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        電機溫度和溫升

        發布時間:2021-12-25 08:49:00 點擊:    

         
         
        起重電機專業生產廠家無錫宏達2021年12月25日訊 “溫升”是衡量和評價電機發熱程度的重要參數,在電機額定負載時熱平衡狀態下可以測量得出。終端客戶感知電機好壞,慣常做法就是摸電機,看殼體溫度如何,雖不準確卻也大體把脈了電機溫升狀況。

        電機發生故障時,最為顯著的初始特征就是“手感”溫升異常:“溫升”突然增大或超過正常工作溫度。這時若能及時采取措施,至少可以避免大的財產損失,甚至躲過一場災難。


        一、電機溫升

        溫升是電機工作溫度與環境溫度的差值,是由電機運行時發熱引起。運行中的電機鐵芯處在交變磁場中會產生鐵損,繞組通電后會產生銅損,還有其它雜散損耗等,這些都會使電機溫度升高。

        電機在發熱的同時也會散熱,當發熱與散熱相等時即達到平衡狀態,溫度不再上升而穩定在一個水平上,也就是我們常說的熱穩定。

        當發熱增加或散熱減少時都會打破平衡,使溫度繼續上升,擴大溫差,我們就必須采取散熱措施,使電機在另一個較高的溫度下再度達到新的平衡。但這時的溫差即溫升已比以前增大了,所以說溫升是電機設計及運行中的一項重要指標,標志著電機的發熱程度,在運行中,如電機溫升突然增大,說明電機有故障,或風道阻塞或負荷太重。


        二、溫升與氣溫等因素的關系

        對于正常運行的電機,理論上在額定負荷下其溫升應與環境溫度的高低無關,但實際上還是與環境溫度、海拔等因素有一定關系。

        1. 當氣溫下降時,由于繞組電阻下降,銅耗會減少,因此正常電機的溫升會稍許降低。

        2. 對自冷電機,環境溫度每增加10℃,溫升會增加1.5~3℃。這是因為繞組銅損隨氣溫上升而增加。所以氣溫變化對大型電機和封閉電機影響較大。

        3. 空氣濕度每上升10%,因導熱條件會改善,溫升可降0.07~0.4℃。

        空氣濕度增加的同時又衍生出另一個問題,就是電機非運行狀態下的防潮問題,對于溫熱環境,應當采取措施避免電機繞組受潮,按照濕熱帶環境工況設計和維護。

        4. 電機在高海拔環境運行時,海拔以1000m為標準,每升100m,溫升增加其極限值的1%。型式試驗的溫升值并不能完全代表實際運行狀態,也就是說對于高原環境電機,應通過實際數據的積累,適度提高其指標裕度。


        三、溫升與溫度

        對于電機生產廠家,他們會關注電機的溫升,但對于電機使用終端客戶,則更直觀的關注電機溫度;

        一臺好的電機產品,應同時兼顧溫升與溫度,確保電機的性能指標及壽命符合要求。

        某一點的溫度與參考(或基準)溫度之差稱為溫升。也可以稱某一點溫度與參考溫度之差。電機某部件與周圍介質溫度之差,稱電機該部件的溫升;溫升是一個相對值。


        四、耐熱等級

        在允許的范圍內及其所分的等級即電機的耐熱等級。如果超過這個限度,絕緣材料的壽命就急劇縮短,甚至會燒毀。這個溫度限度,稱為絕緣材料的允許溫度。


        五、電機溫升限度

        電機在額定負載下長期運行達到熱穩定狀態時,電機各部件溫升的最高允許極限,稱溫升限度。絕緣材料的允許溫度,就是電機的允許溫度;

        絕緣材料的壽命,一般就是電機的壽命。但從客觀的角度分析,電機的實際溫度對軸承、潤滑脂等有直接的關系。

        電機負載運行時,以盡量發揮它的作用為出發點,所帶負載即輸出功率越大越好(若不考慮機械強度)。

        但是輸出功率越大、損耗功率就會越大,電機溫度就會越高。電機內耐溫最薄弱的東西是絕緣材料,如漆包線。

        絕緣材料耐溫有個限度,在這個限度內,絕緣材料的物理、化學、機械、電氣等各方面性能都很穩定,其工作壽命一般約為20年。


        六、絕緣等級

        絕緣等級表示絕緣結構的最高允許工作溫度等級,電機在這樣的溫度下,能在預定的使用期內維持其性能。

        絕緣材料的極限工作溫度,是指電機在設計預期壽命內,運行時繞組絕緣中最熱點的溫度。

        根據經驗,在實際情況下環境溫度和溫升均不會長期達設計值,因此一般壽命在15~20年。如果運行溫度長期接近或超過材料的極限工作溫度,則絕緣的老化會加劇,壽命也會大大縮短。

        所以電機在運行中,工作溫度是壽命的主要和關鍵因素。也就是說關注電機溫升指標的同時應充分考慮電機的實際運行工況,按照工況的嚴酷程度,預留足夠的設計裕度。


        七、絕緣系統

        電機電磁線、絕緣材料、絕緣結構的綜合應用實體,與制造工藝裝備、技術指導文件緊密相關,是工廠最為機密的技術。在電機安全評價中,將絕緣系統作為一項關鍵的綜合評價對象。


        八、絕緣性能

        絕緣性能是電機非常關鍵的性能指標,綜合反映了電機的安全運行性能和設計制造水平。

        在電機方案設計環節,首要考慮的是采用怎樣的絕緣系統,該絕緣系統是否與工廠的工藝裝備水平匹配,在行業中是領先還是落后。

        特別要強調的是量力而行最為重要,否則工藝裝備水平達不到的情況下一味追求領先,再先進的絕緣系統也制造不出絕緣性能可靠的電機來。


        九、這些問題我們必須兼顧

        1. 電磁線選擇的符合性。電機電磁線的選擇應與電機絕緣等級相匹配;對于變頻調速電機還要考慮電暈對電機的影響。

        實際經驗證實,厚漆膜電機線可以適度包容電機溫度以及溫升的一些影響,但電磁線的耐熱等級更重要。這是不少設計人員容易錯覺的一個常見問題。

        2. 復合材料的選擇必須嚴格控制。在一個電機廠檢查時發現,因材料短缺的問題,生產工人會用低于圖樣要求的材料代用,這種代用導致電機存在極大的質量隱患。

        3. 對于軸承系統的影響。電機溫升是一個相對值,但電機溫度則是一個絕對值,電機溫度較高時,通過軸直接傳到軸承的溫度會更高。

        如果是通用型軸承,則軸承很容易失效,再加上潤滑脂的流失和失效,則電機很容易出現軸承系統問題,直接導致電機故障,甚至是致命性的匝間或過載。

        4. 電機的使用工況。是電機設計初期必須考慮到的問題,按照高溫環境測算電機的工作溫度,對于高原環境電機,實際的電機溫升要高于試驗溫升值。

         
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