電機(jī)的溫度與溫升

衡量電機(jī)發(fā)熱程度是用“溫升”而不是用“溫度”，當(dāng)“溫升”突然增大或超過工作溫度時(shí)，說明電機(jī)已發(fā)生故障。下面就一些基本概念進(jìn)行討論。 

1　絕緣材料的絕緣等級(jí)

絕緣材料按耐熱能力分為Y、A、E、B、F、H、C7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。性能參考溫度（℃） A80、E95、B100、F120、H145。

常用的B級(jí)電機(jī)，其內(nèi)部的絕緣材料往往是F級(jí)的，而銅線可能使用H級(jí)甚至更高的，來提高其質(zhì)量。

一般為提高使用壽命，往往規(guī)定高級(jí)絕緣要求，低一級(jí)來考核。比如，常見的F級(jí)絕緣的電機(jī)，做B級(jí)來考核，即其溫升不能超過120度（留10度作為余量，以避免工藝不穩(wěn)定造成個(gè)別電機(jī)溫升超差）。

所謂絕緣材料的極限工作溫度，系指電機(jī)在設(shè)計(jì)預(yù)期壽命內(nèi)，運(yùn)行時(shí)繞組絕緣中熱點(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，壽命大大縮短。所以電機(jī)在運(yùn)行中，溫度是壽命的主要因素之一。 

2　溫升

溫升是電機(jī)與環(huán)境的溫度差，是由電機(jī)發(fā)熱引起的。運(yùn)行中的電機(jī)鐵芯處在交變磁場(chǎng)中會(huì)產(chǎn)生鐵損，繞組通電后會(huì)產(chǎn)生銅損，還有其它雜散損耗等。這些都會(huì)使電機(jī)溫度升高。另一方面電機(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)的溫差即溫升已比以前增大了，所以說溫升是電機(jī)設(shè)計(jì)及運(yùn)行中的一項(xiàng)重要指標(biāo)，標(biāo)志著電機(jī)的發(fā)熱程度，在運(yùn)行中，如電機(jī)溫升突然增大，說明電機(jī)有故障，或風(fēng)道阻塞或負(fù)荷太重。 

3　溫升與氣溫等因素的關(guān)系 

對(duì)于正常運(yùn)行的電機(jī)，理論上在額定負(fù)荷下其溫升應(yīng)與環(huán)境溫度的高低無關(guān)，但實(shí)際上還是受環(huán)境溫度等因素影響的。 

(1) 當(dāng)氣溫下降時(shí)，正常電機(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1℃，r約降0.4%。 

(2) 對(duì)自冷電機(jī)，環(huán)境溫度每增10℃，則溫升增加1.5～3℃。這是因?yàn)槔@組銅損隨氣溫上升而增加。所以氣溫變化對(duì)大型電機(jī)和封閉電機(jī)影響較大。 

(3) 空氣濕度每高10%，因?qū)岣纳?，溫升可?.07～0.38℃，平均為0.19℃。 

(4) 海拔以1 000 m為標(biāo)準(zhǔn)，每升100 m,溫升增加溫升極限值的1%。

4　極限工作溫度與允許工作溫度 

通常說A級(jí)的極限工作溫度為105℃，A級(jí)的允許工作溫度是90℃。那么，極限工作溫度與允許工作溫度有何不同？其實(shí)，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)量結(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)際溫度即“熱點(diǎn)”低15℃左右。該法簡(jiǎn)單，在中、小電機(jī)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用廣。 

(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)際溫度按不同的絕緣等級(jí)降低5～15℃。該法是測(cè)出導(dǎo)體的冷態(tài)及熱態(tài)電阻，按有關(guān)公式算出平均溫升。 

(3) 埋置溫度計(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、鐵心或其它需要測(cè)量預(yù)期溫度的部件里。其測(cè)量結(jié)果反映出測(cè)溫元件接觸處的溫度。大型電機(jī)常采用此法來監(jiān)視電機(jī)的運(yùn)行溫度。

各種測(cè)量方法所測(cè)量到的溫度與實(shí)際溫度都有一定差值，因此需將絕緣材料的“極限工作溫度”減去此差值才是“允許工作溫度”。 

5　電機(jī)各部位的溫度限度 

(1) 與繞組接觸的鐵心溫升(溫度計(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60℃，E級(jí)為75℃，B級(jí)為80℃，F(xiàn)級(jí)為100℃，H級(jí)為125℃。

(2) 滾動(dòng)軸承溫度應(yīng)不超過95℃，滑動(dòng)軸承的溫度應(yīng)不超過80℃。因溫度太高會(huì)使油質(zhì)發(fā)生變化和破壞油膜。 

(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)。 

6　電機(jī)發(fā)熱故障的排除 

當(dāng)電機(jī)溫度超過工作溫度或溫升超過規(guī)定或溫升雖然未超過規(guī)定，但在低負(fù)荷時(shí)溫升突然增大時(shí)，說明電機(jī)有故障，其判斷和排除方法是： 

(1) 在額定負(fù)荷下溫升?超過溫升限度，僅由于環(huán)境溫度超過40℃，而使電機(jī)溫度超過允許工作溫度。這種現(xiàn)象說明電機(jī)本身是正常的。解決的辦法是用人工方法使環(huán)境溫度下降，如辦不到，則必須減負(fù)載運(yùn)行。 

(2) 在額定負(fù)載下溫升超出銘牌規(guī)定?！?/p>

不管什么情況，均屬電機(jī)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%)，電機(jī)與機(jī)械配合不當(dāng)；

內(nèi)部原因有：?jiǎn)蜗噙\(yùn)行、匝間短路、相間短路、定子接地、風(fēng)扇損壞或未固緊、風(fēng)道阻塞、軸承損壞，定轉(zhuǎn)子相擦、電機(jī)與電纜接頭發(fā)熱(特別是銅鋁或鋁鋁連接)、電機(jī)受腐蝕或受潮等。

此外，從理論上講電機(jī)均可正反轉(zhuǎn)，但有些電機(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。

來源：備件網(wǎng)

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