Due motori con la stessa potenza sulla targa possono comportarsi in modo completamente diverso nello stesso reparto di produzione e la differenza risiede solitamente nella protezione. La risposta è breve: l'antigoccia aperto (ODP) è adatto per ambienti interni puliti e asciutti; il raffreddamento a ventola totalmente chiuso (TEFC) è l'impostazione predefinita per quasi tutto il resto; i design totalmente chiusi non ventilati (TENV) e totalmente chiusi air-over (TEAO) funzionano solo dove il montaggio e il flusso d'aria li supportano realmente; e gli involucri antideflagranti appartengono esclusivamente alle aree classificate.
Un tipo di custodia è un modo compatto per descrivere tre cose contemporaneamente: quanto bene la custodia tiene lontani polvere, acqua e dita; come il calore lascia gli avvolgimenti; e, in NEMA MG 1, il telaio e le dimensioni di montaggio ad esso correlate. Secondo IEC 60034 le stesse informazioni sono suddivise in un codice IP per la protezione di ingresso (IEC 60529) e un codice IC per il metodo di raffreddamento, motivo per cui una scheda tecnica europea e una nordamericana possono sembrare che descrivano due motori diversi quando ne descrivono uno.
Questa suddivisione è importante in fase di selezione, perché è l'involucro che decide dove può essere installato un motore, quanto dura e quanta manutenzione consuma.
Cosa ti dice realmente il tipo di custodia
Un tipo di armadio risponde a tre domande di acquisto e niente di più: dove può essere installato il motore, come rimane freddo e quale manutenzione richiederà.
Protezione dall'ingresso
Il primo compito è tenere i solidi e i liquidi lontani dalle parti sotto tensione e dagli avvolgimenti. Il codice IP IEC utilizza due cifre, la prima per i solidi e la seconda per i liquidi, quindi IP54 e IP55 differiscono solo se il motore tollera schizzi o getti d'acqua diretti. NEMA integra la stessa idea nella designazione stessa dell'involucro, motivo per cui le targhette delle potenze frazionarie in Nord America raramente mostrano un numero IP.
Percorso di raffreddamento
Il calore deve lasciare lo statore in qualche modo. Un motore ODP scambia l'aria direttamente con la stanza, quindi l'avvolgimento funziona relativamente freddo, ma respira tutto ciò che è presente nell'aria attorno alla macchina. Un motore TEFC non scambia mai aria interna: una ventola montata sull'albero soffia aria attraverso un telaio nervato mentre l'aria interna circola all'interno di un guscio sigillato. I modelli TENV non hanno ventola e irradiano calore dalla superficie del telaio, mentre i motori TEAO prendono in prestito l'aria di raffreddamento dalla ventola azionata invece di produrla propria.
Quello che non ti dice
Il linguaggio dell'involucro non dice nulla sulla classe di efficienza, sul sistema di isolamento, sui cuscinetti, sul fattore di servizio o sulla classe di isolamento. Un TEFC a efficienza premium e un TEFC a efficienza standard più vecchio possono riportare la stessa dicitura dell'involucro pur differendo per diversi punti di efficienza e diversi anni di durata.
I principali tipi di contenitori NEMA affiancati
Per la maggior parte degli acquirenti industriali e agricoli, cinque famiglie di armadi coprono le opzioni realistiche e ciascuna di esse offre protezione contro la rimozione del calore in modo diverso.
| Recinto | Percorso di raffreddamento | Protezione tipica | Dove si adatta | Attenzione |
|---|---|---|---|---|
| Aperto antigoccia (ODP) | L'aria ambiente passa sopra gli avvolgimenti; i gocciolatoi coprono le aperture | Circa IP22–IP23, stile NEMA 1 | Spazi interni puliti, asciutti e riscaldati: macchine utensili, porte di garage, officine | Polvere, umidità e fumi corrosivi riducono la vita degli avvolgimenti; gli avvolgimenti necessitano di una pulizia periodica |
| Totalmente chiuso, raffreddato a ventola (TEFC) | La ventola esterna convoglia l'aria su un telaio scanalato; l'aria interna è sigillata | IP54 o IP55, IC411 | La maggior parte dei lavori industriali, agricoli e all'aperto riparati | La ventola aggiunge resistenza, rumore e un luogo in cui raccogliere i detriti; le versioni per lavaggio necessitano di guarnizioni e tappi di scarico corretti |
| Totalmente chiuso non ventilato (TENV) | La superficie del telaio irradia calore solo per convezione | IP54–IP55, IC410 | Servizio intermittente, stazioni di lavaggio, manipolazione di alimenti, azionamenti a bassa velocità | Produzione continua inferiore per lo stesso fotogramma; necessita di aria libera attorno all'alloggiamento |
| Air-over totalmente chiuso (TEAO) | Il raffreddamento dipende dal flusso d'aria proveniente dalla ventola o dal ventilatore azionato | IP54–IP55, IC418 | Servizio di ventola e soffiante in cui la girante si trova sull'albero del motore | Non può essere eseguito o testato al di fuori dell'applicazione; si surriscalda rapidamente quando un'unità rallenta la ventola |
| A prova di esplosione (NEMA 7/9, IEC Ex d) | Costruzione del percorso della fiamma con raffreddamento specifico per il design | Contenitori per aree pericolose elencate | Aree di Classe I e Classe II: movimentazione cereali, solventi, polveri combustibili | Non un aggiornamento generale; più pesante, più costoso e valido solo quando viene elencata l'intera installazione |
Motore trifase ad alta efficienza TEFC, NEMA 56–215T Esamina questa serie di motori TEFC quando confronti i compromessi della custodia; copre telai NEMA 56–215T, 1–10 HP e 208–230/460 V o 575 V. Visualizza il prodotto → TEFC rappresenta la quota maggiore degli ordini industriali e la maggior parte dei fornitori nordamericani costruisce il proprio catalogo attorno ad esso. Waylead, ad esempio, copre Gamme di motori NEMA e IEC da 48 a 250 telai nelle versioni ODP, TEFC, TENV, TEAO e con motore autofrenante, in modo che l'acquirente possa mantenere l'ingombro di un telaio pur cambiando l'armadio per adattarlo a una stanza diversa.
