검색 엔진에 '절연 등급'을 입력하면 세 번의 클릭만으로 동일한 표를 찾을 수 있습니다. 클래스 A는 105°C, B는 130°C, F는 155°C, H는 180°C, 그리고 220°C까지(클래스 R — 온도 레거시 모터 문헌 라벨 '클래스 C') 이상입니다. 그것은 정확하고 어디에나 있으며 거의 모든 유용한 설명이 중단되는 곳입니다. 표는 라벨을 알려줍니다. 라벨이 무엇을 약속할 수 있는지 알려주지 않습니다. 그리고 그 격차는 장비가 조용히 과소 사양되고, 과열되고, 조기에 폐기되는 곳입니다.
이 기사는 다른 방향으로 작동합니다. 열 등급이 실제로 무엇인지(재료 융점이 아닌 내구성 테스트에서 파생된 반감기 온도)부터 시작하여 명판 등급이 실제인지 여부를 결정하는 두 가지 규칙, 실제로 마진의 대부분을 차지하는 3개 기간 예산, 그리고 마지막으로 등급 시스템이 기준을 충족할 때 어떤 일이 발생하는지 설명합니다. 라미네이트 등급 엔지니어는 실제로 지정합니다(G10, FR4, G11, G7). 목표는 표를 암기하는 것이 아니라 표를 읽을 때 무엇을 믿을 수 있는지 아는 것입니다.
테이블, 아무도 인용하지 않는 부분
IEC 60085는 열 등급을 최대 연속 온도의 사다리로 정의합니다. NEMA 문자 지정은 정확히 동일한 숫자에 매핑되므로 북미의 '클래스 F'는 다른 곳의 '클래스 155'와 동일한 155°C입니다. 일반적으로 그려지는 사다리는 다음과 같습니다.
| 열 등급 | 편지 | 최대 연속 온도 | 일반적인 재료군 |
| 90 | 와이 | 90°C | 미처리 종이, 실크, 면, 가황 고무 |
| 105 | 에이 | 105°C | 함침지, 면, 일부 합성섬유 |
| 120 | 이자형 | 120°C | 폴리우레탄, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 |
| 130 | 비 | 130°C | 운모, 유리, 석면과 유기 바인더; 에폭시 유리(G10/FR4) |
| 155 | 에프 | 155°C | 안정적인 바인더를 갖춘 클래스 B 재료; 고Tg 에폭시 유리(G11/FR5) |
| 180 | 시간 | 180°C | 실리콘 엘라스토머; 고온 바인더를 함유한 무기재료; 실리콘유리(G7) |
| 200 | N | 200°C | 클래스 B 제품군과 PTFE(테플론) |
| 220 | 아르 자형 | 220°C | 폴리이미드 필름 및 에나멜 |
| 250 | — | 250°C | 폴리이미드, 세라믹 충전 및 기타 고온 제품군 |
| 275+ | — | 275°C 이상 | 할당된 문자가 없습니다. 250°C 이상의 등급은 25°C 단위로 증가합니다(275, 300, 325…). |
'클래스 C' 및 '클래스 R' 이름에 대한 참고 사항: 이전 IEC 버전과 220°C 이상 '클래스 C'라고 불리는 대부분의 레거시 모터 문헌과 일부 오래된 테이블에는 240°C에서 '클래스 S'가 있습니다. 최신 IEC 60085:2007은 해당 구성표를 대체했습니다. 220°C는 이제
클래스 R 이고 , 250°C는
문자가 없으며 , 250°C를 초과하는 모든 클래스는 문자가 전혀 없이 25°C씩 증가합니다(275, 300, 325…). 따라서 '클래스 C(220°C+)'가 표시되면 기존 용어를 읽은 것입니다. 온도가 적절하고 문자가 폐기된 것입니다. 이 문서에서는 위 표의 현재 IEC 지정을 사용합니다.
