2. Spiegazione del sistema dei frame IEC
3. Spiegazione del sistema di telai NEMA
4. Confronto dimensionale tra IEC e NEMA
5. Differenze elettriche: tensione, frequenza, efficienza
6. Guida ai riferimenti incrociati e alle sostituzioni
7. Gamma di motori IEC Ever-Power coreani
8. Domande frequenti
1. Perché esistono due standard per motori paralleli
La standardizzazione dei motori elettrici si è sviluppata indipendentemente su entrambe le sponde dell'Atlantico all'inizio del XX secolo. Negli Stati Uniti, la National Electrical Manufacturers Association (NEMA) pubblicò la prima edizione del suo standard per i telai dei motori negli anni '50, stabilendo dimensioni basate sul sistema in pollici legate al sistema elettrico nordamericano a 60 Hz e 460 V. In Europa e nel resto del mondo, la Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC) sviluppò un sistema metrico indipendente, legato all'infrastruttura elettrica internazionale a 50 Hz e 380-400 V.
Sebbene entrambi gli standard definiscano lo stesso insieme di dimensioni di base (altezza dell'albero, diametro dell'albero, lunghezza dell'estensione dell'albero, interasse dei fori di fissaggio e diametro di registro della flangia), lo fanno in unità diverse con valori numerici differenti e aggiungono requisiti supplementari diversi per le prestazioni elettriche, i dati di targhetta, i test di isolamento e la classificazione dell'efficienza. Il risultato è che un motore IEC e un motore NEMA di potenza nominale simile non sono meccanicamente intercambiabili senza piastre adattatrici o lavorazioni dell'albero, anche quando le loro designazioni di telaio potrebbero sembrare in posizioni simili nelle rispettive serie.
Unione Europea, Regno Unito, Australia, Nuova Zelanda, India, Cina, Giappone, Corea del Sud, Sud-est asiatico, Medio Oriente, Africa, Sud America. Copre circa l'85% delle nuove installazioni di motori a livello mondiale.
Stati Uniti, Canada, Messico e alcuni paesi dell'America Latina in cui è installata l'infrastruttura elettrica nordamericana. Copre circa il 15% delle nuove installazioni di motori a livello mondiale.
2. Spiegazione del sistema dei frame IEC
La norma IEC 72-1 assegna le designazioni di telaio utilizzando l'altezza dell'albero (la distanza in millimetri dalla parte inferiore del piede del motore all'asse centrale dell'albero) come identificatore principale. Ciò consente di leggere immediatamente l'altezza dell'albero dalla designazione del telaio: un motore con telaio IEC 132 ha un'altezza dell'albero di 132 mm; un motore con telaio 160 ha un'altezza dell'albero di 160 mm; un motore con telaio 200 ha un'altezza dell'albero di 200 mm. All'interno di ciascuna altezza dell'albero, un suffisso letterale indica la lunghezza del nucleo dello statore: S (corto), M (medio) o L (lungo). Nuclei più lunghi consentono un volume di avvolgimento maggiore e quindi una potenza in uscita più elevata alla stessa altezza dell'albero.
| Quadro IEC | Altezza dell'albero H (mm) | Diametro albero D (mm) | Foro per il piede A (mm) | Foro per il piede B (mm) | Potenza tipica (4P) |
|---|---|---|---|---|---|
| IEC 71 | 71 | 14 | 112 | 71 | 0,18–0,37 kW |
| IEC 80 | 80 | 19 | 125 | 100 | 0,37–0,75 kW |
| IEC 90 | 90 | 24 | 140 | 100 | 0,75–2,2 kW |
| IEC 100 | 100 | 28 | 160 | 112 | 2,2–3,0 kW |
| IEC 112 | 112 | 28 | 190 | 114 | 3,0–5,5 kW |
| IEC 132 | 132 | 38 | 216 | 140 | 5,5–11 kW |
| IEC 160 | 160 | 42 | 254 | 178 | 11–18,5 kW |
| IEC 180 | 180 | 48 | 279 | 203 | 18,5–30 kW |
| IEC 200 | 200 | 55 | 318 | 228 | 30–45 kW |
| IEC 225–315 | 225–315 | 60–85 | 356–508 | 254–406 | 45–200+ kW |
Il codice di montaggio IEC (designazione IM) specifica la disposizione di montaggio: IM B3 (base orizzontale), IM B5 (flangia orizzontale), IM B35 (base e flangia), IM V1 (base con albero verticale verso il basso) e così via. Lo stesso sistema di codici di montaggio si applica a tutte le dimensioni del telaio IEC e a tutti i produttori.
