامه به توصیف این موارد خواهیم پرداخت.

دیوتی سایکل و استانداردهای ساخت موتور

اکثر موتور های ساخته شده بر اساس استاندارد NEMA دارای رژیم کاری مداوم (Continues duty cycle) هستند. NEMA همچنین موتور هایی با چرخه های کاری 15 دقیقه، 30 دقیقه و 1 ساعت تعریف می کند. بازه زمانی تعیین شده برای این چرخه به معنای مدت زمانی است که موتور تا رسیدن به حداکثر دمای کارکرد ایمن با بار کامل کار می کند، سپس دمای موتور باید قبل از این که دوباره کار کند تا رسیدن به دمای محیط خنک شود. شکل 2 مثالی از پلاک موتوری با استاندارد NEMA را نشان می دهد.

شکل 2- پلاک موتور القایی سه فاز با استاندارد NEMA

IEC یک سیستم رتبه بندی چرخه کار پیچیده تر دارد. IEC 60034-1 با نمودارهای گویا به جزئیات بیشتری در مورد تعاریف این دیوتی سایکل ها می پردازد.

دیوتی سایکل در استاندارد IEC

در استاندارد IEC موتور ها از نظر دیوتی سایکل یا دوره کاری به 10 دسته تقسیم می شوند. سازنده این ده دسته را با نمادهای S1، S2،…، S10  در پلاک موتور درج می کند.

دسته اول- دیوی سایکل یا رژیم کاری مداوم (S1)

موتور هایی که در این دسته قرار می گیرند، ممکن است برای مدتی نامحدود کار کنند. بنابراین می توان نوع S1 را به عنوان مدت زمان لازم برای رسیدن موتور به تعادل حرارتی در بار ثابت تعریف کرد.

شکل 3- نمودارهای بار- زمان و دما- زمان در نوع S1 دیوتی سایکل

شکل 3 نمودارهای بار-زمان و دما-زمان را نشان می دهد. T∆ در این نمودارها مبین زمان لازم برای رسیدن موتور به تعادل دمایی است.

دسته دوم- دیوتی سایکل یا رژیم کاری کوتاه مدت (S2)

موتور مناسب برای نوع S2، با شروع به کار در دمای محیط ممکن است برای مدت محدودی کار کند. این موتور در بار ثابت و برای بازه زمانی معین (کمتر از زمانی که برای رسیدن به تعادل دمایی لازم است) کار می کند. بعد از این بازه زمانی خاموش شده و تا تعادل دمایی بین موتور و ماده خنک کننده، خاموش باقی می ماند. معمولا در پلاک موتور نوع دیوتی و به دنبال آن طول بازه زمانی عملکرد موتور درج می شود. برای مثال در پلاک درج شده است:

S2 40min

یعنی این موتور با نوع S2 به مدت 40 دقیقه فعالیت خواهد کرد.

شکل 4- نمودارهای بار- زمان و دما- زمان نوع S2

در نمودارهای شکل 4،  Tc∆ و T0∆ به ترتیب مبین زمان عملکرد در بار ثابت و زمان توقف برای رسیدن به تعادل دمایی است.

دسته سوم- دیوتی سایکل یا رژیم کاری دوره ای متناوب (S3)

نوع S3  شامل چندین رژیم کاری متوالی یکسان است. هر دوره کاری شامل یک بازه زمانی کار در بار ثابت و یک بازه زمانی قطع است. برای درج در پلاک، این نوع همراه با ضریب مدت زمان چرخه خواهد بود (S3 30٪).

شکل 5- نمودارهای بار-زمان و دما- زمان در نوع S3

در نمودارهای شکل 5، Tc∆ و T0∆ به ترتیب مبین زمان عملکرد در بار ثابت و زمان توقف برای رسیدن به تعادل دمایی است. ضریب مدت زمان چرخه نیز از رابطه زیر قابل محاسبه است.

دسته چهارم- دیوتی سایکل یا رژیم کاری دوره ای متناوب با زمان استارت (S4)

نوعS4 ، دنباله ای از چرخه های کاری یکسان تعریف می شود که هر چرخه شامل یک بازه زمانی استارت قابل توجه، یک بازه زمانی کار در بار ثابت و یک بازه زمانی توقف و بازگشت به دمای محیط است. شکل 6 نمودارهای این نوع را نمایش می دهد. در این نمودارها T0 ،∆Tc∆ و *T∆ به ترتیب مبین زمان عملکرد در بار ثابت و زمان توقف برای رسیدن به تعادل دمایی و بازه زمانی استارت است.

شکل 6-نمودارهای بار-زمان و دما زمان نوع S4

برای درج در پلاک، نوع و به دنبال آن ضریب مدت زمان چرخه، ممان اینرسی موتور و ممان اینرسی بار توسط سازنده ارائه می شود.

دسته پنجم- دیوتی سایکل یا رژیم کاری دوره ای متناوب با ترمز الکتریکی (S5)

نوع S5 به عنوان دنباله ای از چرخه های کاری یکسان تعریف می شود که هر چرخه شامل زمان شروع، زمان کار در بار ثابت، زمان ترمز الکتریکی و زمان توقف است. نمودار های این نوع دیوتی سایکل در شکل 7 آمده است.

