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發電機溫升說明
點擊數:31    更新時間:2020/5/24    收藏此頁

1、當氣溫為15℃而繞組溫度為80℃時,電動機能否繼續運行?一種回答是,當然行:理由是 :雖然溫升超過了50℃達65℃,但繞組溫度并未超過A組絕緣的最高允許工作溫度90℃。而另一種回答是不行,因為溫升超過了。

    2、當氣溫為45℃(如夏季露天或高溫車間)而電動機繞組溫度為95℃時。電動機能否繼續運行?同樣有兩種意見:一說不行,而另一說可以。后者理由是銘牌上不是說溫升限度為50℃ 嗎?并未超過此值。類似上述問題的產生都是由于對溫升、溫度、絕緣的耐熱及發熱與散熱的平衡等沒有明確的概念所致。

    一、絕緣材料的耐熱等級

    絕緣材料按耐熱能力分為Y、A、E、B、F、H、C 7個等級,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,A級材料在105℃、B級材料在130℃的情況下壽命可達10年,但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。如果運行溫度長期超過材料的極限工作溫度,則絕緣的老化加劇,壽命嚴重縮短。所以電動機在運行中,溫度是壽命的主要因素之一。

    二、溫升

    溫升是電動機與環境的溫度差,是由電動機發熱引起的。運行中的電動機鐵心處在交變磁場中會產生鐵損。繞組通電后會產生銅損?;褂釁淥由⑺鷙牡?。這些都會使電動機溫度升高。另一方面電動機也會散熱,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。當發熱增加或散熱減少時就會破壞平衡,使溫度繼續上升,擴大溫差 ,則增加散熱,在另一個較高的溫度下達到新的平衡。但這時的溫差即溫升已比前增大了。 所以說溫升是電動機設計及運行中的一項重要指標,標志著電動機的發熱程度。在運行中, 如電動機溫升突然增大,說明電動機有故障,風道阻塞或負荷太重。

    三、溫升與氣溫等因素的關系

    由于各地各時的環境溫度不相同,因此必須規定標準的環境溫度。我國早期設計的電動機均采用35℃,而從1965年后設計的J2、JO2和Y系列電動機則用40℃。

    對于正常運行的電動機,在額定負荷下其溫升應與環境溫度的高低無關,且當環境溫度低于40℃(或35℃)時,其運行溫升也不允許超出銘牌額定值。如一臺正在運行的A級絕緣電動機 ,當環境溫度降到10℃時,并不意味著溫升允許擴大到80℃。有人認為只要繞組溫度不超過規定的90℃即可。這不全對,如負荷未增加,而溫升達到80℃,這說明電動機本身出了故障 。

    那么,額定負載下運行的電動機溫升是否與氣溫等因素毫無關系呢:不!是稍有影響的。

    1、氣溫下降時,正常電動機的溫升會稍許減少。這是因為繞組電阻R下降,銅耗減少。溫度每降1℃,R約降0.4%。

    2、自冷電動機的環境溫度每增10℃,則溫升增1.5~3℃。這是因為繞組銅損隨氣溫上升而增加。氣溫變化對大型電動機和封閉電動機影響較大。

    3、空氣濕度升高10%,因導熱改善,溫升可降0.07~0.38℃,平均為0,19℃。

    4、海拔以1000m為標準,每升100m,溫升增加溫升極限值的1%。

    四、極限工作溫度與最高工作溫度

    細心人會看出矛盾:為什么一會兒說A級的極限工作溫度為105℃,一會兒又說A級的最高允許工作溫度是90℃呢?這與測量方法有關。不同的測量方法,其反映出的數值不同,含義也不一樣。

    1、溫度計法其測結果反映的是繞組絕緣的局部表面溫度。這個數字平均比繞組絕緣的實際最高溫度即“最熱點”低15℃左右。該法最簡單,在中、小電動機現場應用最廣。對低電阻繞組,此法比電阻法準確。由于水銀溫度計在交變磁場中會因渦流損耗發熱,故在交流電動機中使用酒精溫度計。

    2、電阻法 其測量結果反映的是整個繞組銅線溫度的平均值。該數比實際最高溫度按不同 的絕緣等級降低5~15℃。該法是測出導體的冷態及熱態電阻,按有關公式算出平均溫升。

