Nikola Matulić: Električna ispitivanja niskonaponskih elektromotora povećane sigurnosti. II. (c1 – c7)

Ex-Bilten 2018. Vol. 46, br. 1-2

Električna ispitivanja niskonaponskih elektromotora

povećane sigurnosti

Electrical testing of low-voltage electric motors

of increased safety Nikola Matulić, mag. ing. el.

KONČAR-MES d.d., Fallerovo šetalište 22, Zagreb, Hrvatska

e-mail: nikola.matulic@koncar-mes.hr

Sažetak— Članak opisuje proces električnog ispitivanja elektromotora izvedenih u zaštiti povećana sigurnost prema normi EN 60079-7:2015, kategorije 2G, razine zaštite Gb i oznake zaštite "eb". U članku se obrađuju i mehanički zahtjevi za pripremu elektromotora za ispitivanje te specifičnosti električnog ispitivanja poput mjerenja temperatura u nazivnom radu, u stanju zakočenog rotora i u pogonu preko frekvencijskog pretvarača. Također je opisan način određivanja vremena tE.

Ključne riječi— povećana sigurnost, elektromotor, vrijeme tE, temperaturni prirast, zakočeni rotor (kratki spoj), pogon preko frekvencijskog pretvarača

Abstract— The article deals with the process of electrical testing of electric motors in protection increased safety according to EN 60079-7: 2015, category 2G, protection level Gb and protection marking "eb". The article also deals with mechanical requirements for the preparation of the electric motor for testing, as well as particularities of electrical testing such as measurement temperatures in the nominal condition, in the condition of locked rotor and in the condition supplied by inverter. Determination of tE time is described too.

Keywords— increased safety, electric motor, time tE, temperature rise, locked rotor (short circuit), frequency inverter drive

I. UVOD

Elektromotori povećane sigurnosti nalaze svoju primjenu u zonama opasnosti 1 i 2, mjesta primjene skupine II, gdje u normalnom pogonu ne iskre i imaju ograničeno zagrijavanje. Mogu biti izvedeni kao oprema kategorije 2 ili kao oprema kategorije 3. To su električni uređaji koji su izvedeni tako da se ne očekuje pojava kvara koji bi iskrom, lukom ili pregrijavanjem bilo kojeg dijela (čak i kod zakočenog rotora) iznad temperaturnog razreda mogao zapaliti moguće prisutnu eksplozivnu atmosferu. Kod elektromotora kategorije 3 koji su namijenjeni samo za primjenu u zoni opasnosti 2 promatra se stanje očekivanog kvara, odnosno preopterećenje elektromotora. Zaštita se sastoji od mehaničke zaštite aktivnog dijela pod naponom od štetnog utjecaja vode i prašine, poboljšanog izolacijskog sustava te pouzdanih električnih spojeva i

ograničenog zagrijavanja u normalnom radu, pa tako i u slučaju kvara kod zakočenog rotora. Kod stanja zakočenog rotora određuje se vrijeme tE, odnosno najviše dopušteno trajanje zakočenja rotora. Sklopnik za zaštitu motora odabran je prema vrijednostima potvrđenim za omjer struje pokretanja i nazivne struje (Ik/In) te vremena tE tako da se u slučaju kvara zbog blokiranja rotora elektromotor isključi s izvora napajanja unutar vremena tE. Svi elektromotori povećane sigurnosti (Končar MES tipska oznaka 5/7 AZS) projektirani su prema IEC 60079-0, IEC 60079-7 normama.

Jedna od novosti posljednjeg izdanja norme 60079-7 (IEC 60079-7:2015, Izdanje 5.0) jest promjena oznake zaštite iz "e" u "eb" ili "ec". Oznaka "eb" odnosi se na elektromotore kategorije 2, a oznaka "ec" na elektromotore kategorije 3. Kod elektromotora kategorije 3 nije potrebno razmatrati očekivani kvar te određivati vrijeme tE.

U navedenom izdanju norme također su detaljnije propisani načini mjerenja temperatura pri određivanju vremena tE.