Codici IP IEC e come si allineano ai tipi NEMA
Le classificazioni IP descrivono solo la protezione, quindi IP55 non significa automaticamente TEFC, ma in pratica la maggior parte dei motori TEFC sono costruiti secondo IP54 o IP55 e questa sovrapposizione è ciò che rende i due sistemi facili da tradurre al banco acquisti.
| Codice IP | Solidi | Acqua | Equivalente in stile NEMA | Note per gli acquirenti |
|---|---|---|---|---|
| IP23 | Dita e oggetti superiori a 12,5 mm | Pioggia fino a 60 gradi dalla verticale | Aperto antigoccia | Tipico dei motori ODP e dei modelli ventilati più vecchi |
| IP44 | Oggetti superiori a 1 mm | Spruzzi da tutte le direzioni | Totalmente chiuso | Comune sui piccoli motori monofase |
| IP54 | Protetto dalla polvere | Spruzzi da tutte le direzioni | TEFC | La polvere può comunque entrare in piccole quantità; adatto alla maggior parte delle officine meccaniche |
| IP55 | Protetto dalla polvere | Getti d'acqua direzionati | Lavaggio TEFC, motori delle pompe a getto | Il solito livello di polvere e tubi per il cibo e i lavori agricoli |
| IP56 | Protetto dalla polvere | Getti forti, mare grosso | Lavaggio intensivo | Buoni quanto le guarnizioni dell'albero e l'ingresso del cavo |
| IP65 | A prova di polvere | Getti d'acqua direzionati | Acquatight designs | Spesso specificato per pompe esterne e applicazioni spa |
Ne conseguono due conseguenze. L'aggiornamento da IP54 a IP55 non modifica né il raffreddamento, né le dimensioni né l'efficienza, quindi si tratta di una modifica delle specifiche economica piuttosto che di una riprogettazione. E poiché IEC separa la protezione dal raffreddamento, un motore IP55 può comunque essere IC411 raffreddato a ventola o IC410 non ventilato, quindi controlla il codice IC prima di presumere che i due sistemi corrispondano linea per linea.
Abbinamento del tipo di custodia agli ambienti operativi reali
Una volta che l'applicazione è chiara, la custodia solitamente sceglie da sola. Abbina il progetto alle tre condizioni che effettivamente uccidono i motori: l'acqua che colpisce l'alloggiamento, la polvere che si accumula sugli avvolgimenti e una ventola che smette di muovere l'aria.
Aree di lavaggio e ristorazione
Le aree di lavaggio sono il classico caso in cui la scelta viene fatta per te. Un motore TEFC funziona se è costruito secondo IP55 con cuscinetti sigillati, guarnizioni dell'albero adeguate e fori di drenaggio e se nessuno spruzza direttamente nella calotta della ventola. A potenze inferiori, TENV è spesso la risposta migliore, perché rimuovendo la ventola si rimuove la parte che intrappola acqua e detriti alimentari.
Serie di motori TENV, NEMA 56–215T, 1/3–10 HP Questa gamma di motori TENV è rilevante quando le aree bagnate o l'accumulo di detriti rendono preferibile il raffreddamento senza ventola; copre telai NEMA 56–215T e 1/3–10 HP. Visualizza il prodotto → Granaglie, mangimi e fabbricati agricoli
Gli edifici agricoli polverosi danneggiano i motori ODP più velocemente di quasi qualsiasi altro ambiente, poiché la polvere trasportata dall'aria si deposita sugli avvolgimenti e li isola. TEFC offre una protezione di base; I motori dei ventilatori TEAO hanno senso quando il motore è imbullonato a un ventilatore o ventilatore che fornisce la propria aria di raffreddamento. Nelle aree con cereali o solventi, la custodia deve essere classificata come pericolosa anziché semplicemente sigillata.
