Elektrik Motoru Kurulumları için NEC Gereksinimleri

Aşırı yük korumasından ödün vermeden motor yüklerinin başlatılmasını sağlamak için iki aşamalı aşırı akım tasarımının arka planı ve ayrıntıları

Herhangi bir elektrik yükü için bir branşman devresini veya fideri bağlarken, elektrikçi kısa devre, toprak arızası ve aşırı yük koruması sağlamalıdır. Bu, normalde bir devre kesici veya bir sigortaya monte edilmiş bir sigorta şeklini alır. the source Devrenin bir giriş panelinde veya bir yük merkezinde.

Bu aşırı akım cihazının derecesi, elektrik yükünün boyutuna ve doğasına göre belirlenir ve bu derecelendirme, ortam sıcaklığı düzeltmesine ve ayarlama faktörlerine bağlı olarak (daha fazla olduğunda uygulanacak) kullanılacak besleme iletkenlerinin boyutunu belirler. tek bir kanalda veya kabloda veya teller demetlendiğinde üçten fazla akım taşıyan iletken bulunur).

Öğrenme hedefleri

Bu makaleyi okuduktan sonra şunları öğrenmiş olmalısınız:
♦ Motorlar için aşırı akım korumasının diğer elektrik yükleri için aşırı akım korumasından farkı
♦ Motor isim plakasında bulunan önemli bilgiler
♦ Aşırı akım korumasını boyutlandırmak için motor isim plakasında gösterilen tam yük akımı kullanılamadığında
♦ Kod harflerini gösteren kilitli rotorun anlamı
♦ Özel motor kontrolörü ve bağlantı kesme gereksinimleri

Bunların hepsi ABD, Venezuela, Meksika ve diğer bazı ülkelerde yargı yetkisine sahip Ulusal Elektrik Yasasında (NEC) ayrıntılı olarak belirtilmiştir; Kanada Elektrik Kodu; ortak Avustralya ve Yeni Zelanda Kablolama Kuralları; Avrupa ülkeleri ve başka yerler için Uluslararası Elektroteknik Komisyonu tarafından ilan edilen yönergeler; ve dünya çapında çıkarılan diğer kodlarda.

Herhangi bir yükü beslemek için gerekli olan iletkenlerin boyutunu belirleyen kapasite hesaplamaları, tüm kablo tesisatlarında en temel kavramdır. Temel fikir, herhangi bir iletkenden geçen elektrik akımının formüle göre ısı üretmesidir. I2R, Burada I amper cinsinden akıma eşittir ve R ohm cinsinden dirence eşittir. Direnç, malzemeye (genellikle bakır veya alüminyum) ve boyuta bağlıdır. Daha büyük çaplı bir tel, birim uzunluk başına daha az dirence sahiptir ve tehlikeli sıcaklık artışı olmadan ısıyı daha fazla dağıtma yeteneğine sahiptir.

Zamanla tekrarlanan aşırı sıcaklık olayları, telin elektrik yalıtımına zarar verecektir. Daha fazla ısı, kabloların yakındaki yanıcı malzemeleri tutuşturmasına neden olabilir, bu nedenle yük boyutunun, kablo boyutunun ve aşırı akım korumasının doğru ve tutarlı bir şekilde koordine edilmesi, tehlikeli bir durum olmaması için önemlidir.

Hesaplamalar basit. Tel malzemesi, yalıtım tipi ve kurulum detayları (örneğin, kablo kanalı veya anten) ile bağlantılı olarak farklı iletken boyutlarının genlikleri, NEC Tabloları 310.15(B)(16) ila 310.60(C)(86)'da verilmiştir. American Wire Gauge numarası, belirli bir boyuttaki tüm elektrik kablolarını belirtir ve bir iletkenin çapına atıfta bulunur, ancak diğer özellikler (özellikle yalıtım türü) de önemlidir.

Bu prosedür sıradan elektrik yükleri için geçerlidir. Aynı tablolar kullanılmasına rağmen, aşırı akım cihazlarının seçimi ve yerleşimi motorlar için kökten farklıdır. Bu, yüksek başlangıç ​​torklarından kaynaklanmaktadır.