I. ODREĐIVANJE VREMENA tE

Specifičnost elektromotora povećane sigurnosti

kategorije 2 koja ih razlikuje od elektromotora kategorije 3 (zaštita "ec") jest vrijeme tE u kojem motorna zaštitna sklopka (najčešće bimetal) mora isključiti motor s napajanja ako dođe do zakočenja rotora.

To vrijeme tE određeno je električnim svojstvima elektromotora (temperaturni prirast statora/rotora, omjer potezne i nominalne struje) i ograničavajućim temperaturama (temperaturni razredi – T3, T4… ili izolacije). Ako je motor deklariran za razred T3 i klasu izolacije F, ograničavajuća temperatura je 200 °C (T3) iako je temperaturni limit klase F niži (155 °C). To je zbog toga što izolacija u klasi F mora kratkotrajno izdržati temperaturu od 210 °C (norma IEC 60079-7:2015, točka 4.8.3.).

Za određivanje vremena tE uvijek se odabire nepovoljniji slučaj (manje vrijeme tE) zagrijavanja u nazivnom radu i kratkom spoju; to može biti kombinacija stator-stator ili rotor-rotor.

Nikola Matulić: Električna ispitivanja niskonaponskih elektromotora povećane sigurnosti. II. (c2 – c7)

Ex-Bilten 2018. Vol. 46, br. 1-2

Slika 1. Grafički prikaz određivanja vremena tE

Oznake na slici 1. prikazuju sljedeće: A – maksimalna dopuštena temperatura okoline (°C) koju definira proizvođač motora

B – stagnirana temperatura u trajnom radu pri nazivnim uvjetima (Un, fn, P2n)

C – ograničavajuća temperatura (temperaturni razred ili izolacija)

1 – temperaturni prirast u stalnom radu pri nazivnim uvjetima

2 – temperaturni prirast u kratkom spoju

Da bismo odredili vrijeme tE za zadani elektromotor/namot, potreban nam je i logaritamski graf koji povezuje vrijeme tE i omjer struje pokretanja i nazivne struje Ik/In.

Slika 2. Ovisnost vremena tE o omjeru struje pokretanja i nazivne struje Ik/In

Važno je naglasiti da vrijeme tE ne smije biti manje od 5 s, a omjer struje pokretanja i nazivne struje ne smije biti veći od 10.

II. PRIPREMA MOTORA ZA ISPITIVANJE

Za električno ispitivanje elektromotora povećane sigurnosti potrebno je obaviti određene predradnje, odnosno pripremu elektromotora za ispitivanje. To se ponajprije odnosi na bušenje rupe u prednjem ležajnom štitu za mjerenje temperature rotora tijekom ispitivanja u stalnom radu (pogon S1) i doradu rotora za ispitivanje zagrijavanja u kratkom spoju.

Bušenje rupe u štitu provodi se tako da rupa bude po mogućnosti u razini kratkospojnog prstena rotora kako bi pristup rotoru kontaktnim termometrom (termopar) bio što lakši (slika 3.). Nakon zaustavljanja motora termoparom se snima temperatura rotora (tzv. hlađenje rotora) svakih 15 sekundi u 4-5 minuta. Interpolacijom u vrijeme 0 (vrijeme isključenja) dobije se temperatura rotora pri isključenju.

Slika 3. Uvod termoparova za mjerenje temperature rotora

Dorada rotora odnosi se na glodanje utora do njegovih štapova. Prema normi, ispitivanje zagrijavanja u kratkom spoju rotora mora se provesti na najmanje dva rotorska štapa međusobno udaljena 90 električnih stupnjeva. U mehaničkim stupnjevima to je 90° za 2-polne motore, 45° za 4-polne motore, 30° za 6-polne motore itd. Ako se ispitivanje provodi na dva štapa, tada se, također prema normi, izmjerene vrijednosti na najtoplijem izmjerenom mjestu moraju uvećati za 10%. Ako dva štapa nisu međusobno udaljena točno 90, 45 ili 30 stupnjeva (što je najčešće slučaj), odabiremo onaj štap koji je najbliži zadanoj vrijednosti. Nadalje, svaki se štap mora ispitati na tri mjesta: kratkospojnom prstenu, početku štapa i na sredini štapa/rotora. Sve se mjere uzimaju gledajući s pogonske strane jer je situacija na stražnjoj strani termički povoljnija zbog boljeg vlastitog hlađenja motora.

