Class Ⅰ·Division 1을 위한 모든 모터는 동일한 유해 물질을 포함하지만 Division 2로 간주되는 유사한 환경에도 적합해야 한다. Class Ⅰ·Division 1에서 사용하도록 인증된 방폭 모터는 정상 작동 조건에서 위험한 물질이 없는 곳, 즉 Class Ⅰ·Division 2 영역에서도 사용될 수 있는데, 이는 Division 2에서 위험은 비정상 상황에서만 나타나기 때문이다. 물론 이는 모터가 Group와 T-code 요구 사항을 충족한다고 가정한 경우이다.
실제로 Division 2의 최소 요구 사항은 Division 1 위치의 요구 사항보다 덜 엄격하다. 발화원이 없는 경우라면, 완전밀폐형, TEFC 모터는 물론 개방형, ODP 모터까지 사용될 수 있는 것이다. 모터에 스페이스 히터가 포함된 경우에는 표면 온도는 위험 가스 AIT의 80%를 초과하면 안 된다.
모터 자체의 온도 또한 고려해야 하지만, 일반적으로는 Class Ⅰ·Division 2에서는 표면 온도가 낮으며, 스파크 부품이 없는 3상 유도 전동기를 사용할 수 있다. 위험 가스가 누출되는 비상 상황과 모터의 스파크 발생 오류가 동시에 발생할 가능성은 거의 없기 때문이다.
방폭 모터는 비방폭 모터보다 2~3배 더 비쌀 수 있다. 따라서 비방폭 모터의 활용이 합리적인 선택이다. 과거 관습적으로 방폭 모터만이 Class Ⅰ·Division 2에서 활용됐지만, 최근에는 CSA과 같은 제3자 인증기관에서 Class Ⅰ·Division 2 환경의 요구 사항을 충족한다는 특별 인증을 획득한 비방폭 모터들이 출시되고 있다.
Class Ⅱ 환경에서의 모터 조건
Class Ⅱ·Division 1 모터는 분진방폭형dust-ignition-proof이여 한다. 분진방폭은 Class Ⅰ의 방폭 개념과 다른데, 가장 큰 차이점은 분진방폭 모터의 밀폐는 위험 물질의 배제를 목표로 한다는 점이다. Class Ⅰ의 방폭이 위험 물질이 모터의 내부에 퍼져있다고 전제하고 내부폭발의 확산에 초점이 맞춰진 반면, Class Ⅱ의 분진방폭은 공기 중의 폭발성 입자 혼합물이 모터의 내부로 유입하지 않도록 하는 데 초점을 맞추고 있는 것이다. 따라서 Class Ⅱ의 분진방폭 모터를 사용한다면, 주변 위험 물질의 AIT보다 낮게 모터 표면 온도를 유지하는 것이 가장 중요하다.
한편 VFDvariable-frequency drive의 사용은 유의해야 한다. 공급 전압의 고정 주파수를 가변 주파수로 변경하여 모터의 회전 속도를 제어하는 VFD가 효율과 공정 제어를 높일 수 있지만, 모터의 추가 가열을 야기할 수 있기 때문이다.
예를 들어 VFD는 입력의 정현파 전압 및 전류 파형을 왜곡하여 고주파 고조파를 생성하는데, 이 고조파 전류가 모터의 전체 전류를 증가시키지만, 샤프트에 유용한 토크를 생성하지 않기 때문에 모터의 발열량을 증가시키는 것이다. 또한 VFD가 모터 샤프트의 회전을 느리게 하는 것도 온도를 높이는 요인으로 작용한다. 회전축의 속도가 감소하면 모터의 공기 흐름이 감소하여 냉각 능력이 저하된다.
명판을 살피자
위험 지역에서 사용하기 위해서는 위의 요구 사항을 충족하는 전기 모터를 찾아내야 한다. 제조업체는 T-code 등급과 함께 방폭 모터가 적합한 Class와 Group 그룹을 명확하게 표시하는 명판을 모터에 제공하고 있으며, 주 명판 혹은 별도의 가까운 명판에서 볼 수 있다.
아래 [그림]은 컴프레셔에 사용되고 있는 방폭 모터인데, 부착된 모터 명판을 살피면, Class Ⅰ·Group D 위치에서 사용할 수 있으며, T-code 등급은 T3B임을 알 수 있다.
이처럼 모터의 명판에는 위험 위치 승인, T-code 등의 정보가 있다. 그런데 이는 모터가 정속 주행에 사용되는 경우에만 적용된다. VFD와 같은 변속 작동에서는 별도의 위험 환경 승인이 필요하다. VFD와 함께 사용될 때 모터가 승인된 위험한 위치는 일반적으로 보조 명판에 별도 표기되어 있다.
일례로, 주명판에 Class Ⅰ·Division 2·Group B/C/D 환경에 대한 CSA 승인, T3A의 T-code 등급이 표기되었으며, 인버터-듀티용으로도 사용될 수 있어 보조 명판에는 PWM VFD에 의해 제어될 때 T-code 정격 T2이며, Class Ⅰ·Division 2·Group B/C/D 승인이 표기된 모터를 가정하면, 이 모터의 최대 표면 온도는 정속 주행 시 180°C이지만, 인버터-듀티 모터로 사용되면 표면 온도는 더 높아져 최대 280°C에 달한다.
만약 Group D 물질인 휘발류와 같은 성분이 많은 환경이라면 정격 속도인 180°C의 표면 온도는 안전하지만, 인버터-듀티로는 가솔린이 폭발을 일으키기에 충분한 온도까지 도달할 수 있다. 따라서 VFD의 사용은 보다 높은 AIT 환경으로 제한되어야 한다.