3. Spiegazione del sistema di telai NEMA
Lo standard NEMA MG1 assegna numeri di telaio (come 143T, 182T, 213T, 256T) in cui le prime due o tre cifre codificano l'altezza dell'albero e il suffisso letterale indica la serie del telaio T (lo standard attuale dagli anni '60) e il tipo di montaggio. L'altezza dell'albero in pollici si calcola dividendo le prime due cifre del numero di telaio per 4: il telaio 143T ha un'altezza dell'albero di 14 ÷ 4 = 3,5 pollici (88,9 mm); il telaio 256T ha un'altezza dell'albero di 25 ÷ 4 = 6,25 pollici (158,8 mm). La terza cifra (3 nel 143T, 6 nel 256T) si riferisce alla distanza assiale tra l'estremità dell'albero e la disposizione dei fori per i bulloni, non direttamente alla lunghezza del nucleo.
Nota storica sui telai NEMA: prima del 1964, NEMA utilizzava designazioni per telai a U (come 143U) che sono fisicamente più grandi degli attuali telai a T per la stessa potenza nominale. Se si sostituisce un motore con telaio a U, verificare se la base installata utilizza dimensioni per telai a T o a U. Korea Ever-Power non produce motori con telaio a U; tutti i motori della serie Y2 sono costruiti secondo le attuali dimensioni IEC 72-1, che si allineano più da vicino ai telai a T che ai telai a U NEMA.
| Telaio NEMA | Altezza dell'albero (pollici) | Altezza dell'albero (mm) | Diametro dell'albero (pollici) | Potenza tipica (4P, 60 Hz) |
|---|---|---|---|---|
| NEMA 56 | 3,50 pollici | 88.9 | 5/8 di pollice | ⅓–¾ hp |
| NEMA 143T | 3,50 pollici | 88.9 | 7/8 pollici | 1–1,5 CV |
| NEMA 182T | 4,50 pollici | 114.3 | 1⅛ pollici | 2–3 CV |
| NEMA 213T | 5,25 pollici | 133.4 | 1⅞ pollici | 5–7,5 CV |
| NEMA 256T | 6,25 pollici | 158.8 | 1⅝ pollici | 10–15 CV |
| NEMA 324T | 8,00 pollici | 203.2 | 2⅛ pollici | 20–30 CV |
| NEMA 365T | 9,00 pollici | 228.6 | 2⅞ pollici | 40–60 CV |
4. Confronto dimensionale tra IEC e NEMA
La tabella seguente mette a confronto telai IEC e NEMA comparabili, mostrando perché i due sistemi non sono dimensionalmente intercambiabili nemmeno a parità di altezza dell'albero. I diametri dell'albero, la spaziatura dei fori di fissaggio e la lunghezza delle estensioni dell'albero differiscono, il che significa che un motore IEC non può essere imbullonato direttamente su un supporto motore NEMA senza modifiche.
| Quadro IEC | Altezza albero IEC (mm) | Telaio NEMA più vicino | Altezza albero NEMA (mm) | Differenza di altezza dell'albero | Montaggio diretto? |
|---|---|---|---|---|---|
| IEC 90 | 90 mm | NEMA 143T | 88,9 mm | −1,1 mm | NO |
| IEC 112 | 112 mm | NEMA 182T | 114,3 mm | +2,3 mm | NO |
| IEC 132 | 132 mm | NEMA 213T | 133,4 mm | +1,4 mm | NO |
| IEC 160 | 160 mm | NEMA 256T | 158,8 mm | −1,2 mm | NO |
| IEC 180 | 180 mm | NEMA 286T | 177,8 mm | −2,2 mm | NO |
| IEC 200 | 200 mm | NEMA 324T | 203,2 mm | +3,2 mm | NO |
Anche laddove le altezze degli alberi differiscono di soli 2-3 mm, le distanze tra i fori di fissaggio (dimensioni A e B) variano sostanzialmente tra gli standard IEC e NEMA, e i diametri degli alberi sono specificati in sistemi di tolleranza differenti (misurati in millimetri h6 nello standard IEC rispetto alle tolleranze in pollici nello standard NEMA). La sostituzione diretta di un motore IEC in un supporto NEMA, o viceversa, non è possibile senza lavorazioni meccaniche o una piastra adattatrice.