Na slici 4. prikazan je dorađeni rotor motora 5AZS 80A-4. Sve dorade potrebne za ispitivanje izvode se tako da se na karakteristike motora utječe u što je moguće manjoj mjeri. Dubina utora je 0,5 mm (da se u njega mogu položiti termoparovi), a širina je 2 mm (najmanje što je bilo moguće s postojećim alatima).

Slika 4. Rotor pripremljen za postavljanje termoparova

Iako se ispitivanje zagrijavanja u kratkom spoju ne provodi u vrtnji, termoparove je potrebno privremeno fiksirati da bi se poslije mogli ponovno iskoristiti, slika

Nikola Matulić: Električna ispitivanja niskonaponskih elektromotora povećane sigurnosti. II. (c3 – c7)

Ex-Bilten 2018. Vol. 46, br. 1-2

5. (rotor nakon ispitivanja zagrijavanja u kratkom spoju).

Slika 5. Način postavljanja termoparova

III. ISPITIVANJE NA SINUSNOM NAPAJANJU I ANALIZA REZULTATA

Sva električna ispitivanja provode se u skladu s normama IEC 60034-1, IEC 60034-30 i IEC 60079-7.

Ispitivanja koja se provode mogu biti: mjerenje radnog otpora namota, kontrola dielektrične čvrstoće izolacije visokim naponom, snimanje karakteristike

kratkog spoja i momentne linije, kontrola zagrijavanja kod nazivnog tereta i nazivnog napona, snimanje karakteristike opterećenja, kontrola zagrijavanja na +/-10% Un (Un je nazivni napon elektromotora), snimanje karakteristike praznog hoda, mjerenje izolacijskog otpora stroja, kontrola zagrijavanja rotora kod stagnacije pri nazivnom teretu, kontrola zagrijavanja statora i rotora u kratkom spoju i kontrola međuzavojne izolacije povišenim naponom napajanja.

Najprije se provodi kontrola zagrijavanja statora i rotora u kratkom spoju. Taj se pokus izvodi na nazivnom naponu i frekvenciji. Elektromotor se drži zakočen u kratkom spoju otprilike 30 sekundi, nakon čega se isključuje s napajanja. Termoparovi (TT-T-36) koji se nalaze u poglodanim utorima rotora sve to vrijeme registriraju vrijednosti temperature uz slobodno odabrano vrijeme uzorkovanja (u našem slučaju 1 s). Preko modula KRYPTON akvizicijska stanica DEWETRON sakuplja podatke koje poslije obrađujemo da bismo dobili rezultat kao na slici 6. Krivulja najtoplijeg izmjerenog mjesta na rotoru prikazana na slici uvećana je za 10% u odnosu na stvarno izmjerene vrijednosti.

Slika 6. Dijagram izmjerenih temperatura

Zagrijavanje statora u kratkom spoju provodi se preko metode mjerenja otpora. Prvo se izmjeri hladni otpor statora, zatim se nakon isključenja motora na stezaljkama mjeri otpor. Prva izm jerena vrijednost je 5 sekundi nakon isključenja te se svakih 5 sekundi zapisuje vrijednost otpora u idućih 30 sekundi. Otpor

pri isključenju odredi se interpolacijom u vrijeme 0 (vrijeme isključenja) (slika 7.).

Nikola Matulić: Električna ispitivanja niskonaponskih elektromotora povećane sigurnosti. II. (c4 – c7)

Ex-Bilten 2018. Vol. 46, br. 1-2

Slika 7. Određivanje vrijednosti otpora u trenutku isključenja

Da bismo te vrijednosti otpora pretvorili u vrijednosti temperature, koristimo se sljedećim izrazom:

pri čemu je: ‐ Rpo - otpor nakon isključenja ‐ Rpr - otpor prije pokusa - hladni otpor ‐ Tapr - temperatura okoline prije pokusa ‐ Tapo - temperatura okoline nakon isključenja.

Uvećanjem prirasta temperature za temperaturu okoline dobije se apsolutna temperatura statora.