Yaygın akkor ampuller de dahil olmak üzere çoğu elektrik yükü, çalıştırma sırasında nominal seviyede stabilize olmadan önce bir saniye kadar daha fazla akım çeker. Elektrik motorları söz konusu olduğunda, bu ilk yüksek akım, diğer yüklere kıyasla çok daha belirgindir. Daha fazla amper vardır ve yüksek akım periyodu daha uzun sürelidir. Bunun neden olduğu sorun, motor akımı korumasının boyutlandırılması ve motor olmayan yükler (motor yüklerinden daha az başlatma akımı çeken) kurallarına uygun olarak yerleştirilmesi durumunda, tipik olarak, kesicinin motor nominal hızı elde etmeden önce devreye girerek kurulumu gerçekleştirmesidir. kullanılamaz. Buradaki ikilem, devre boyutu daha yüksek dereceli (dolayısıyla daha az hassas) kesicilerle artırılırsa, motorun aşırı yüke karşı korunmamasıdır. Bu, sonuçta ortaya çıkan artan kurulum maliyetinden bahsetmiyor.

Olayın Arka Planı

Aşırı yük korumasından ödün vermeden motor yüklerinin başlamasına izin vermek için motor yükleri için ustaca bir iki aşamalı aşırı akım çözümü geliştirilmiştir. Bu makale, bu prosedürü ayrıntılı olarak açıklamaktadır, ancak önce bazı arka plan bilgilerini ayrıntılandıracaktır. NEC'in 2016 “Madde 430, Motorlar, Motor Devreleri ve Kontrol Cihazları”, motor devresi tasarımı ve kurulumuyla ilgili standartları içerir. Oldukça ayrıntılı (“Madde 250, Topraklama” hariç en uzun NEC makalesi). Büyük bir motor devresi tasarımı ve montajı yapılırken, spesifikasyonları içeren “Madde 110, Elektrik Tesisatı Gereksinimleri” ve Madde 320-399 gibi motorsuz birçok NEC makalesine atıfta bulunulması gerektiği vurgulanmalıdır. , tüm tanınan kablolar ve kanallar için kurulum prosedürleri ve kullanımlarına izin verilir ve izin verilmez.

Tüm kurulumlar için temel bir gereklilik, sürekli çalışan bir uygulamada kullanılan tek bir motoru besleyen iletkenlerin, motor tam yük akım değerinin %125'inden az olmayan bir kapasiteye sahip olmasıdır.

Tasarım

Elektrik motorlarını başarılı bir şekilde kablolamak için, boyut ne olursa olsun, isim plakasına bakmak çok önemlidir. NEC, 7 inç veya daha küçük çaplı fraksiyonel DC motorlar hariç tüm motorların belirtilen bilgileri içeren bir isim plakasına sahip olmasını gerektirir. Çoğu motor için bu şunları içerir:

• İmalatçı adı
• Nominal volt ve tam yük akımı: çok hızlı bir motor için, amperlerin yalnızca maksimum hız için gerekli olduğu gölgeli kutuplu ve kalıcı bölünmüş kapasitör motorları hariç, her hız için tam yük akımı.
• Nominal frekans ve faz sayısı (bir AC motor ise)
• Anma tam yük hızı
• Nominal sıcaklık artışı veya yalıtım sistemi sınıfı ve nominal ortam sıcaklığı.
• Zaman derecelendirmesi: 5, 15, 30 veya 60 dak. veya sürekli.
• Çok hızlı bir motor için nominal beygir gücü 1/8 hp veya daha fazla: Gölgeli kutuplu ve kalıcı bölünmüş kapasitör motorları hariç her hız için nominal beygir gücü, nominal beygir gücü yalnızca maksimum hız için gereklidir. Ark kaynakçılarının motorlarının beygir gücü değerleri ile işaretlenmesi gerekli değildir.
• 1/2 hp veya daha yüksek bir AC motora sahipse kod harfi veya kilitli rotorlu amper; çok fazlı sargılı rotorlu motorlarda kod harfi kullanılmamalıdır.
• Tasarım B, C veya D motorları için tasarım mektubu
• Sargı rotorlu bir endüksiyon motoru ise ikincil voltaj ve tam yük akımı
• DC uyarımlı senkron motorlar için alan akımı ve gerilimi
• Sargı: DC motor ise düz şönt, stabilize şönt, bileşik veya seri
• 430.32(A)(2) veya (B)(2) ile uyumlu bir termal koruyucu ile donatılmış bir motor "Termal Korumalı" olarak işaretlenecektir.
• 430.32(B)(4) ile uyumlu bir motor "Empedans Korumalı" olarak işaretlenmelidir.
• Elektrikle çalışan yoğuşmayı önleyici ısıtıcılarla donatılmış motorlar, nominal ısıtıcı voltajı, faz sayısı ve watt cinsinden nominal güç ile işaretlenecektir.

