困擾你的電動(dòng)機(jī)溫升問題

2021年6月9日來源：防爆云平臺--防爆產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)平臺防爆空調(diào) 防爆電氣防爆電機(jī) 防爆風(fēng)機(jī) 防爆通訊瀏覽 2920 次評論 0 次

電機(jī)繞組、軸承及其它部件，只有低于其最高允許工作溫度下使用，才能保證其經(jīng)濟(jì)使用壽命和運(yùn)行可靠性。電機(jī)的發(fā)熱避免不了地想到了發(fā)熱程度，涉及到電機(jī)發(fā)熱程度的理論認(rèn)識是：溫升，溫升限度、絕緣材料、絕緣結(jié)構(gòu)，耐熱等級等。因此，要認(rèn)識和理解上面幾個(gè)名詞的含義，才能更好地注意和修正電機(jī)的發(fā)熱程度。

1、溫升電機(jī)溫升溫升限度

(1)某一點(diǎn)的溫度與參考(或基準(zhǔn))溫度之差稱溫升。也可以稱某一點(diǎn)溫度與參考溫度之差。

(2)什么叫電機(jī)溫升。電機(jī)某部件與周圍介質(zhì)溫度之差，稱電機(jī)該部件的溫升。

(3)什么叫電機(jī)的溫升限度。電機(jī)在額定負(fù)載下長期運(yùn)行達(dá)到熱穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，電機(jī)各部件溫升的允許極限，稱溫升限度。電機(jī)溫升限度，在國家標(biāo)準(zhǔn)GB755-65中作了明確規(guī)定。

在電機(jī)中一般都采用溫升作為衡量電機(jī)發(fā)熱標(biāo)志，因?yàn)殡姍C(jī)的功率是與一定溫升相對應(yīng)的。因此，只有確定了溫升限度才能使電機(jī)的額定功率獲得確切的意義。

2、絕緣材料絕緣結(jié)構(gòu) 耐熱等級

(1)什么叫絕緣材料。用來使器件在電氣上絕緣的材料稱絕緣材料。

(2)什么叫絕緣結(jié)構(gòu)。一種或幾種絕緣材料的組合稱絕緣結(jié)構(gòu)。

(3)什么叫耐熱等級。表示絕緣結(jié)構(gòu)的最高允許工作溫度，并在這樣的溫度下它能在預(yù)定的使用期內(nèi)維持其性能，在允許的范圍內(nèi)及其所分的等級耐熱等級。耐熱等級分為Y級90℃、A級10℃、E級120℃、B級130℃、F級155℃、H級180℃和H級以上共七個(gè)等級。

綜上所述，電機(jī)中不同耐熱等級的絕緣材料有著不同的最高允許工作溫度。

所謂最高允許工作溫度是指：在此溫度下長期使用時(shí)，絕緣材料的物理、機(jī)械、化學(xué)和電氣性能不發(fā)生顯著惡性變化，如超過此溫度，則絕緣材料的性能發(fā)生質(zhì)變，或引起快速老化。

因此，絕緣材料最高允許工作溫度是根據(jù)它經(jīng)濟(jì)使用壽命確定的。溫升限度基本上取決于絕緣材料的等級，但也和溫度的測量方法、被測部的傳熱和散熱條件有關(guān)，取決于絕緣材料的最高允許工作溫度。當(dāng)周圍冷卻介質(zhì)(例如空氣)的最高溫度確定后，就可根據(jù)絕緣材料的最高允許工作溫度規(guī)定電機(jī)部件的溫升限度。根據(jù)統(tǒng)計(jì)我國各地的絕對最高溫度一般在35～40℃之間，因此在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定+40℃作為冷卻介質(zhì)的最高標(biāo)準(zhǔn)。

3、溫度的測量

(1)冷卻介質(zhì)溫度測量。所謂冷卻介質(zhì)是指能夠直接或間接地把定子和轉(zhuǎn)子繞組、鐵心以及軸承的熱量帶走的物質(zhì);如空氣、水和油類等?？恐車諝鈦砝鋮s的電機(jī)，冷卻空氣的溫度(一般指環(huán)境溫度)可用放置在冷卻空氣進(jìn)放電機(jī)途徑中的幾只膨脹式溫度計(jì)(不少于2只)測量。溫度計(jì)球部所處的位置，離電機(jī)1～2m，并不受外來輻射熱及氣流的影響。溫度計(jì)宜選用分度為0.2℃或0.5℃、量程為0～50℃為適宜。