Slika 8. Određivanje temperature statora

Ako se želi potvrditi elektromotor i za 60 Hz, tada se zagrijavanje u kratkom spoju mora provesti i na nazivnom naponu (440 V za Končar MES) pri 60 Hz.

Nakon pokusa zagrijavanja u kratkom spoju radi se demontaža motora i vađenje termoparova te ponovna montaža i priprema elektromotora za daljnje ispitivanje. Sljedeći pokusi su standardni za ispitivanje motora, a svakako su nam najzanimljiviji ispitivanje zagrijavanja i pokus kratkog spoja. Nije

nužno slijepo se držati redoslijeda izvođenja pokusa, ali uobičajeni redoslijed ispitivanja je sljedeći: snimanje momentne linije, snimanje karakteristike kratkog spoja, zagrijavanje do stagnacije na nazivnom naponu i +/- naponima, snimanje karakteristike opterećenja, snimanje karakteristike praznog hoda, mjerenje izolacijskog otpora stroja i kontrola dielektrične čvrstoće izolacije visokim naponom.

Potrebno je napomenuti da karakteristika kratkog spoja nije isto što i zagrijavanje u kratkom spoju. Kod karakteristike kratkog spoja na pet različitih napona, od nazivnog prema nižem, mjere se moment, struja i snaga motora u stanju zakočenog rotora. Taj nam je pokus bitan zbog određivanja omjera struje pokretanja prema nazivnoj struji Ik/In.

Zagrijavanje do stagnacije najprije se provodi na nazivnom naponu Un pa zatim na +10% Un i -10% Un. Kod snimanja zagrijavanja svakih pola sata snima se linijski otpor namota statora te se za svaku izmjerenu vrijednost prema prije navedenom izrazu računa temperaturna vrijednost. Smatra se da je motor stagnirao kada je prirast temperature statora unutar jednog sata manji ili jednak 2 K. Temperatura rotora određuje se mjerenjem na kratkospojnom prstenu nakon stagnacije i interpolacijom u vrijeme 0 (vrijeme isključenja), a još se dodatno mjere temperature okoline, kućišta, prednjeg ležajnog štita, svornjaka priključne pločice i okoline unutar priključnog ormarića. Nakon zagrijavanja na nazivnom naponu slijedi kontrola zagrijavanja na +/-10% naponima, pri čemu se moment održava konstantnim.

Za određivanje vremena tE potrebno nam je samo zagrijavanje na nazivnom naponu (jer mogućnost pogreške istodobnog znatnog pada napona mreže i kvara zakočenja rotora vrlo je mala, odnosno nije jedan od očekivanih kvarova), ali kontrola zagrijavanja na +/- naponima provodi se u svrhu kontrole elektromotora u stalnom radu za zadani temperaturni razred (T4, T3…) i najvišu dopuštenu temperaturu okoline.

Nakon toga slijedi snimanje karakteristike opterećenja koje nam je također vrlo zanimljivo jer ako elektromotor ne upada u traženi temperaturni razred, iz opterećenja možemo kalkulativno odrediti za koju snagu P2 bi motor zadovoljavao traženi temperaturni razred. Na nekoj reduciranoj snazi P2' iz karakteristike opterećenja kalkulativno se odredi nova nazivna struja In', a preko nje novi omjer Ik/In' i novi temperaturni prirast u stagnaciji ∆ ' s pomoću sljedećeg izraza:

∆′

∆

Nikola Matulić: Električna ispitivanja niskonaponskih elektromotora povećane sigurnosti. II. (c5 – c7)

Ex-Bilten 2018. Vol. 46, br. 1-2

Kako namot ostaje isti, tako ostaje ista i karakteristika kratkog spoja i zagrijavanje u kratkom spoju. Za reduciranu snagu na nazivnom se naponu ponovno snima zagrijavanje do stagnacije u stalnom radu (samo na nazivnom naponu – na reduciranoj snazi će ionako zagrijavanje u stagnaciji biti manje) te se nakon toga računa vrijeme tE već opisanim postupkom.

Od pokusa se još radi kontrola dielektrične čvrstoće izolacije visokim naponom i mjerenje izolacijskog otpora te snimanje karakteristike praznog hoda.

Potpuno je isti postupak za ispitivanje motora i određivanje tE na 60 Hz, Un_60 Hz, P2_60 Hz.