İsim plakası genellikle çelikten yapılır ve motor muhafazasına perçinlenir, bu nedenle kaybolması pek olası değildir. Bununla birlikte, daha eski bir motorda aşınma nedeniyle işaretin okunması zor olabilir. İsim plakası hafifçe zımparalanmışsa ve üzerinde eğik bir açıyla yönlendirilmiş parlak bir ışık varsa, yazı genellikle bir büyüteç yardımıyla okunabilir hale getirilebilir.

Çoğu kurulum için isim plakasındaki en önemli bilgi nominal beygir gücüdür. Diğer elektrik yüklerinden farklı olarak, devreyi boyutlandırmak ve kısa devre, toprak arızası ve aşırı yük korumasını seçmek için beygir gücü (tam yük akımı yerine) kullanılır.

Kod harfi veya kilitli rotorlu amper, isim plakasındaki bir diğer önemli bilgi parçasını oluşturur. Bu, 1/2 hp veya daha yüksek dereceli bir motor için sağlanmıştır. (Çok fazlı sargılı rotorlu motorlarda kullanılmayacaktır.) Kilitli rotorlu amper, rotorun dönemediği durumda çekilen akım miktarını ifade eder. Bunun nedeni, tutukluk yapan yataklar, bağlayıcı bir yük veya motor için çok ağır olan bir yük veya güç aktarım arızası olabilir. Diğer bir neden, motor terminallerinde voltaj düşmesi veya faz düşmesi olabilir.

Kilitli rotoru belirten kod harfleri, NEC'in 2016 “Tablo 430.7(B), Kilitli Rotor Belirten Kod Harfleri”nde açıklığa kavuşturulmuştur. AV bölümlerinde, I hariç, her harf kilitli rotorlu beygir gücü başına bir kilovolt-amper aralığını temsil eder. Bu değerler, söz konusu motorun kilitli rotorla sergilediği empedans miktarının ters bir ölçüsüdür. Kilitli rotorlu beygir gücü başına minimum kilovolt-amper, 0-3.14 aralığında bir değere karşılık gelen kod harfi A ile gösterilir. Bu, nispeten yüksek empedanslı bir motoru gösterir. Ölçeğin diğer ucunda, beygir gücü başına 22.4 kilovolt-amper ve üstü kilitli rotor gücüne sahip bir motoru ifade eden kod harfi V bulunur. Bu, nispeten düşük empedanslı bir motoru gösterir.

Yukarıda belirtildiği gibi, motor olmayan yükler, dal devresinin akış yukarı ucunda bulunan tek bir aşırı akım cihazı tarafından korunur. Cihaz, dal devre iletkenlerini kısa devre veya toprak arızasından kaynaklanan aşırı akımdan korur. Ayrıca bu kablolamayı ve bağlı ekipmanı aşırı yükten kaynaklanan hasarlardan korur. Bir motor devresinin, motor çalışma hızına ulaşmadan ve akım seviyesi stabilize olmadan önce açılmasını önlemek için, bir motor devresindeki dal-devre korumasının motor olmayan bir yükten çok daha yüksek olmasına izin verilir. Bu daha yüksek seviyeli (daha az hassas) aşırı akım cihazı, hatlar arası veya hatlar arası ani bir arıza durumunda dal devresi besleme iletkenlerini hasardan koruyacaktır, ancak devreden çıkmayacaktır. motorda daha düşük seviyeli, daha yavaş hareket eden bir aşırı yük olayı.

Sonuç olarak, motorda ayrı bir aşırı yük koruması gereklidir. Tüm elektrik motorlarının sahip olması gereken iki aşamalı aşırı akım koruması ile kastedilen budur.