거의 아무도 인용하지 않는 선은 표 아래에 있는 선입니다. 등급은 경제적으로 정의된 서비스 수명에 대한 최대 연속 온도이고 밴드는 비대칭입니다. 측정된 내구성이 154°C에 도달하는 재료는 클래스 130입니다. 항상 임계값까지 반올림하고 올리지 않습니다. 이 단일 규칙은 전체 사다리보다 더 많은 사양 논쟁을 설명합니다.
폐기에 대한 첫 번째 오해: 열 등급은 융점, 유리 전이 온도 또는 극적인 현상이 발생하는 온도가 아닙니다. 반감기입니다. 그 위에는 생명이 떨어진다. 즉, 삶은 바로 디자인 의도입니다. 숫자를 절벽으로 취급하는 것은 가장 흔하고 비용이 많이 드는 오해입니다.
클래스는 융점이 아닌 반감기입니다
'클래스 155(F)'의 숫자 155는 온도 지수(TI) 라고 하는 측정 값의 약어입니다 . TI는 정의된 장기간 열 노출 후에도 재료가 노화되지 않은 값과 비교하여 유전 강도 또는 인장 강도와 같은 중요한 특성의 약 절반을 여전히 유지하는 온도입니다. 기존 노출 범위는 20,000시간이며, 이는 2년이 조금 넘는 연속 작동 시간을 가속하고 Arrhenius 노화 데이터에서 추정한 것입니다.
대부분의 페이지를 건너뛰는 두 가지 결과가 따릅니다. 먼저, 하여 클래스를 할당합니다 . TI를 가장 가까운 대역으로 내림 TI가 152°C로 측정된 적층판은 F 임계값보다 3°C 낮더라도 클래스 155(F)가 아닌 클래스 130(B)입니다. 밴드 가장자리는 딱딱한 바닥이므로 살짝 밀 수 있는 대상이 아닙니다. 둘째, TI는 하나의 중요한 속성을 갖는 속성 이며 재료는 두 개 이상의 속성을 가질 수 있습니다. UL 746B에서는 동일한 개념이 상대 열 지수(RTI) 로 나타나며 RTI Elec(유지된 유전 강도), RTI Str(유지된 인장 강도) 및 RTI Imp(유지된 충격 강도)로 별도로 보고됩니다. 부품은 전기 RTI에서는 클래스 F일 수 있고 기계적 RTI에서는 클래스 B만 될 수 있습니다. 둘 중 약한 쪽이 사용 방법을 결정합니다.
이것은 또한 마케팅 언어의 위험한 부분이 존재하는 곳이기도 합니다. '지속 작동 온도'에는 단일 표준화된 테스트가 없습니다 . 한 공급업체의 150°C 연속 정격은 TI 스타일의 내구성 수치일 수 있습니다. 또 다른 숫자는 완전히 다른 의미를 지닌 단기 열변형 숫자일 수도 있습니다. 라미네이트 또는 와이어 데이터 시트에 명명된 표준(IEC 60216, IEC 60085 또는 UL 746B) 없이 '연속 작동 온도'만 제공하는 경우 테스트 방법이 명명될 때까지 해당 숫자를 검증되지 않은 것으로 처리하십시오.
정량화된 10°C 규칙: 절연 열화는 Arrhenius 속도 법칙을 따르며, 현장에서는 이 법칙이 무뚝뚝한 경험 법칙으로 줄어듭니다. 등급 온도를 초과하는 지속적인 초과가 10°C마다 남은 유효 수명이 대략 절반으로 줄어듭니다. 마진이 10°C마다 두 배로 늘어납니다. 155°C 대신 145°C에서 유지되는 클래스 F 시스템은 '조금 더 오래 지속되지' 않고 약 두 배 정도 오래 지속됩니다. 클래스는 교차하는 선이 아니라 지수의 중간점입니다.