Nakon ispitivanja slijedi analiza rezultata koja se uglavnom svodi na određivanje vremena tE u odnosu na zadani temperaturni razred i najvišu dopuštenu temperaturu okoline.

U tablici I. prikazane su sve izmjerene vrijednosti nakon stagnacije, uz dodatno objašnjenje nekih mjernih točaka na slici 9. Na temelju ove tablice i zagrijavanja u kratkom spoju (slike 6. i 8.) određuje se vrijeme tE.

Slika 9. Mjerna mjesta u priključnoj kutiji

TABLICA I. IZMJERENE VRIJEDNOSTI U NAZIVNOM RADU

TABLICA II. IZMJERENE VRIJEDNOSTI TEMPERATURE I VRIJEME TE

P2 = 0,55 kW

P2 = 0,45 kW

P2 (kW) 0,535 0,55 0,558

U (V) 360 400 440

f (Hz)

I (A) 1,487 1,463 1,579

T1 (°C) 45,5 42,2 44,1

T2 (°C) 47,7 44,4 47,3

T_kuć (°C) 47,1 44,1 46,2

T_ps (°C) 48,2 45 46,6

Ta (°C) 24,6 23,9 24,5

T_stat (K) 65,6 59,4 66,6

T_rot (°C) * 81,5 77,3 78,9

T_rot (K) 56,9 53,4 54,4

50

Ta_max (°C) Temp. class* Tdop (°C) T_stat (K) T_stat_ks (K) tE (s) T_rot (K) T_rot_ks (K) tE (s)

T3 (195°C) 155 59,4 95,6 24 53,4 101,6 >30

T4 (130°C) 90 59,4 30,6 8 53,4 36,6 17

T3 (195°C) 145 59,4 85,6 21 53,4 91,6 >30

T4 (130°C) 80 59,4 20,6 5 53,4 26,6 12

T3 (195°C) 135 59,4 75,6 19 53,4 81,6 >30

T4 (130°C) 70 59,4 10,6 <5 53,4 16,6 7

40

50

60

STATOR ROTOR

Ta_max (°C) Temp. class* Tdop (°C) T_stat (K) T_stat_ks (K) tE (s) T_rot (K) T_rot_ks (K) tE (s)

T3 (195°C) 155 45,7 109,3 28 40,3 114,7 >30

T4 (130°C) 90 45,7 44,3 11,5 40,3 49,7 25

T3 (195°C) 145 45,7 99,3 25,5 40,3 104,7 >30

T4 (130°C) 80 45,7 34,3 9 40,3 39,7 19

T3 (195°C) 135 45,7 89,3 23 40,3 94,7 >30

T4 (130°C) 70 45,7 24,3 6 40,3 29,7 13

50

60

STATOR ROTOR

40

Nikola Matulić: Električna ispitivanja niskonaponskih elektromotora povećane sigurnosti. II. (c6 – c7)

Ex-Bilten 2018. Vol. 46, br. 1-2

U slučaju ispitanog motora 80 A-4 (0,55 kW) nepovoljniji slučaj zagrijavanja u stagnaciji i kratkom spoju jest stator-stator. Prema logaritamskom grafu tE_min vs. Ik/In na slici 2., za omjer Ik/In = 4,1 vrijeme tE

ne smije biti manje od 12 sekundi. Pri najvećoj dopuštenoj temperaturi okoline 40 °C zadovoljen je temperaturni razred T3 uz vrijeme tE = 24 s. Pri najvećoj dopuštenoj temperaturi okoline 50 °C zadovoljen je temperaturni razred T3 uz vrijeme tE = 21 s. Pri najvećoj dopuštenoj temperaturi okoline 60 °C zadovoljen je temperaturni razred T3 uz vrijeme tE = 19 s. Temperaturni razred T4 nije zadovoljen ni pri jednoj najvećoj dopuštenoj temperaturi okoline te je zbog toga motor ispitan na reduciranoj snazi (0,45 kW). Rezultati su dani u tablici III.

