En av IECs största framgångar måste vara den standardiserade elmotorn. Här tecknar Jan Ollner arbetet bakom de standarder som ledde fram till det som kom att kallas IEC‑motorn. Ett arbete som till stor del utfördes från svenskt håll.
Elmotorn har en betydelse i industriella sammanhang som knappast kan överskattas. Det är den som får hjulen att snurra i praktiskt taget all produktion och alla processer. Stannar en enda motor kan det leda till driftsavbrott i produktions- och processkedjan med höga kostnader som följd.
Det gäller alltså att på nolltid laga motorn eller att ersätta den med en ny. Det sistnämnda är numera lätt eftersom det finns internationell standard för trefas asynkronmotorer, som används i industrin. Motorer från olika tillverkare är helt utbytbara. IEC 60072-1, sixth edition, 1991, specificerar i en serie tabeller mått och märkeffekter och i EN 50347:2001 knyts IEC-värdena samman i standardiserade motorstorlekar definierade med ”Frame numbers”.
Det är bara för användaren att ange ett ”Frame number” för att snabbt och lätt få önskad ersättningsmotor från närmaste leverantör. Han kan därigenom nedbringa förrådshållning av reservmotorer till ett minimum. Tillverkaren å sin sida vet att en och samma motorserie är gångbar på alla marknader. Han slipper saluföra en mängd olika, nationellt anpassade utföranden och kan utnyttja de långa seriernas ekonomi. För aktörerna på den miljardmarknad, som elmotorerna utgör, är fördelarna mycket stora jämfört med situationen innan standardiseringen kom till stånd.
Svenskt initiativ
Det var på svenskt initiativ som IEC tog upp måttstandardisering av elmotorer på sitt program. Vid en av SEK år 1949 anordnad kontaktkonferens konstaterades att det visserligen fanns IEC-rekommendationer för roterande maskiners elektriska prestanda och egenskaper, men att standardisering av mekaniska mått helt lyste med sin frånvaro. Detta i bristsituationen under och strax efter Andra Världskriget då företagen inte hade något val utan var tvungna att anskaffa arbetsmaskiner där de överhuvudtaget fanns att få.
Driftchefen Manne Hernberg, Bofors framförde t ex att det blivit hart när omöjligt att vid motorhaverier hålla driften igång. Även motortillverkarna – främst ASEA – önskade en bättre sakernas ordning. Följaktligen föreslog SEK vid IEC General Meeting 1950 att en underkommitté – SC 2B – till TC 2 Rotating machinery skulle bildas med uppgift att standardisera mekaniska mått för industriella elmotorer.
Det visade sig emellertid att flera av IECs medlemsländer hade ganska liten förståelse för den då radikala idén att ta upp standardisering av mekaniska mått för elmaskiner på agendan. Först efter en lång och oviss debatt uppnåddes majoritet för kommitténs tillsättande. När diskussionens vågor gick höga myntades – med anspelning på Hamlets berömda monolog – uttrycket ”2B or not 2B”.
Sverige fick sekretariatet och SC 2B kunde anta utmaningen och påbörja sitt arbete. Det långsiktiga målet var att få fram en heltäckande standard att omfatta alla typer av både fot- och flänsmotorer. Medvetna om uppdragets svårigheter och omfattning enades man emellertid vid första sammanträdet om att i början begränsa sitt arbete enligt följande:
Standardization should first be worked out for foot‑mounted threephase squirrelcage motors for voltages up to 600 V and frequencies 50-60 c/s having shaft heights from about 100 mm to about 300 mm.
Arbetet tar sin början
Det blev en aktiv svensk insats i SC 2B som varade i över 15 år. Ordförande blev professorn i elektromaskinlära vid KTH, Fredrik Dahlgren (från 1956) och sekreterare undertecknad, Jan Ollner. Svensk delegat och ”primus motor” i projektet var chefskonstruktören för asynkronmotorer vid ASEA, överingenjör Hans Hedström.
Redan i starten kom några principiella frågor i förgrunden. Skulle standarden baseras på existerande nationella standarder eller på radikalt nytänkande? Hur kunde det då det brännande problemet om måttsättning i mm eller tum lösas och kunde man redan från början försöka binda samman anslutningsmått med märkeffekter?
I utgångsläget konstaterades att det i USA existerade en komplett motorstandard – den s k NEMA-standarden – som var baserad på ”jämna” talvärden i tum och som i praktisk tillämpning fungerade väl.