    3、埋置檢測溫度計試驗時將銅或鉑電阻溫度計或熱電偶埋置在繞組、鐵心或其他需要測量預期溫度最高的部件里。其測量結果反映出測溫元件接觸處的溫度。大型電動機常采用此法來監視電動機的運行溫度。在100~200℃范圍內銅或鉑電阻溫度計較準確,而熱電偶不常用 。

    另外,封閉扇冷式電動機用電阻法測得的溫度比溫度計法測得的高0~15%;防護式高10%~2 0%。而電阻法與預埋銅電阻檢溫計相差±5%。

    綜上所述,各種測量方法所測量到的溫度與實際最高溫度都有差值,不能真正反映出絕緣材料的實際最高溫度,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、電動機各部位的溫度限度

    1、與繞組級接觸的鐵心溫升(度計法)應不超過所接觸的繞組絕緣的溫升限度(電阻法),即A級為60℃,E級為75℃,B級為80℃,F級為100℃,H級為125℃。對于封閉式電動機,溫度計可插入機座的吊環螺孔與鐵心接解。

    2、滾動軸承溫度應不超過95℃,滑動軸承的溫度應不超過80。因溫度太高會使油質發生變化和破壞油膜。溫度計應插近滾珠軸承外圈或滑動軸承下軸瓦。如測軸承蓋溫度,其值比外圈低15%~25%。如測油池上層油溫,其值比軸瓦低15℃。

    3、機殼溫度實踐中往往以不燙手為準。

    4、鼠籠轉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??稍は人⑸喜豢?逆變色漆來估計。

    六、故障的排除

    當發生下列任一種情況時,說明電動機有故障:

    1、溫度超過最高工作溫度。

    2、溫升超過規定或溫升雖然未超過規定,但在低負荷時溫升突然增大。

    這兩類故障的判斷和排除方法是:

    1、在額定負荷下溫升未超過溫升限度,僅由于環境溫度超過40℃而使電動機溫度超過最大允許工作溫度。這種現象說明電動機本身是正常的。解決的辦法是用人工方法使環境溫度下降,如辦不到,則必須減負荷運行。

    2、在額定負載下溫升超出銘牌規定。不管什么情況,均屬有故障,必須?;觳?,特別對 溫升突然變大更要注意。其外部原因有:電網電壓太低或線路壓降太大(超過10%),負載太重(超過10%),電動機與機械配合不當;內部原因有;單相運行、匝間短路、相間短路、定子接地、風扇損壞或未緊固、風道阻塞、軸承損壞,定轉子相擦、電動機與電纜接頭發熱(特別是銅鋁或鋁鋁連接)、電動機受腐蝕或受潮等。此外,從理論上講電動機均可正反轉,但有些電動機的風扇有方向性,如反了,溫升會超出許多。總之,必須針對各種具體情況,排除故障。

電機絕緣等級:
    電動機的絕緣等級是指其所用絕緣材料的耐熱等級,分A、E、B、F、H級。允許溫升是指電動機的溫度與周圍環境溫度相比升高的限度。

絕緣的溫度等級

A級

E級

B級

F級

H級

最高允許溫度(℃)

105

120

130

155

180

繞組溫升限值(K)

60

75

80

100

125

性能參考溫度(℃)

80

95

100

120

145

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    電機絕緣等級劃分依據是按電動機所用絕緣材料的允許極限溫度劃分的。有Y、A、E、B、F、H、C等幾個等級,各級的允許極限溫度如下表。所謂允許極限溫度是指電機絕緣材料的允許最高工作溫度,它反應絕緣材料的耐熱性能。絕緣材料按耐熱能力分為 Y、A、E、B、F、H、C 7個等級,其極限工作溫度分別為90、105、120、130、155、180℃、及180℃以上。


電機防護等級:
1.電機防護等級用IPXX表示。
2.IPXX后第一個數字表示防塵,數字為0、1、2、3、4、5,數字越大,防塵等級越高。第二個數字表示防水,數字為0、1、2、3、4、5、6、7、8,數字越大,防水等級越高。
3.普通情況下,Y型電機為IP44,Y2型電機為IP54,DM型電機為IP55,潛水電機為IPX8