TABLICA III. IZMJERENE VRIJEDNOSTI U NAZIVNOM RADU

Prema slici 2. tE_min u odnosu na Ik/In, za omjer Ik/In = 4,5 vrijeme tE ne smije biti manje od 9,5 sekundi. Pri najvećoj dopuštenoj temperaturi okoline 40 °C zadovoljen je temperaturni razred T4 uz vrijeme tE = 11,5 s i temperaturni razred T3 uz vrijeme tE = 28 s. Pri najvećoj dopuštenoj temperaturi okoline 50 °C zadovoljen je temperaturni razred T3 uz vrijeme tE = 25,5 s, a pri najvećoj dopuštenoj temperaturi okoline 60 °C zadovoljen je temperaturni razred T3 uz vrijeme tE = 23 s. Objašnjenje oznaka u tablicama:

‐ Ta_max je najviša dopuštena temperatura okoline, a Temp. class* je maksimalna dopuštena temperatura temperaturnog razreda umanjena za rezervu koja iznosi 5 °C

‐ Tdop je najveća dopuštena temperatura koja se smije pojaviti u motoru za zadani temperaturni razred (Temp. class* - Ta_max)

‐ ΔT_stat i ΔT_stat_ks (Tdop - ΔT_stat) odnose se na zagrijavanje u stalnom radu i zagrijavanje u kratkom spoju

‐ tE je vrijeme koje je potrebno da se postigne temperaturni prirast ΔT_stat_ks u kratkom spoju.

IV. PRIPREMA MOTORA ZA ISPITIVANJE PREKO FREKVENCIJSKOG PRETVARAČA

Pri mjerenju temperature rotora kod napajanja preko pretvarača frekvencije nije nužno, ali je poželjno s vremena na vrijeme testirati točnost mjerenja temperature kontaktnim termoparom na kratkospojnom prstenu. Za mjerenje, odnosno određivanje najviše temperature rotora ovdje su odabrane ljepljive termotrake TESTO. Termotraka se zalijepi na bilo koji dio rotora elektromotora i njezino glavno svojstvo jest da "zapamti" najvišu dostignutu temperaturu na tom mjestu koja se manifestira promjenom boje na traci.

Na slici 10. je prikaz rotora nakon ispitivanja, pri čemu su upotrijebljene navedene termotrake. Rezultati ispitivanja, odnosno kontrole su zadovoljavajući – unutar 5 °C kako je deklarirao proizvođač traka.

V. ISPITIVANJE PREKO FREKVENCIJSKOG PRETVARAČA I ANALIZA REZULTATA

Ispitivanje elektromotora povećane sigurnosti preko frekvencijskog pretvarača u dvije se stvari razlikuje u odnosu na prethodno navedena ispitivanja; napajanje se obavlja preko frekvencijskog pretvarača umjesto preko sinusnog izvora mreže i ne snima se zagrijavanje u kratkom spoju.

Zagrijavanje u kratkom spoju i vrijeme tE nisu potrebni jer frekvencijski pretvarač ne dopušta stanje kratkog spoja. Najveće preopterećenje koje frekvencijski pretvarač optimiran po snazi prema pogonjenom motoru može dati jest oko 1,5×In u trajanju od 60 s.

Slika 10. Rotor pripremljen za ispitivanje - napajanje preko frekvencijskog pretvarača

P2 (kW) 0,45

U (V) 400

f (Hz) 50

I (A) 1,312

T1 (°C) 41,4

T2 (°C) 43,6

T_kuć (°C) 45,3

T_ps (°C) 43,6

Ta (°C) 27,2

T_stat (K) 45,7

T_rot (°C) * 67,5

T_rot (K) 40,3

Nikola Matulić: Električna ispitivanja niskonaponskih elektromotora povećane sigurnosti. II. (c7 – c7)

Ex-Bilten 2018. Vol. 46, br. 1-2

Kako je frekvencijski pretvarač elektronički uređaj koji nema masu za apsorpciju toplinske energije, pogonjeni elektromotor uvijek treba biti opremljen termičkom zaštitom koja će zaštititi i motor i frekvencijski pretvarač od pregrijavanja. Ugrađena termička zaštita obično se nalazi u statorskom namotu i izravno ga štiti od pregrijavanja. Ispitivanjem se potvrđuje da u radu elektromotora neće doći ni do pregrijavanja rotora.