Tipik olarak, küçük motorlar için, elektrikçi, elindeki kod kitabı, sahada tasarlar ve iletkenlerin boyutlandırılması ve tam aşırı akım sistemi dahil olmak üzere tüm devreyi, gerekli kontrolörler ve bağlantı kesmeleri ile birlikte oluşturur. Daha büyük motor devreleri genellikle inşaattan önce bir elektrik mühendisi tarafından tasarlanır. İletken ve kanal boyutları, yönlendirme, aşırı akım koruma dereceleri vb. dahil olmak üzere tüm ayrıntılar planlarda gösterilir ve (tercihen) üçüncü bir tarafça ve üreticiye danışılarak kontrol edilir.

Her durumda, iletken boyutları ve aşırı akım sistem türleri ve derecelendirmeleri, 2016 NEC kodundan, özellikle Madde 430'dan türetilebilir. (“Madde 440, Klima ve Soğutma Ekipmanı” ve “Madde 445, Jeneratörler”, ilgili konuları kapsar) . Bu, önemli bir inceleme ve deneyim gerektirebilir, çünkü kod, eğitimsiz kişiler için bir nasıl yapılır kitabı veya el kitabı değil, daha ziyade arka plan bilgisinin yanı sıra matematiksel yeterliliği gerektiren teknik özellikleri içeren bir cilttir. Matematik ve trigonometri genellikle gerekli değildir, ancak birçok cebirsel denklem resmin bir parçasıdır ve tabloları yorumlama ve verileri doğru şekilde çıkarma ve uygulama becerisi önemlidir. Bir hata, yolun aşağısında ateşli bir cehennem anlamına gelebilir.

Bir motor devresi tasarımında ilk iş, eğer motor yüke uygunsa, beklenen (aralıklı veya sürekli) görev ve ortam koşulları seçilmişse, motor aşırı yük korumasını boyutlandırmaktır. 1 hp'den daha yüksek değere sahip sürekli çalışan motorlar için ortak bir çözüm, ayrı bir aşırı yük cihazıdır. Bu, servis faktörü ve sıcaklık artışına göre boyutlandırılır. Açma için seçilmelidir veya 125 veya daha yüksek servis faktörü ile işaretlenmiş veya 1.15°C sıcaklık artışı ile işaretlenmiş motorlar için motor isim plakası tam yük akım değerinin en fazla %40'inde derecelendirilmiştir. veya daha az. Diğer tüm motorlar için, cihaz, motor etiketindeki tam yük akımının en fazla %115'inde açma yapacak veya derecelendirecek şekilde seçilmelidir.

1 hp'den yüksek dereceli sürekli çalışan motorların aşırı yük koruması için diğer alternatif yöntemlere izin verilir. Bunlardan biri termal koruyucudur. Bu termal koruyucu, motorla entegredir ve motorla kullanım için onaylanmalıdır. Motorun aşırı yük ve yolverme arızası nedeniyle tehlikeli aşırı ısınmasını önleyeceği esasına göre koruma sağlar. Termal olarak korunan bir motorun nihai açma akımı, Tablo 430.248, 430.249 ve 430.250'de verilen motor tam yük akımının aşağıdaki yüzdelerini aşamaz:

• Motor tam yük akımı 9 A veya daha az: %170
• Motor tam yük akımı 9.1'den 20 A'ya kadar ve dahil: %156
• 20 A'dan büyük motor tam yük akımı: %140

Motor akımını kesme cihazı motordan ayrıysa ve kontrol devresi motora entegre bir koruyucu cihaz tarafından çalıştırılıyorsa, kontrol devresinin açılması motora giden akımın kesilmesine neden olacak şekilde düzenlenecektir. .

