آموزش پلاک خوانی؛ فریم سایز موتور

پلاک خوانی موتور چیست؟

به عنوان یک مهندس برق می دانید که مشخص کردن اطلاعات عملکرد و راه اندازی یک موتور بدون پلاک، چالشی بزرگ خواهد بود. بنابراین پلاک عامل مهمی در شناسایی مشخصات موتور است. پلاک خوانی گام نخست در انتخاب صحیح الکتروموتور برای کاربردهای مختلف بوده و یک مهارت ضروری برای مهندس برق است. بسته به نوع استاندارد، تقریبا همه اطلاعات موتور در پلاک درج می شوند. این اطلاعات شامل فرکانس، نوع موتور، نوع سربندی، ولتاژ کاری، نحوه نصب، فریم سایز و … است.

در مجموعه مقالات آموزش پلاک خوانی، با عنوان «آموزش پلاک خوانی موتور: IM روی پلاک موتور چیست؟» و «آموزش پلاک خوانی موتور: IC روی پلاک موتور» اطلاعات مفیدی را ارائه کرده‌ایم.

در این قسمت به بررسی موضوع فریم سایز موتور می پردازیم.

فریم سایز موتور چیست؟

فریم سایز در پلاک موتور همان ابعاد بدنه موتور است. سازنده این مقادیر را بسته به استاندارد ساخت موتور با اعداد و نماد های مختلفی در پلاک درج می کند. فریم سایز موتور بر اساس توان موتور استاندارد سازی می شود، یعنی هرچه توان موتور بالاتر سایز آن هم بزرگ تر. فریم سایز پلاک موتور بیان کننده فاصله پایه ها، ابعاد شفت و قطر حفره ها در موتور است که بر اساس دو استاندارد NEMA و IEC قابل بیان است.

یک دسته بندی خاص از فریم سایز ها شامل دسته اورجینال، فریم های “U” و فریم های “T”  است.

با این که از سال 1964 از فریم های T استفاده می شود، اما هنوز موتور هایی با فریم U در صنعت هستند که باید جایگزین شوند. همچنین بسیاری از موتورهای موجود در صنعت مربوط به سال های قبل از 1952 هستند و در واقع عمرشان به پایان رسیده و باید جایگزین شوند. لذا وجود یک مرجع استاندارد برای جایگزینی صحیح مورد نیاز است.

فریم سایز موتور در استاندارد NEMA

استاندارد NEMA برای موتور های الکتریکی کاملا شناخته شده و در آمریکای شمالی بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. در این استاندارد فریم سایز موتور ها مطابق جدول 1 خواهد بود (اعداد بر حسب اینچ بیان شده اند). در این جدول حروف و نمادها مطابق با شکل 1 به صورت زیر تعریف می شود. در این استاندارد حروف به این معنا هستند:

D: فاصله بین خط مرکزی شفت تا زیر پایه از دید روبرو

E: نصف فاصله مرکز دو پایه از دید روبرو

F: نصف فاصله مرکز دو پایه از دید جانبی

BA: فاصله نقطه اتصال شفت تا مرکز پایه

U: قطر شفت

N-W: طول شفت

اعداد فریم سایز پلاک موتور در این استاندارد به طور مستقیم به فاصله بین خط مرکز شفت تا زیر پایه از دید روبرو (D) بستگی دارد. اعداد فریم سایز معمولا دو یا سه رقم هستند، که با توجه به آن ها اندازه D قابل اندازه گیری است.

اگر فریم سایز سه رقمی باشد، D برابر است با دو رقم سمت چپ تقسیم بر 4.

برای مثال فرض کنید فریم سایز موتوری برابر است با 144AT، مقدار D برابر است با 3.5 = 14/4 اینچ.

در فریم سایز سه رقمی، رقم سوم نشان دهنده فاصله بین سوراخ های نصب موازی با پایه است.

اگر فریم سایز دو رقمی باشد، D برابر است با دو رقم تقسیم بر 16.  یعنی پارامتر D موتوری با فریم سایز 56، برابر است با، 3.5 = 56/16 اینچ.