명판의 숫자는 가장 약한 고리입니다
두 번째 오해는 더 미묘하며 실제 현장 고장을 유발합니다. 모터 또는 변압기 명판에 인쇄된 열 등급은 절연 시스템(EIS) 에 속합니다. 개별 재료가 아닌 IEC 60085는 다음과 같은 사항 사이에 엄격한 선을 긋습니다. EIM( 전기 절연 재료 )(와이어 에나멜, 필름, 광택제) 및 이러한 재료가 접촉하는 도체와 함께 형성되는 완전한 절연 시스템입니다. 표준은 시스템 등급에서 재료의 내구성을 추론할 수 없으며 그 반대의 경우도 마찬가지라는 점을 명시적으로 명시하고 있습니다.
실제로 이는 시스템 등급이 열적으로 가장 약한 구성 요소 로 설정됨을 의미합니다 . 클래스 H 와이어 에나멜, 클래스 H 슬롯 라이너 및 클래스 H 슬리브로 제작된 권선은 함침 바니시가 155°C에서 분해되거나 두 구성 요소가 심하게 상호 작용하는 경우 클래스 F 또는 그보다 더 나쁜 시스템일 수 있습니다. 화학적 비호환성(한 바인더가 다른 바인더를 가소화함) 또는 열팽창 불일치로 인해 전체 시스템이 가장 좋은 부분의 내구성 아래로 떨어질 수 있습니다. 그 반대도 마찬가지이며 규칙이 단순히 '가장 낮은 라벨을 사용'하지 않는 이유입니다. 와이어 에나멜을 산소로부터 밀봉하는 보호 광택제는 해당 에나멜이 독립형 등급이 제안하는 것보다 더 뜨거운 시스템에서 생존할 수 있도록 할 수 있습니다. 시스템 클래스는 합계가 아닌 창발 속성입니다.
시스템을 지정하고 구성 요소를 확인하십시오. 되감기 또는 맞춤형 코일에서 서로 다른 공급업체의 '동등한 클래스' 재료를 혼합하거나 짧은 시간 동안 바니시 함침을 하면 모든 구성요소 라벨이 올바르게 판독되는 경우에도 자동으로 효과적인 클래스가 다운그레이드될 수 있습니다.
백본뿐만 아니라 바인더도 살펴보세요. 운모와 유리천은 동급보다 훨씬 높은 온도에서도 살아남습니다. 이를 유지하는 유기 바인더는 일반적으로 노화되는 부분입니다. '운모 기반 클래스 H' 테이프의 품질은 수지만큼 좋습니다.
다섯 가지 스트레스가 증가한다는 것을 기억하십시오. 열 노화는 단독으로 작용하는 경우가 거의 없습니다. 열과 진동, 습기는 모니터의 온도 추세보다 더 빨리 저하됩니다. 이것이 바로 등급뿐만 아니라 핫스팟 마진도 유지되는 이유입니다.
실제 열 예산은 하나가 아닌 세 개의 숫자입니다
시스템 클래스가 정직하더라도 대부분의 마진은 대부분의 사람들이 작성하지 않는 예산에 의해 소비됩니다. 최대 내부 권선 온도는 다음과 같습니다.
T 권선 = T 주변 + ΔT 상승 + T 핫스팟
NEMA MG 1은 기준 주변 온도를 40°C로 설정합니다. 온도 상승은 최대 부하 시 주변 온도 이상으로 허용되는 증가이며 냉각 등급 및 서비스 요소에 따라 달라집니다. 핫스팟 허용치(일반적으로 5~15°C)는 코일 내부가 저항으로 측정할 수 있는 평균보다 더 뜨겁다는 사실을 포함합니다. 합계는 수업 한도를 초과할 수 없습니다.