Ayrı bir aşırı yük cihazının kullanıldığı aşırı yük koruması için ilk yöntemde, isim plakası tam yük akımının kullanıldığına dikkat edin. İkinci yöntemde ise tam yük akımı isim plakasından alınmaz, Tablo 430.248, 249 ve 250'den alınır. Bu üç tablo Madde 430'un sonunda bulunur ve tam yük bulmak için farklı bir yöntem sağlar. -motorlar için yük akımları. Madde 430'daki tüm durumlarda, tam yük akımını tespit etmek için doğru yöntemin kullanılması önemlidir. Tablo 430.247 (DC motorlar için) dahil edilmişse, aslında bu tablolardan dördü vardır. Tablo 430.248, tek fazlı AC motorlar içindir. Tablo 430.249, nadiren kullanılan bir elektrik dağıtım şekli olan iki fazlı AC motorlar içindir. Tablo 430.250, çok yaygın bir uygulama olan üç fazlı AC motorlar içindir.

Aşırı yük koruması için başka bir alternatif, motora entegre bir koruyucu cihazdır. Motor, normalde aşırı yüklenmeye maruz kalmayan onaylı bir montajın parçası olduğunda buna izin verilir.

Motorun 1,500 beygir gücünden daha büyük olduğu durumlarda, motor 40°C'lik bir ortam sıcaklığında isim plakasında belirtilenden daha yüksek bir sıcaklık artışına ulaştığında motora giden akımın kesilmesine neden olan gömülü sıcaklık dedektörlerine sahip koruyucu bir cihazın çalışmasına izin verilir. koruyucu işlev.

“Bölüm IV, Motor Dal-Devre Kısa Devre ve Toprak Arıza Koruması”, branşman-devre iletkenleri de dahil olmak üzere motoru ve çevre birimlerini kısa devreler ve toprak arızalarından kaynaklanan hasarlardan korumaya yönelik cihazları ve derecelerini belirtir. Akım değerlerinin, motorsuz devrelerden çok daha yüksek olmasına izin verilir. Aksi takdirde, başlatma sırasında tetiklenirler. Tüm motorlar için, branşman kısa devre ve toprak arıza koruma cihazının motorun başlangıç ​​akımını taşıyabilmesi gerektiği açıkça belirtilmiştir.

Tablo 430.52 bu hesaplamayı kolaylaştırır. Bu temel tablonun sol sütunu, yedi tip motordan oluşan bir listeden oluşur. Üst sıra dört tip aşırı akım cihazından oluşur. Tablonun hücreleri, dal devresi kısa devresi ve toprak arızası koruma cihazlarının maksimum derecelendirmelerini veya ayarlarını belirten tam yük akımının yüzdelerini içerir. Değerler şaşırtıcı derecede yüksek. Örneğin, Tasarım B enerji verimli bir motor için, bir ani açma kesici kullanılıyorsa, ayar tam yük akımının %1,100'ü olabilir. Burada yine tam yük akımları, motor isim plakasının aksine Tablo 430.247-430.250'den alınacaktır.

2016 NEC kodu, tüm motorların kontrolörlere ve bağlantı kesmelere sahip olmasını gerektirir. Bazı motorlar için aynı cihaz olabilir veya aynı muhafaza içinde olabilirler. Küçük motorlar için giriş panelindeki veya yük merkezindeki devre kesici veya kablo-fiş bağlantısı yeterli olacaktır.

Motor kontrolörleri Bölüm VII'de ve motor bağlantı kesme araçları Madde 430'un IX Bölümünde kapsanmaktadır. Branş devresi ayırma araçlarının normalde çalışır durumda bırakılan 1/8 hp veya daha düşük sabit motorlar için kontrolör görevi görmesine izin verilir ve saat motorları gibi aşırı yük veya başlatma hatası nedeniyle hasar görmeyecek şekilde yapılmıştır. 1/3 hp veya daha düşük dereceli portatif motorlar için, denetleyicinin bir ek fiş ve priz veya kablo konektörü olmasına izin verilir. Her durumda, kontrolör motoru başlatma ve durdurma yeteneğine sahip olmalı ve motorun kilitli rotor akımını kesebilmelidir.

2 hp veya daha düşük değere sahip ve 300 V veya daha düşük bir değerde çalışan sabit bir motor, ya motorun tam yük akım değerinin iki katından daha az olmayan bir amper değerine sahip bir genel kullanım anahtarından oluşan bir kontrolöre sahip olabilir veya AC devreleri, motor tam yük akımının anahtarın amper değerinin %80'inden fazla olmadığı durumlarda, yalnızca AC'de (genel kullanımlı bir AC/DC geçmeli anahtar değil) kullanıma uygun genel kullanımlı bir geçmeli anahtar.