5. Differenze elettriche: tensione, frequenza ed efficienza
I motori IEC sono progettati per un'alimentazione trifase di 380-400 V, 50 Hz (lo standard in tutto il mondo IEC). I motori NEMA sono progettati per un'alimentazione trifase di 460 V (o 230/460 V a doppia tensione), 60 Hz (lo standard nordamericano). Far funzionare un motore IEC con un'alimentazione a 60 Hz aumenta la velocità sincrona del 20% (un motore a 4 poli gira a 1.800 giri/min invece di 1.500 giri/min) e aumenta le perdite nel ferro, rendendo necessaria una riduzione di potenza. Far funzionare un motore NEMA con un'alimentazione a 50 Hz riduce la velocità sincrona del 17% e potrebbe richiedere una nuova valutazione della potenza. I motori NEMA a doppia tensione (230/460 V, 60 Hz) non possono essere semplicemente collegati a un'alimentazione IEC di 380 V, 50 Hz senza problemi di differenza di frequenza, anche quando la tensione è accettabile.
I motori IEC sono classificati in kilowatt (kW). I motori NEMA sono classificati in cavalli vapore (hp). Conversione: 1 hp = 0,746 kW. Riferimenti incrociati comuni: 1 hp ≈ 0,75 kW; 2 hp ≈ 1,5 kW; 5 hp ≈ 3,7 kW; 10 hp ≈ 7,5 kW; 20 hp ≈ 15 kW; 50 hp ≈ 37 kW. La serie di potenze preferite IEC (0,18, 0,25, 0,37, 0,55, 0,75, 1,1, 1,5, 2,2, 3,0, 4,0, 5,5, 7,5, 11 kW…) non corrisponde esattamente alla serie di potenze NEMA hp (0,5, 0,75, 1,0, 1,5, 2,0, 3,0, 5,0, 7,5, 10… hp), pertanto raramente si verifica una sostituzione esatta potenza per potenza a parità di dimensioni.
I motori IEC utilizzano il sistema internazionale di classificazione dell'efficienza (IE1 Standard, IE2 Elevata, IE3 Premium, IE4 Super Premium) definito nella norma IEC 60034-30-1. I motori NEMA utilizzano uno schema di classificazione diverso: efficienza nominale NEMA ed efficienza premium NEMA (definite nella tabella 12-12 della norma NEMA MG1). L'efficienza premium NEMA è approssimativamente equivalente alla classe di efficienza IEC IE3 per la maggior parte delle potenze nominali, sebbene i metodi di prova e i valori di efficienza specifici differiscano in alcuni punti dell'intervallo. Le classi di efficienza IEC e NEMA non sono numericamente intercambiabili e non devono essere confrontate direttamente senza consultare entrambe le norme.
6. Guida ai riferimenti incrociati e alle sostituzioni
La sostituzione di un motore IEC con un motore NEMA (o viceversa) richiede la verifica indipendente di quattro elementi: altezza dell'albero (corrisponde all'accoppiamento o alla macchina azionata), schema dei fori di fissaggio (corrisponde alla piastra di base), diametro e lunghezza dell'albero (si adattano all'accoppiamento o alla puleggia) e potenza elettrica (il motore funziona con l'alimentazione disponibile). Tutti e quattro gli elementi devono essere verificati: la corrispondenza di una o due dimensioni non è sufficiente per una sostituzione corretta.
Misurare l'altezza dell'albero motore esistente dalla parte inferiore della base all'asse centrale dell'albero. Individuare il telaio IEC la cui altezza dell'albero corrisponda entro ±2 mm per evitare una differenza di altezza in corrispondenza dell'accoppiamento.
Misurare A (distanza longitudinale tra i fori di fissaggio) e B (distanza laterale tra i fori di fissaggio) sul motore esistente. Confrontare le misure con le dimensioni A e B del telaio IEC. Se differiscono, è necessaria una nuova piastra di base o una piastra adattatrice.
Il diametro del foro dell'accoppiamento o della puleggia esistente deve corrispondere al diametro del nuovo albero motore. In caso contrario, alesare l'accoppiamento o montare un manicotto di adattamento dell'albero. La lunghezza dell'estensione dell'albero deve consentire il completo innesto dell'accoppiamento.
Verificare che la tensione nominale e la frequenza del motore IEC di ricambio siano compatibili con la rete elettrica disponibile. Per le installazioni nordamericane a 460 V 60 Hz, specificare un motore IEC con avvolgimento da 460 V 60 Hz oppure utilizzare un trasformatore di riduzione se si utilizza un motore IEC standard da 380 V 50 Hz.
7. Gamma di motori IEC Ever-Power coreani
Korea Ever-Power produce tutti i motori elettrici secondo gli standard metrici IEC 72-1. Tutti i motori della serie Y2 sono dimensionalmente intercambiabili con qualsiasi motore conforme IEC di qualsiasi produttore con la stessa designazione di telaio. gamma di motori trifase Copre i frame IEC da 71 a 315 nelle configurazioni a 2, 4, 6 e 8 poli a 380 V 50 Hz di serie.
8. Domande frequenti
A cura di Cxm
