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電動(dòng)機(jī)的溫度與溫升
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一到夏季,電工們?yōu)殡妱?dòng)機(jī)過熱而煩惱。但大家都知道衡量電動(dòng)機(jī)發(fā)熱程度是用“溫升”而不是用“溫度”。一些初學(xué)者為此在實(shí)踐中提出了各種問題。
例如一臺(tái)A級(jí)絕緣的電動(dòng)機(jī),溫升限度為50℃,那么:
1、當(dāng)氣溫為
2、當(dāng)氣溫為
一、絕緣材料的耐熱等級(jí)
絕緣材料按耐熱能力分為Y、A、E、B、F、H、C 7個(gè)等級(jí),其極限工作溫度分別為90、105、 120、130、155、180、及180℃以上。
所謂絕緣材料的極限工作溫度,系指電動(dòng)機(jī)在設(shè)計(jì)預(yù)期壽命內(nèi),運(yùn)行時(shí)繞組絕緣中最熱點(diǎn)的溫度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),A級(jí)材料在105℃、B級(jí)材料在130℃的情況下壽命可達(dá)10年,但在實(shí)際情況下環(huán)境溫度和溫升均不會(huì)長(zhǎng)期達(dá)設(shè)計(jì)值,因此一般壽命在15~20年。如果運(yùn)行溫度長(zhǎng)期超過材料的極限工作溫度,則絕緣的老化加劇,壽命嚴(yán)重縮短。所以電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中,溫度是壽命的主要因素之一。
二、溫升
溫升是電動(dòng)機(jī)與環(huán)境的溫度差,是由電動(dòng)機(jī)發(fā)熱引起的。運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)鐵心處在交變磁場(chǎng)中會(huì)產(chǎn)生鐵損。繞組通電后會(huì)產(chǎn)生銅損。還有其他雜散損耗等。這些都會(huì)使電動(dòng)機(jī)溫度升高。另一方面電動(dòng)機(jī)也會(huì)散熱,當(dāng)發(fā)熱與散熱相等時(shí)即達(dá)到平衡狀態(tài),溫度不再上升而穩(wěn)定在一個(gè)水平上。當(dāng)發(fā)熱增加或散熱減少時(shí)就會(huì)破壞平衡,使溫度繼續(xù)上升,擴(kuò)大溫差,則增加散熱,在另一個(gè)較高的溫度下達(dá)到新的平衡。但這時(shí)的溫差即溫升已比前增大了。 所以說溫升是電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)及運(yùn)行中的一項(xiàng)重要指標(biāo),標(biāo)志著電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱程度。在運(yùn)行中,如電動(dòng)機(jī)溫升突然增大,說明電動(dòng)機(jī)有故障,風(fēng)道阻塞或負(fù)荷太重。
三、溫升與氣溫等因素的關(guān)系
由于各地各時(shí)的環(huán)境溫度不相同,因此必須規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境溫度。我國(guó)早期設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)均采用35℃,而從1965年后設(shè)計(jì)的J2、JO2和Y系列電動(dòng)機(jī)則用40℃。
對(duì)于正常運(yùn)行的電動(dòng)機(jī),在額定負(fù)荷下其溫升應(yīng)與環(huán)境溫度的高低無關(guān),且當(dāng)環(huán)境溫度低于40℃(或35℃)時(shí),其運(yùn)行溫升也不允許超出銘牌額定值。如一臺(tái)正在運(yùn)行的A級(jí)絕緣電動(dòng)機(jī) ,當(dāng)環(huán)境溫度降到10℃時(shí),并不意味著溫升允許擴(kuò)大到80℃。有人認(rèn)為只要繞組溫度不超過規(guī)定的90℃即可。這不全對(duì),如負(fù)荷未增加,而溫升達(dá)到80℃,這說明電動(dòng)機(jī)本身出了故障 。