2016 NEC kodu, aynı zamanda bağlantı kesme aracı olarak hizmet etmedikçe, kontrolörün motora giden tüm iletkenleri açması gerekmediğini belirtir, bu durumda motora tüm topraklanmamış iletkenleri açacaktır.

Bağlantı kesme aracı, motorları ve kontrolörleri devreden ayırabilmelidir. Her denetleyicinin, denetleyici konumundan görünürde olması gereken kendi bağlantı kesme aracı olmalıdır. (Bu gereksinimlerin her ikisinin de bazı istisnaları vardır. Örneğin, bir grup koordineli kontrolör tek bir makinenin birkaç parçasını çalıştırdığında, bir bağlantı kesme tüm kontrolörlere hizmet edebilir.)

Denetleyici bağlantı kesme aracı, motor konumu ve tahrik edilen makine konumu görüş alanındaysa, motor için bağlantı kesme aracı olarak hizmet edebilir. Bağlantı kesme aracı, tüm topraklanmamış besleme iletkenlerini açacak ve hiçbir kutbun bağımsız olarak çalıştırılamayacağı şekilde tasarlanacaktır. Bağlantı kesme aracının kontrolör ile aynı mahfaza içinde olmasına izin verilir ve otomatik olarak kapatılamayacak şekilde tasarlanmalıdır. Açık veya kapalı olduğunu açıkça belirtmelidir. En az bir bağlantı kesme aracı, kolayca erişilebilir olmalıdır.

1,000 V veya daha düşük dereceli motor devreleri için, bağlantı kesme aracı, motorun tam yük akım derecesinin %115'inden az olmayan bir amper değerine sahip olmalıdır.

2016 NEC Madde 430'un X Bölümü, ayarlanabilir hızlı tahrik sistemlerini kapsar. Güç dönüştürme ekipmanını besleyen devre iletkenlerinin, güç dönüştürme ekipmanına verilen nominal giriş akımının %125'inden az olmayan bir ampersiteye sahip olmasını sağlar. Çok motorlu bir uygulama için ayrı motor aşırı yükleri sağlanacaktır.

Bu makale, motor kurulumları için bazı temel NEC gerekliliklerini incelemiştir. 430. Maddede belirtilenleri değiştiren diğer gereklilikler, "Madde 620, Asansörler, Dumbwaiterler, Yürüyen Merdivenler, Yürüyen Yürüyüşler, Platform Asansörleri ve Merdiven Telesiyejleri"nde bulunur. Bu yazıda, asansörlü yüksek katlı binalarda oldukça yaygın olan grup kurulumları kapsamlı bir şekilde ele alınmaktadır.

hizmet. Makine dairesinde, asansör boşluğunda ve kabinde izin verilen kablolama yöntemlerine ilişkin gereksinimler özellikle önemlidir. Bölüm 620.21(A)(4), karşı ağırlık tertibatındaki kablolama yöntemlerini tartışır ve Bölüm V hareketli kabloyu kapsar.

Feragatname

Bu makaledeki bilgilerin, güvenlik açısından bazı motor tasarım ve kurulum gerekliliklerini tanıtmayı amaçlayan bir genel bakış olduğu vurgulanmalıdır. Yeni bir kurulum veya onarım çalışması düşünülüyorsa, tam uyumluluk ve güvenli bir nihai ürün sağlamak için kodun tam metni gözden geçirilmelidir.

Öğrenme-Takviye Soruları

Aşağıdaki öğrenme-pekiştirme sorularını kullanarak çevrimiçi olarak mevcut olan Sürekli Eğitim Değerlendirme Sınavı'na çalışabilirsiniz. www.elevatorbooks.com veya bu sayının s.191'inde.
♦ Motorlar için aşırı akım koruması nasıl boyutlandırılır?
♦ Motorlar için iletken boyutları nasıl belirlenir?
♦ Motor kontrolörünün amacı nedir?
♦ Motor bağlantı kesme yerinin bulunması için gereksinimler nelerdir?
♦ Hızı ayarlanabilen bir motor için devre boyutu nasıl belirlenir?