| 수업 | 최대 핫스팟(°C) | 허용 높이, 1.0SF(K) | 허용 높이, 1.15SF(K) |
| 에이 | 105 | 60 | 70 |
| 비 | 130 | 80 | 90 |
| 에프 | 155 | 105 | 115 |
| 시간 | 180 | 125 | — |
엔지니어들이 지속적으로 활용하는 이 표에는 두 가지가 있습니다. 첫째, 서비스 팩터 1.0의 클래스 F 모터는 105K 상승과 대략 10K 핫스팟이 허용되어 40°C 실내의 최대 부하에서만 155°C에 도달합니다. 그러나 설계자는 일반적으로 클래스 B(80K) 상승으로 이를 구축합니다. 'F/B' 표기(F등급 절연, B등급 온도 상승)는 모순이 아닙니다. 10°C 규칙에 따라 예상 수명을 여러 배로 늘리는 것은 의도적인 25°C 여유입니다. 클래스보다 더 멋지게 달리는 것은 정상적인 생명 연장 선택입니다. 둘째, 예산은 주변 환경에 대해 무자비합니다. 50°C 인클로저에 설치된 40°C 실내용 정격 모터는 단일 앰프를 전달하기 전에 이미 10K의 마진을 소비했습니다. 수업은 변경되지 않았습니다. 예산이 그랬다.
편지는 장식이다
작지만 지속적인 혼란은 'Class 155 (F)'의 어느 부분이 의미를 전달하는지입니다. 숫자입니다. 문자(Y, A, E, B, F, H, N, R)는 명판과 같이 IEC가 '공간이 제한된 경우'를 허용하는 선택적 약어입니다. '클래스 F 등급 155°C'라고 쓰면 역관계가 있습니다. 올바른 형식은 '155°C 단열재, 선택적으로 F 태그'입니다. 클래스 250 이상 표준에서는 문자를 전혀 할당하지 않습니다. 클래스는 25°C 증분(275, 300, …)으로 계속 숫자로 표시됩니다. 이는 문자가 결코 핵심이 아니라는 것을 조용히 알려줍니다.
실용적인 결과: 두 개의 단열재를 비교할 때 숫자를 비교하고 비대칭 반올림을 관찰하십시오. '최대 154°C' 재료를 광고하는 공급업체는 클래스 130(B)이 F선 아래 3도에 있음에도 불구하고 장부 기준으로 귀하에게 판매하고 있습니다. 클래스 밴드는 반올림하는 층이며 문자는 라벨에서 가장 정보가 적은 항목입니다.
수업이 라미네이트 등급을 충족할 때
경질 적층 단열재를 지정하는 엔지니어의 경우 - 슬롯 웨지 , 위상 장벽, 변압기 스페이서, 버스바 지지대 - 열 등급은 NEMA 등급(G10, FR4, G11, G7)과 같은 다른 라벨링 시스템과 충돌합니다. 두 시스템은 동일한 기본 화학을 설명하지만 혼동하기 쉽고 혼란으로 인해 위에서 설명한 조용한 다운그레이드가 발생합니다. 매핑은 다음과 같이 명확하게 설명됩니다.