那么,額定負(fù)載下運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)溫升是否與氣溫等因素毫無關(guān)系呢:不!是稍有影響的。
1、氣溫下降時(shí),正常電動(dòng)機(jī)的溫升會(huì)稍許減少。這是因?yàn)槔@組電阻R下降,銅耗減少。溫度每降
2、自冷電動(dòng)機(jī)的環(huán)境溫度每增
3、空氣濕度升高10%,因?qū)岣纳疲瑴厣山?span lang="EN-US">0.07~
4、海拔以
四、極限工作溫度與最高工作溫度
細(xì)心人會(huì)看出矛盾:為什么一會(huì)兒說A級(jí)的極限工作溫度為105℃,一會(huì)兒又說A級(jí)的最高允許工作溫度是90℃呢?這與測(cè)量方法有關(guān)。不同的測(cè)量方法,其反映出的數(shù)值不同,含義也不一樣。
1、溫度計(jì)法其測(cè)結(jié)果反映的是繞組絕緣的局部表面溫度。這個(gè)數(shù)字平均比繞組絕緣的實(shí)際最高溫度即“最熱點(diǎn)”低
2、電阻法 其測(cè)量結(jié)果反映的是整個(gè)繞組銅線溫度的平均值。該數(shù)比實(shí)際最高溫度按不同的絕緣等級(jí)降低5~
3、埋置檢測(cè)溫度計(jì)試驗(yàn)時(shí)將銅或鉑電阻溫度計(jì)或熱電偶埋置在繞組、鐵心或其他需要測(cè)量預(yù)期溫度最高的部件里。其測(cè)量結(jié)果反映出測(cè)溫元件接觸處的溫度。大型電動(dòng)機(jī)常采用此法來監(jiān)視電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行溫度。在100~
另外,封閉扇冷式電動(dòng)機(jī)用電阻法測(cè)得的溫度比溫度計(jì)法測(cè)得的高0~15%;防護(hù)式高10%~2 0%。而電阻法與預(yù)埋銅電阻檢溫計(jì)相差±5%。
綜上所述,各種測(cè)量方法所測(cè)量到的溫度與實(shí)際最高溫度都有差值,不能真正反映出絕緣材料的實(shí)際最高溫度,因此需將絕緣材料的“極限工作溫度”減去此差值才是“最高允許工作溫度”。
五、電動(dòng)機(jī)各部位的溫度限度
1、與繞組級(jí)接觸的鐵心溫升(度計(jì)法)應(yīng)不超過所接觸的繞組絕緣的溫升限度(電阻法),即A級(jí)為
2、滾動(dòng)軸承溫度應(yīng)不超過
3、機(jī)殼溫度實(shí)踐中往往以不燙手為準(zhǔn)。
4、鼠籠轉(zhuǎn)子表面雜散損耗很大,溫度較高,一般以不危及鄰近絕緣為限??深A(yù)先刷上不可逆變色漆來估計(jì)。
六、故障的排除
當(dāng)發(fā)生下列任一種情況時(shí),說明電動(dòng)機(jī)有故障:
1、溫度超過最高工作溫度。
2、溫升超過規(guī)定或溫升雖然未超過規(guī)定,但在低負(fù)荷時(shí)溫升突然增大。
這兩類故障的判斷和排除方法是:
1、在額定負(fù)荷下溫升未超過溫升限度,僅由于環(huán)境溫度超過
2、在額定負(fù)載下溫升超出銘牌規(guī)定。不管什么情況,均屬有故障,必須停機(jī)檢查,特別對(duì)溫升突然變大更要注意。其外部原因有:電網(wǎng)電壓太低或線路壓降太大(超過10%),負(fù)載太重(超過10%),電動(dòng)機(jī)與機(jī)械配合不當(dāng);內(nèi)部原因有;單相運(yùn)行、匝間短路、相間短路、定子接地、風(fēng)扇損壞或未緊固、風(fēng)道阻塞、軸承損壞,定轉(zhuǎn)子相擦、電動(dòng)機(jī)與電纜接頭發(fā)熱(特別是銅鋁或鋁鋁連接)、電動(dòng)機(jī)受腐蝕或受潮等。此外,從理論上講電動(dòng)機(jī)均可正反轉(zhuǎn),但有些電動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇有方向性,如反了,溫升會(huì)超出許多??傊?,必須針對(duì)各種具體情況,排除故障。
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