(2)繞組溫度的測量。電阻法是測定繞組溫升公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)方法。1000kW以下的交流電機(jī)幾乎都只用電阻法來測量。電阻法是利用電動(dòng)機(jī)的繞組在發(fā)熱時(shí)電阻的變化，來測量繞組的溫度，具體方法是利用繞組的直流電阻，在溫度升高后電阻值相應(yīng)增大的關(guān)系來確定繞組的溫度，其測得是繞組溫度的平均值。冷態(tài)時(shí)的電阻(電機(jī)運(yùn)行前測得的電阻)和熱態(tài)時(shí)的電阻(運(yùn)行后測得的電阻)必須在電機(jī)同一出線端測得。繞組冷態(tài)時(shí)的溫度在一般情況下，可以認(rèn)為與電機(jī)周圍環(huán)境溫度相等。這樣就可以計(jì)算出繞組在熱態(tài)的溫度了。

(3)鐵心溫度的測量。定子鐵心的溫度可用幾只溫度計(jì)沿電機(jī)軸向貼附在鐵心軛部測量，以測得最高溫度。對于封閉式電機(jī)，溫度計(jì)允許插在機(jī)座吊環(huán)孔內(nèi)。鐵心溫度也可用放在齒底部的銅-康銅熱電偶或電阻溫度計(jì)測量。

(4)軸承溫度的測量。滾動(dòng)軸承的溫度盡可能在靠近軸承外圈處測量，溫度計(jì)可插在端蓋軸承室加油孔內(nèi)，也可貼附在軸承蓋上，但所測量度比軸承外圈溫度低15～25%。

(5)機(jī)殼溫度的測量。測量機(jī)殼溫度時(shí)，對防護(hù)式電機(jī)，應(yīng)把溫度計(jì)放在機(jī)殼中部。對于封閉扇冷卻式電機(jī)溫度計(jì)應(yīng)放在離外風(fēng)扇較遠(yuǎn)一端。

4、溫度與溫升的計(jì)算

(1)看繞組的溫度是否超過絕緣材料最高允許工作溫度。計(jì)算方法是：電機(jī)銘牌上規(guī)定的溫升加上環(huán)境溫度，再加上平均溫度和最熱點(diǎn)的溫度之差，所得的數(shù)值不超過絕緣材料的最高允許工作溫度。如：銘牌上規(guī)定溫度為75℃，環(huán)境溫度為40℃，平均溫度與最熱點(diǎn)溫度差為5℃，它們?nèi)齻€(gè)數(shù)之和，75℃+4℃+5℃=12℃，查表得知溫升為75℃的絕緣材料為E級，最高允許工作溫度120℃，沒能超過規(guī)定溫度，電動(dòng)機(jī)可繼續(xù)運(yùn)行。平均溫度和最熱點(diǎn)溫度之差(估計(jì)值)：A、E級絕為5℃，B、E級絕緣為10℃H級為15℃測量方法引起的差異只是一個(gè)修正因數(shù)，在能夠直接測電機(jī)部件最熱點(diǎn)的溫度時(shí)就不需要考慮修正。

(2)看是否超過電機(jī)溫升(實(shí)際也屬于計(jì)算溫度范疇)。用電阻法測量電動(dòng)機(jī)繞組發(fā)熱時(shí)電阻變化，來測量繞組的溫度。繞組的溫度由T1℃變化為T2℃時(shí)，其電阻變化規(guī)律可用下式表示：式中 R1—運(yùn)行前溫度為T1℃時(shí)，繞組的電阻值(Ω);R2—運(yùn)行后溫度為T2℃時(shí)繞組的電阻值(Ω);K—常數(shù);銅線K為235，鋁線K為228。當(dāng)周圍介質(zhì)溫度為T1℃時(shí)，測得電機(jī)繞組的電阻值為R1，電機(jī)運(yùn)行后，繞組溫度升高，電阻值變?yōu)镽2。則可根據(jù)上述公式計(jì)算出電動(dòng)機(jī)繞組溫度變化后的溫度T2℃。計(jì)算出的溫度值T2℃只是繞組平均溫度，而不是繞組的最熱點(diǎn)溫度，但算出的溫度值要比溫度計(jì)測的溫度值高。

例：一臺E級絕緣三相異步電動(dòng)(銅繞組)，在環(huán)境溫度為30℃情況下，電機(jī)在運(yùn)行前測出每相繞組的電阻值為1.9Ω，運(yùn)行一段時(shí)間后，繞組溫度升高，停電立即再次測量繞組值為2.3Ω計(jì)算這臺電動(dòng)機(jī) 溫升。

解：據(jù)題意知：R1=1.9Ω、R2=2.3Ω、T1=30Ω，按公式計(jì)算：

按環(huán)境溫度不超過40℃計(jì)算，溫升為85.78℃-40℃=45.78℃，查表E級絕緣溫升為75℃，因此該臺電機(jī)的溫升沒有超過允許值。從上述可以看出，只有知道各級絕緣的最高允許工作溫度，從電機(jī)銘板上得知耐熱等級或溫升，就可以判斷和計(jì)算出電機(jī)發(fā)熱程度是否在正常范圍內(nèi)。目前，電動(dòng)機(jī)銘牌上一般標(biāo)注“絕緣等級”，但也有標(biāo)注為“溫升”的。

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