| NEMA 등급 | 레진/노트 | 열 등급 | 그것이 유지되는 곳 |
| G10 / FR4 | 표준 에폭시; FR4에는 브롬화 난연제(UL 94 V-0)가 추가되었습니다. | 클래스 B - 130°C | 터미널 보드, 패널, PCB 기판, 주변-보통 구조 절연 |
| G11(EPGC 203) | 더 높은 Tg 에폭시; 130°C 이상의 강도를 유지합니다. | 클래스 F - 155°C | 변압기 스페이서, 모터 슬롯 웨지, 핫 스위치기어 위상 배리어 |
| FR5 | G11 등급 에폭시 + UL 94 V-0 | 클래스 F - 155°C | 클래스 F 열 및 방화 등급 준수가 함께 필요한 경우 |
| G7 | 실리콘 유리; 기계적 강도를 열과 교환합니다. | 클래스 H — 180°C | 고온 모터 절연, 견인 부품, 노 주변 장비 |
| G9 | 멜라민 유리; 내아크성 | ~클래스 B/E, 아크 중심 | 아크 저항이 주요 요구 사항인 아크 접촉 영역, 스위치기어 |
등급 이름은 등급이 아니며 재료 등급은 시스템 등급이 아닙니다. 열 등급은 등급이나 수지 라벨만으로는 읽을 수 없습니다. G10, FR-4, G11, FR-5, EPGM 203, EPGC 203, GPO-3 및 G-9는 누군가가 정확한 수지 및 유리 시스템에 대해 열 노화/온도 지수 테스트를 실행했기 때문에 각각 할당된 등급을 갖습니다. '에폭시입니다' 또는 '폴리에스테르입니다'라고 하면 밴드에 대해 아무 것도 알 수 없습니다. 두 가지 결과가 따릅니다. 첫째, 위의 매핑은 학년별로 검증된 데이터이지, 유추하여 새로운 학년으로 확장할 수 있는 규칙이 아닙니다. 둘째, 이것이 IEC 60085가 계속 반복하고 있는 요점입니다. 재료의 등급은 해당 재료로 제작된 단열 시스템으로 자동으로 이전되지 않습니다. 130°C에서 노화되는 바니시로 밀봉된 슬롯 라이너 내부에 장착된 클래스 F 라미네이트는 전체 어셈블리를 기껏해야 클래스 B로 만듭니다. 항상 테스트 데이터에서 클래스를 지정한 다음 시스템을 확인하십시오.
이 테이블 안에는 두 개의 사양 트랩이 있습니다. 첫 번째는 라미네이트 조달에서 가장 반복되는 오류입니다. FR4는 방열 등급이 아닌 방열 등급입니다. FR4는 일반 G10과 동일한 클래스 B(130°C) 등급을 갖습니다. 브롬은 화재 동작만 변경하고 내구성은 변경하지 않습니다. 155°C에서 지속적으로 견뎌야 하는 장벽에 대해 FR4를 지정하는 것은 실수입니다. 올바른 호출은 G11 또는 FR5(클래스 F)입니다. 두 번째 함정은 비용 중심의 다운그레이드입니다. G10 또는 FR4를 G11 지정 슬롯 웨지 또는 스페이서로 대체하여 재료를 절약하면 치수 안정성에 따라 와인딩이 좌우되는 부분에서 부품이 부드러워지고 크리프될 수 있습니다. 더 저렴한 등급이 해당 온도에서 실패하기 때문에 등급이 존재합니다. 고온 지역에서 비용을 절감하기 위해 다운그레이드하지 마십시오.
라미네이트 사양의 작업 순서: 응용 분야가 실제로 도달하는 열 등급(B, F 또는 H)을 선택한 다음 화염 등급(FR4/FR5를 통해 인증에서 요구하는 경우에만 UL 94 V-0)을 충족하고 기계적 및 아크 저항 요구 사항을 충족합니다. 친숙한 라벨이기 때문에 'FR4'로 선두를 달리는 것은 가장 중요하지 않은 축을 먼저 두고 155°C 디자인이 결국 130°C 소재로 제작되는 방법입니다.
자주 묻는 질문
열 등급과 온도 지수(TI)의 차이점은 무엇입니까?
열 등급은 명판에 있는 둥근 라벨(예: 155(F) 또는 180(H))입니다. 온도 지수(TI)는 기본 측정값입니다. 즉, 정의된 장기간 노출(일반적으로 20,000시간) 후에 재료가 임계 특성(유전 강도, 인장 강도)의 약 절반을 유지하는 온도입니다. 클래스는 TI를 가장 가까운 대역 임계값으로 반올림하여 할당됩니다. TI가 154°C인 재료는 클래스 130이며 결코 클래스 155가 아닙니다. 따라서 클래스는 정확한 내구성 테스트에서 파생된 대략적인 공개 약속이며 그 반대가 아닙니다.