در این نمودارها  Tf  ،∆T*، ∆T0 ،∆Tc∆  به  ترتیب مبین زمان عملکرد در بار ثابت و زمان توقف برای رسیدن به تعادل دمایی، بازه زمانی استارت و بازه زمانی ترمز الکتریکی است.

شکل 7-نمودارهای بار-زمان و دما-زمان در نوع S5

دسته ششم- دیوتی سایکل یا رژیم کاری دوره ای متناوب با ترمز الکتریکی (S6)

نوع S6 به عنوان دنباله ای از چرخه های کاری یکسان تعریف می شود که هر چرخه شامل یک زمان کار در بار ثابت و یک زمان کار در حالت بدون بار است. هیچ زمانی برای انرژی و استراحت وجود ندارد. یک نام گذاری کامل مخفف نوع و به دنبال آن نشان دهنده ضریب مدت زمان چرخه ای (S6 30%) است. نمودارهای این نوع در شکل 8 آمده است.

شکل 8- نمودارهای بار-زمان و دما-زمان برای نوع S6

دسته هفتم- دیوتی سایکل یا رژیم کاری دوره ای مداوم با ترمز الکتریکی (S7)

نوع S7  به عنوان دنباله ای از چرخه های کاری یکسان تعریف می شود که هر چرخه شامل زمان شروع، زمان کار در بار ثابت و زمان ترمز الکتریکی است. هیچ زمانی برای توقف و استراحت در این نوع وجود نخواهد داشت.

شکل 9- نمودارهای بار-زمان و دما-زمان برای نوع S7

برای درج روی پلاک ابتدا نوع و به دنبال آن ممان اینرسی موتور و ممان اینرسی بار نشان داده می شود.

دسته هشتم- دیوتی سایکل یا رژیم کاری دوره ای مداوم با بار/ سرعت ثابت (S8)

نوع S8 به عنوان دنباله ای از چرخه های کاری یکسان تعریف می شود، که هر یک از دوره ی زمانی کار در بار ثابت با سرعت چرخش از پیش تعیین شده، و به دنبال آن یک یا چند بار کار در بارهای ثابت با سرعت های مختلف چرخش است. شکل 10 نمودارهای این دسته را نشان می دهد.

درج این نوع دیوتی سایکل روی پلاک به این صورت انجام می شود که علاوه بر نوع، ممان اینرسی موتور و ممان اینرسی بار به همراه بار، سرعت و ضریب مدت زمان چرخه ای برای هر شرایط سرعت را نیز ارائه می دهد.

شکل 10- نمودارهای دیوتی S8

دسته نهم- دیوتی سایکل یا رژیم کاری با تغییرات بار و سرعت غیر دوره ای (S9)

نوع S9 به عنوان چرخه ای تعریف می شود که در آن بار و سرعت به طور غیر دوره ای در محدوده عملیاتی مجاز تغییر می کند. این دیوتی سایکل شامل اضافه بارهای مکرر است که ممکن است تا حد زیادی از بار مرجع تجاوز کند.

برای یک موتور S9، درجه بندی که موتور ممکن است به صورت غیر دوره ای در آن کار کند، مشخص شده است. نمودارهای این دسته در شکل 11 آمده است.

شکل 11- نمودارهای بار-زمان و دما-زمان در S9

دسته دهم- دیوتی سایکل یا رژیم کاری با بارها و سرعت های ثابت گسسته (S10)

نوع  S10 به عنوان عملیاتی تعریف می شود که با تعداد معینی از مقادیر مجزای بار مشخص می شود که برای مدت کافی حفظ می شود تا به موتور اجازه دهد به تعادل حرارتی برسد. حداقل بار در طول یک چرخه کاری ممکن است مقدار صفر داشته باشد و مربوط به شرایط بدون بار یا استراحت باشد.

شکل 12- نمودارهای بار- زمان و دما- زمان در S10

پارامترهای نمودارها

Tc∆ : زمان عملکرد در بار ثابت

T0∆ : زمان توقف

*∆T : زمان استارت

Tf∆ : زمان ترمز الکتریکی

Ts∆ : زمان تحت اضافه بار

θ∆ : تفاوت بین افزایش دمای سیم پیچ در هر یک از بارهای مختلف در یک سیکل و افزایش دما بر اساس چرخه کاری S1

 (ref)θ∆ : دما در بار مرجع

چند مثال

پلاک های زیر نمونه هایی از موتور ها با دیوتی سایکل ها (چرخه های کاری) متفاوت است.

شکل 13- پلاک موتور با دیوتی S1

شکل 14- پلاک موتور با دیوتی S4

شکل 15- پلاک موتور با دیوتی S6

نکته: اگر در پلاک دیوتی یا چرخه درج نشده باشد، دیوتی موتور S1 است.

جمع بندی

در این مقاله دو استاندارد NEMA و IEC را برای یکی دیگر از مشخصات پلاک موتور را بررسی کردیم. دیوتی پلاک موتور مشخص می کند موتور در چرخه کاری خود چه میزان از زمان را فعالیت می کند، چقدر ترمز خواهد داشت. در این مورد بررسی کردیم.

مرجعی مناسب برای آموزش این دست اطلاعات پلاک موتور را در دوره « آموزش برق صنعتی ماهر» به راحتی می توانید پیدا کنید.

منبع: kebamerica.com