De anglosaxiska länderna föreslog att denna standard skulle ligga till grund för IEC-arbetet. Länderna på den europeiska kontinenten förordade å andra sidan att en internationell standard skulle baseras på de normtalserier – Preferred Numbers – med ”jämna” talvärden i mm som standardiserats av ISO.
Från bägge lägren förelåg kravet att ”jämna” talvärden i det egna måttsystemet skulle användas. Olika åsikter förelåg också om lämpligheten att knyta samman anslutningsmått med märkeffekter.
Motorernas volymer, vikter och mått för en viss märkeffekt hade under de första 50 åren av 1900-talet krympt till en tredjedel genom teknisk utveckling och användning av nya material. I betraktande av detta framfördes farhågor för att en bindning mått – effekt skulle kunna förhindra fortsatt utveckling och rationalisering.
Anslutningsmått för fotmotorer angivna i IECrapporten, 1954 (övre bilden) och i dagens motorstandard IEC 60072-1, 1991 (nedre bilden)
Svårigheter
De första åren av kommittéarbetet var det inte möjligt att få till stånd något egentligt standardförslag. I en rapport 1954, IEC Publikation 72, presenterade kommittén två tabeller baserade på ”jämna” talvärden i mm respektive tum för anslutningsmått och axelhöjder för fotmotorer. Kommittén konstaterade att det inte var sannolikt att enighet om en enda måttabell skulle kunna uppnås ”in the near future” men påpekade samtidigt att måtten i de två tabellerna låg så nära varandra att det inte fanns några tekniska skäl för att den ena skulle vara att föredra framför den andra.
I nästa rapport 1956 hade tabellerna utökats och en ny tabell med märkeffekter – fristående från dimensionstabellerna – tillfogats. Men i praktiken var positionerna fortfarande låsta.
SC 2B gav inte upp utan arbetade vidare och efterhand blev det möjligt att sammanjämka de motsatta ståndpunkterna. IEC kunde i augusti 1958 äntligen godkänna en rekommendation för dimensioner och effekter för asynkrona fotmotorer med axelhöjder mellan 112-315 mm. Resultatet innebar en kompromiss mellan anglosaxiska och kontinentala länder i så motto att axelhöjderna följde normtal i jämna mm från ISO-standard medan övriga mått togs från den tidigare tumtabellen och uttrycktes i mm.
Härmed hade ett första betydelsefullt steg mot en internationell standard tagits. Ett negativt inslag i kompromissen var att man för varje axelhöjd skulle tillåta tre motorlängder kallade S (short), M (medium) och L (long). Av ekonomiska och tillverkningstekniska skäl ville en del länder ha längre motorer medan andra förordade kortare motorer.
Från början hade man i kommittéarbetet eftersträvat två motorlängder för varje axelhöjd. Man förutsåg nu att det på det nationella planet skulle bli fråga om att göra ett urval och att endast tillämpa två av de tre längdalternativen.
Risken var stor att urvalet skulle variera från land till land med därmed åtföljande nackdelar för de tillverkare som exporterade till olika marknader. I det fortsatta arbetet blev det angeläget att säkerställa ett enhetligt urval av motorlängder.
Arbetsområdet utvidgas
I och med att isen brutits och man fått acceptans och förståelse för behovet av en internationell motorstandard kunde kommittén gå vidare och steg för steg tillföra och inkludera andra mått och toleranser, vitala för full utbytbarhet, t ex för axeltappar och fästhål (från ISO-standard).
Arbetsområdet kunde också utvidgas att omfatta flänsmotorer samt inte bara kortslutna utan också släpringade asynkronmotorer liksom olika skyddsformer och
storlekar.
År 1960 kom den första IEC-rekommendationen för flänsmotorer och några år senare förelåg uppdaterade och mer kompletta rekommendationer för både fot- och flänsmotorer. Tabellerna för mått och märkeseffekter var fortfarande åtskilda.
År 1967 gick emellertid CENELECs föregångare CENEL ett steg längre och kom överens om ett ”Unification Document”, helt baserat på IEC, med en heltäckande motorstandard i vilken mått och märkeseffekter knutits samman. I detta dokument hade man också för Västeuropas del lyckats ena sig om ett gemensamt urval av två motorlängder för varje axelhöjd.
Med dessa resultat uppnådda var det dags för det svenska teamet att överlåta ledningen av det fortsatta arbetet i SC 2B till nya krafter.
Källa: Jan Ollner, SEK-aktuellt