내 모터에 Class F 절연이라고 표시되어 있는데 더 차가운 권선 제한으로 작동하는 이유는 무엇입니까?
명판 클래스는 대상이 아니라 천장이기 때문입니다. 실제 권선 온도는 주변 온도(40°C 기준)에 NEMA MG 1에서 허용되는 온도 상승과 핫스팟 허용치를 더한 값입니다. 1.0 서비스 팩터의 클래스 F(155°C) 모터는 105K 상승과 대략 10K 핫스팟이 허용되며, 주변 온도 40°C의 최대 부하에서만 약 155°C에 도달합니다. 설계자는 일반적으로 클래스 F 절연체를 클래스 B(80K) 상승('F/B' 모터)과 결합하여 25°C 여유를 남겨두고 10°C 규칙에 따라 예상 수명을 여러 배로 늘립니다. 클래스보다 더 멋지게 달리는 것은 오류가 아니라 정상적인 생명 연장 선택입니다.
FR4는 열 등급인가요? 클래스 F(155°C) 절연이 필요한 곳에 FR4를 사용할 수 있습니까?
아니요 - FR4는 내열 등급이 아닌 난연성 등급입니다. FR4는 UL 94 V-0 성능을 위해 브롬화 첨가제가 포함된 G10 에폭시 유리 적층판입니다. 열 등급은 일반 G10과 동일한 B(130°C)입니다. 155°C에서 지속적으로 사용하려면 130°C 이상에서 강도를 유지하는 유리 전이도가 높은 에폭시를 사용하는 G11(EPGC 203) 또는 FR5와 같은 클래스 F 라미네이트가 필요합니다. 변압기 스페이서, 모터 슬롯 웨지 또는 핫 스위치기어 패널의 G11 지정 배리어를 FR4로 대체하면 연화 및 치수 변형이 발생합니다. 등급을 일치시킨 다음 화염 등급을 순서대로 일치시킵니다.
등급 온도 이상으로 단열재를 작동하면 즉시 고장이 발생합니까?
아니요. 클래스는 절벽이 아닌 경제적으로 정의된 서비스 수명을 위한 연속 작동 권장 사항입니다. 분해는 화학적이며 누적적입니다. 등급 온도 이상에서는 온도가 10°C 초과할 때마다 사용 수명이 대략 절반으로 줄어듭니다(Arrhenius 경험 법칙). 155°C 대신 165°C에서 실행되는 클래스 F 시스템은 그날 오후에 고장이 나지 않습니다. 즉, 의도한 시간의 약 1/4이 지나면 수명이 종료됩니다. 위험은 손실이 발생하지 않을 때까지 침묵한다는 것입니다. 단열재는 반감기를 알리지 않고 조용히 마진을 잃습니다.
결론
열 등급 표는 무엇을 말할 수 있는지 알고 난 후에만 복사할 가치가 있습니다. 클래스는 반감기 온도(장기간 열을 가한 후 재료가 임계 특성의 절반을 유지하는 지점)를 말하며 융점이나 절벽이 아닌 밴드로 반올림됩니다. 명판의 숫자는 절연 시스템에 속하며 가장 뜨거운 구성 요소가 아닌 가장 약한 링크에 의해 설정되며 비호환성으로 인해 자동으로 최상의 재료 아래로 끌릴 수 있습니다. 실제 열 예산은 주변, 상승, 핫스팟의 세 가지 숫자이며, 얻을 수 있는 수명의 대부분은 그 사이의 차이에 따라 승패가 결정됩니다. 글자는 장식입니다. 숫자는 의미이며 항상 내림됩니다. 그리고 등급이 라미네이트 등급을 충족할 때 FR4는 열 등급이 아닌 화염 등급이라는 점을 기억하십시오. 155°C 작업에는 G11 또는 FR5가 필요하고 180°C 작업에는 G7이 필요합니다.