شکل 1- هندسه مبین حروف و نمادها در استاندارد NEMA

جدول شماره 1- اطلاعات مربوط به مقادیر فریم سایز مطابق با استاندارد NEMA

فریم سایز موتور در استاندارد IEC

یکی دیگر از استانداردهای معروف تجهیزات الکتریکی استاندارد IEC است. بر خلاف استاندارد NEMA که معمولا در آمریکای شمالی استفاده می شود، این استاندارد در تمامی جهان مورد استفاده است. فریم سایز پلاک موتور در این استاندارد مطابق جدول 2 خواهد بود. نمادهای این جدول برگرفته از شکل 2 هستند. حروف موجود در این استاندارد به صورت زیر توصیف می شوند:

A: فاصله بین نقطه مرکزی پایه از دید روبرو

B: فاصله بین نقطه مرکزی پایه از دید جانبی

D: قطر شفت

E: طول شفت

H: فاصله بین خط مرکزی شفت تا زیر پایه از دید روبرو

شکل 2- هندسه مبین حروف و نمادها در استاندارد IEC

جدول شماره 2- جدول مقادیر فریم سایز مطابق با استاندارد IEC

حروف مختلف در فریم سایز موتور

در استاندارد NEMA

همانطور که در جداول استاندارد NEMA در این مقاله مشاهده کردید، فریم سایز موتور ها معمولا با حروف خاصی همراه هستند. معنی این حروف را در این بخش بررسی می کنیم.

حرف C: این حرف نشان می دهد که موتور روی فلنج نصب شده است. این محبوب ترین نوع موتور نصب شده است و دارای الگوی پیچ خاصی در انتهای شفت است که امکان نصب را فراهم کند.

شکل 3- موتور با حرف C در فریم سایز

D: حرف D مشخص کننده موتوری با نوع خاصی از فلنج است که در انتهای شفت نصب شده است. در این موتور  قطر فلنج بزرگ تر از بدنه موتور است و دارای سوراخ های خالی مناسب برای نصب است. این موتور ها به اندازه موتور های C  محبوب نیستند.

شکل 4- موتور با حرف D  در فریم سایز

H: در برخی از موتور های 56 استفاده می شود، H در پلاک موتور نشان می دهد که پایه برای نصب مناسب است.

شکل 5- موتور با حرف H در فریم سایز آن

J: این موتورها برای سرویس “جت پمپ” با محور فولادی ضد زنگ و صفحه استاندارد 56C ساخته می شوند.

شکل 6- موتور با حرف J در فریم سایز آن

JM: این موتور شفت خاصی دارد.

شکل 7- موتور با حرف JM در فریم سایز آن

JP: مشابه موتور JM دارای شفت خاصی است.

شکل 8-موتور با حرف JP در فریم سایز آن

S: استفاده از حرف S در فریم سایز، نشان دهنده این است که موتور دارای شفت کوتاه است. این موتور ها طوری طراحی شده اند که مستقیماً از طریق یک کو پلینگ انعطاف پذیر به بار کوپل شوند. آن ها در کاربردهایی که از تسمه برای هدایت بار استفاده می شود، استفاده نمی شوند.

T” : T” نشان می دهد که موتور طبق استاندارد از 1964 به بعد است.

شکل 9- موتور با حرفT در فریم سایز آن

U” : U” نشان می دهد که موتور مربوط به دوره (1952 تا 1964) است.

شکل 10- موتور با حرف  U در فریم سایز آن

Y” : Y” به این معنی است که موتور دارای پیکربندی ویژه است. نمی توان دقیقاً تشخیص داد که پیکربندی ویژه چیست، اما نشان می دهد که برای نصب های غیر استاندارد است.

شکل 11- موتور با حرفY  در فریم سایز آن

Z: نشان دهنده وجود یک شفت خاص است که دارای طول بیشتر، بزرگتر یا دارای ویژگی های خاص است.

به عنوان مثال، پسوند حرف Y نشان دهنده شرایط نصب ویژه و Z نشان دهنده ابعاد ویژه شفت است موتورهایی که هیچ حرف پسوندی ندارند (به غیر از 42، 48 و 56) طبق استانداردهای قبلی NEMA ساخته شده اند.