Motore ventola TEAO, telai NEMA 48 e 56 Questo motore per ventola TEAO è adatto al montaggio di ventole o ventilatori dove l'apparecchiatura azionata fornisce aria di raffreddamento; copre telai NEMA 48/56 e 1/10–1,5 HP. Visualizza il prodotto → Locali pompe, piscine e scantinati umidi
L'umidità è la modalità di guasto silenziosa. Anche un motore TEFC ben sigillato può condensare umidità all'interno quando si accende e si spegne in una stanza umida, quindi i tappi di scarico, i riscaldatori e l'angolo di montaggio contano tanto quanto il numero IP. Il lavoro in piscina e spa aggiunge aria carica di cloro al problema dell'umidità, motivo per cui la scelta di un motore della pompa per un luogo bagnato o umido si riduce ad avvolgimenti sigillati ponderati rispetto alla manutenibilità.
Scopri come interagiscono la custodia e il ciclo di lavoro quando tu dimensionare il motore della pompa per un'installazione umida .
Dove la scelta dell'armadio cambia costi, durata e conformità
Le decisioni relative agli involucri riguardano tre linee di budget: prezzo di acquisto, costi di gestione e manutenzione.
- Prezzo d'acquisto. ODP è l'opzione più economica perché ha il minor numero di parti. TEFC aggiunge una ventola, un cappuccio, un telaio a coste e guarnizioni migliori. Le custodie antideflagranti possono costare più volte una custodia standard con lo stesso valore nominale.
- Costo di gestione. La ventola esterna di un motore TEFC consuma una piccola quantità di energia, mentre un motore ODP della stessa potenza generalmente funziona a temperature più basse. Gli standard di efficienza si applicano a tutti i tipi di custodia, ma sono verificati in condizioni definite: un motore TEAO, ad esempio, è valutato per il flusso d'aria che la sua applicazione è progettata per fornire.
- Manutenzione. Gli avvolgimenti ODP necessitano di una pulizia periodica, i coperchi delle ventole TEFC devono rimanere puliti e i telai TENV necessitano di spazio aereo libero. Un convertitore di frequenza aggiunge un quarto fattore: al di sotto di circa la metà della velocità, una ventola azionata da un albero sposta troppo poca aria, quindi il motore potrebbe aver bisogno di un isolamento tramite inverter, di un ventilatore alimentato separatamente o di una potenza nominale ridotta.
- Conformità. Nelle aree classificate la custodia deve riportare l'elenco corretto e in Nord America la prova abituale è un marchio CSA o UL sulla targhetta. Un motore "sigillato" non elencato non è un motore a prova di esplosione, non importa quanto sia robusta la fusione.
Specifica dei tipi di allegato in un ordine di acquisto
Una breve lista di controllo previene la maggior parte delle controversie sulla recinzione davanti alle motonavi.
- Indicare la designazione della custodia NEMA e, per IEC, fornire sia il codice IP che quello IC.
- Fornire temperatura ambiente, altitudine e ciclo di lavoro, poiché tutti e tre influiscono sulla valutazione continua.
- Descrivere la frequenza dei lavaggi e gli eventuali prodotti chimici, quindi richiedere la corrispondente disposizione di tenuta e scarico.
- Confermare il tipo di montaggio e se il motore si trova all'interno di una custodia o armadio che limita il flusso d'aria.
- Richiedere tappi di scarico, sfiati, riscaldatori d'ambiente e dettagli sui cuscinetti laddove è previsto il funzionamento in bicicletta.
- Verificare i marchi di certificazione e, per TEAO o TENV, confermare il flusso d'aria effettivamente fornito dall'applicazione.
Domande frequenti
Qual è la differenza tra TEFC e TENV?
TEFC utilizza una ventola esterna per spingere l'aria su un telaio scanalato, mentre TENV non ha ventola e si basa sulla convezione dalla superficie del telaio. TEFC è adatto al servizio continuo e a rating più grandi; TENV è adatto al servizio intermittente, alle aree soggette a lavaggio e alla potenza ridotta.
Un motore IP55 è uguale a un motore TEFC?
No. IP55 descrive solo la protezione dall'ingresso. La maggior parte dei motori TEFC sono costruiti con grado IP54 o IP55, ma un motore può avere un grado di protezione IP55 con un metodo di raffreddamento diverso, quindi controlla sempre anche il codice IC o la designazione della custodia NEMA.
Posso utilizzare un motore ODP all'aperto?
Solo con un riparo, una copertura antigoccia e condizioni asciutte e senza condensa. Pioggia, insetti, roditori e polvere nell'aria raggiungono tutti gli avvolgimenti aperti, quindi un design completamente chiuso è solitamente la decisione più economica per tutta la vita dell'apparecchiatura.
Una custodia antideflagrante migliora la durata o l’efficienza del motore?
Non da solo. Le custodie per aree pericolose sono più pesanti e più costose a causa della costruzione del percorso della fiamma e dei requisiti di classificazione e sono scelte per la sicurezza, non per l'efficienza o la longevità.
Il tipo di custodia è una delle poche decisioni relative al motore che è quasi impossibile correggere in seguito. Ottieni il percorso di raffreddamento e il livello di protezione corretti per la stanza in cui vivrà effettivamente il motore, e i numeri di targa - efficienza, fattore di servizio, cuscinetti - sono le uniche cose su cui vale la pena discutere.