Prije samog ispitivanja potrebno je definirati frekvencijski raspon i uvjete ispitivanja. Končar MES standard je 10 Hz uz redukciju momenta (0,7×Mn), 20 Hz i 50 Hz uz konstantni moment Mn te 60 Hz uz konstantnu snagu P2 i napon Un. Na 10 Hz i 20 Hz napon je proporcionalan frekvenciji.

Ispitivanje se svodi na zagrijavanje do stagnacije na svakoj od četiri frekvencije, snimanje preopterećenja i snimanje točaka na +/-10% Un, a redoslijed ispitivanja je 50 Hz, 60 Hz, 20 Hz, 10 Hz. Cilj ispitivanja jest da ni u kojem trenutku, bilo u stagnaciji ili preopterećenju, temperaturni prirast rotora i/ili statora ne dosegne vrijednost iznad granice zadanog temperaturnog razreda uz najvišu temperaturu okoline.

U tablici IV. prikazani su rezultati ispitivanja motora preko frekvencijskog pretvarača u nazivnom radu i pri preopterećenju, pri čemu su:

U1 napon na ulazu u pretvarač

U2 napon na izlazu iz pretvarača

Ipr/In omjer struje preopterećenja i nazivne struje na danoj frekvenciji.

Pogonjen preko pretvarača, motor zadovoljava temperaturne razrede T3 i T4 uz temperaturu okoline Ta = 40 °C te temperaturni razred T3 uz temperature okoline Ta = 40/50/60 °C.

TABLICA IV. IZMJERENE VRIJEDNOSTI - NAPAJANJE PREKO PRETVARAČA FREKVENCIJE

VI. ZAKLJUČAK

Ispitivanje elektromotora povećane sigurnosti kategorije 2, oznake zaštite "eb" razlikuje se od ispitivanja standardnih industrijskih elektromotora upravo zbog posebnih zahtjeva norme protueksplozijske zaštite IEC 60079-7. Kod ovih elektromotora provodi se ispitivanje zagrijavanjem i u slučaju očekivanog kvara (preopterećenja, odnosno zakočenja rotora). Tipsko ispitivanje elektromotora kategorije 3, oznake zaštite "ec" (Končar MES tipska oznaka AZN) može se preslikati po uzoru na tipsko ispitivanje elektromotora oznake zaštite "eb" (AZS elektromotora), uz izuzetak ispitivanja zagrijavanja u kratkom spoju (zakočeni rotor), odnosno uz izuzetak ispitivanja u slučaju očekivanog kvara - preopterećenja.

Posebnost ispitivanja AZS elektromotora je ta što zagrijavanje statora i rotora izravno utječe na protueksplozijsku zaštitu te svaki elektromotor sa svojim podacima namota mora ispitati i odobriti certifikacijska kuća, za razliku od motora u zaštiti oklapanje "db" ili zaštiti oklapanje s priključnom kutijom povećane sigurnosti oznake "db eb" kod kojih je dovoljno ispitati samo predstavnike serije. Upravo zbog toga je razvoj i ispitivanje motora povećane sigurnosti složen i dugotrajan proces ako se želi imati potvrđenu cijelu seriju i raspon proizvoda.

LITERATURA [1] Međunarodna norma IEC 60079-0:2012, Eksplozivne atmosfere -- 0.

dio: Oprema -- Opći zahtjevi [2] Međunarodna norma IEC 60079-7:2015, Eksplozivne atmosfere -- 7.

dio: Vrsta zaštite opreme povećana sigurnost "e"

P2 (kW) 0,14 0,27 0,81 0,76

U1 (V) 400 400 400 400

f (Hz) 10 20 50 60

I (A) 1,93 1,94 2,16 2

Ipr/In 1,7 1,4 1,5 1,5

Mn (Nm) 5,15 5,15 5,58 4,35

n (rpm) 265 505 1388 1664

Ta (°C) 27,9 27,4 24,5 25,4

T_stat (K) 57,8 86,2 75,3 62,3

T_stat (°C) 85,7 113,6 99,8 87,7

T_rot (°C) 76,2 97,9 84 82

T_rot (K)  48,3 70,5 59,5 56,6