نکته: حروف پیشوند اغلب توسط سازندگان (مانند G184T) برای نشان دادن طول کلی موتور استفاده می شود، اما نشان دهنده تفاوت در ابعاد نصب استاندارد NEMA نیست.

در استاندارد IEC

حروف در اساندارد IEC به سه حرف S، M و L محدود می شود.  این حروف به ترتیب نشان دهنده Small، Medium و Large(Long) اشاره دارند. تفاوت این حروف در اندازه فاصله بین نقطه مرکزی پایه از دید جانبی (B) موثر است.

تغییرات فریم سایز موتور و دما

تلاش ها برای به دست آوردن فریم هایی با اسب بخار بیشتر، باعث شد که موتورهایی تولید شوند که بتوانند با دماهای بالاتر کار کنند. لذا این مورد، باعث شد تا موتوری با اسب بخار بیشتر در یک فریم فشرده شود.

برای مثال، موتور های فریم “U” برای استفاده در کلاس عایقی A طراحی شده اند و دارای رنج دمای 105 درجه سانتی گراد هستند.

موتور فریم “T” بر اساس کلاس عایقی B با رنج دمایی 130 درجه سانتی گراد طراحی شده اند. این افزایش در تحمل دما باعث شد که اسب بخار بیشتری در فریم با اندازه یکسان جمع شود. زیرا با افزایش اسب بخار، باید اندزه ی شفت و بیرینگ ها نیز افزایش یابد.

بنابراین، می بینیم که:

فریم اصلی 254 (5 اسب بخار در 1800 دور بر دقیقه) دارای شفتی با ابعاد زیر است.

فریم 254U (7.5 اسب بخار در 1800 دور بر دقیقه) دارای شفتی با ابعاد زیر است.

فریم کنونی 254T (15 اسب بخار در 1800 دور بر دقیقه) دارای شفتی با ابعاد زیر است.

قطر بیرینگ ها نیز برای تطبیق با شفت های بزرگ تر و بارهای سنگین تر ( با اسب بخار بالاتر) افزایش یافته است.

مثال

موتور با پلاک شکل 3 را در نظر بگیرید، همانطور که در شکل مشخص شده است، فریم سایز این موتور برابر است با 254T. بنابراین طبق استاندارد نما (جدول 1)، ابعاد این موتور را می توان به صورت شکل 4 استنباط کرد.

شکل 12- فریم سایز پلاک موتور

شکل 13- ابعاد موتور با توجه به فریم سایز پلاک و جدول 1 استاندارد NEMA

پلاک موتور شکل 5 را به عنوان مثالی دیگر در نظر بگیرید. فریم سایز این موتور برابر 80 بیان شده است.

شکل 14- پلاک موتور با استاندارد IEC و فریم سایز 80

بنابراین، این موتور ابعادی مشابه شکل 6 خواهد داشت.

شکل 15- ابعاد موتور با توجه به استاندارد IEC و جدول 2

جمع بندی

در این قسمت از سریال پلاک خوانی به موضوع ابعاد قاب موتور یا فریم سایز پلاک موتور پرداختیم. مبحث فریم سایز یکی از گسترده ترین مباحثی است که در موضوع پلاک خوانی می توان به آن پرداخت. در این مقاله موضوع فریم سایز را از دید دو استاندارد NEMA و IEC بررسی کرده و با مثالی چگونگی استخراج این پارامتر را از پلاک موتور آموختیم.

پلاک خوانی از اصول مهم صنعت برق است که انتخاب، راه اندازی، نصب و عملکرد صحیح موتور به آن وابسته است. در “دوره آموزش برق صنعتی ماهر“ به بررسی کامل و جامع پلاک خوانی پرداخته و این موضوع را به طور مفصل بررسی کرده ایم. این دوره راهنمای خوبی برای مهندسانی است که می خواهند به جایگاه شغلی مناسبی در صنعت برق دست یابند.

منبع: en.wikipedia.org