絕緣等級劃分:

電動機的絕緣等級是指其所用絕緣材料的耐熱等級,分A、E、B、F、H級。允許溫升是指電動機的溫度與周圍環境溫度相比升高的限度。

絕緣的溫度等級 AEBFH

最高允許溫度( 105 120 130 155 180

繞組溫升限值(K60 75 80 100 125

性能參考溫度( 80 95 100 120 145

絕緣材料選擇:

在發電機等電氣設備中,絕緣材料是最為薄弱的環節。絕緣材料尤其容易受到高溫的影響而加速老化并損壞。不同的絕緣材料耐熱性能有區別,采用不同絕緣材料的電氣設備其耐受高溫的能力就有不同。因此一般的電氣設備都規定其工作的最高溫度。

人們根據不同絕緣材料耐受高溫的能力對其規定了7個允許的最高溫度,按照溫度大小排列分別為:Y、A、E、B、F、HC。它們的允許工作溫度分別為:90、105、120、130、155、180180以上。因此,B級絕緣說明的是該發電機采用的絕緣耐熱溫度為130。使用者在發電機工作時應該保證不使發電機絕緣材料超過該溫度才能保證發電機正常工作。

絕緣等級為B級的絕緣材料,主要是由云母、石棉、玻璃絲經有機膠膠合或浸漬而成的。

電機工作制的分類:

S1 連續工作制:在恒定負載下的運行時間足以達到熱穩定。

S2 短時工作制:在恒定負載下按給定的時間運行,該時間不足以達到熱穩定,隨之即斷能停轉足夠時間,使電機再度冷卻到與冷卻介質溫度之差在2K以內。

S3 斷續周期工作制:按一系列相同的工作周期運行,每一周期包括一段恒定負載運行時間和一段斷能停轉時間。這種工作制中的每一周期的起動電流不致對溫升產生顯著影響。

S4 包括起動的斷續周期工作制:按一系列相同的工作周期運行,每一周期包括一段對溫升有顯著影響的起動時間、一段恒定負載運行時間和一段斷能停轉時間。

S5 包括電制動的斷續周期工作制:按一系列相同的工作周期運行,每一周期包括一段起動時間、一段恒定負載運行時間、一段快速電制動時間和一段斷能停轉時間。

S6 連續周期工作制:按一系列相同的工作周期運行,每一周期包括一段恒定負載運行時間和一段空載運行時間,但無斷能停轉時間。

S7 包括電制動的連續周期工作制:按一系列相同的工作周期運行,每一周期包括一段起動時間、一段恒定負載運行時間和一段快速電制動時間,但無斷能停轉時間。

S8 包括變速變負載的連續周期工作制:按一系列相同的工作周期運行,每一周期包括一段在預定轉速下恒定負載運行時間,和一段或幾段在不同轉速下的其它恒定負載的運行時間,但無斷能停轉時間。

S9 負載和轉速非周期性變化工作制:負載和轉速在允許的范圍內變化的非周期工作制。這種工作制包括經常過載,其值可遠遠超過滿載

電機絕緣等級劃分依據是按電動機所用絕緣材料的允許極限溫度劃分的。有Y、A、E、B、F、H、C等幾個等級,各級的允許極限溫度如下表。

所謂允許極限溫度是指電機絕緣材料的允許最高工作溫度,它反應絕緣材料的耐熱性能。

絕緣材料按耐熱能力分為 Y級、A級、E級、B級、F級、H級、C級,

允許溫度( 90、105、120、130、155、180 、180以上。

電動機采用B級絕緣時定子繞組的溫升極限(電阻法)應不超過80K;

電動機采用F級絕緣時定子繞組溫升極限應不超過105K;

YR電機集電環的溫升極限(溫度計法)應不超過80K;

電機軸承的容許溫度(溫度計法或埋置檢溫計法)對滾動軸承應不超過95℃;

對滑動軸承(出油溫度不高于65℃時)應不超過80℃或按雙方協議。

電機溫升說明:電機某一部分的溫升為該部分溫度冷卻介質溫度之差,單位為K。電機溫升包括定、轉子繞組溫升,定、轉子鐵心溫升;集電環溫升及軸承允許溫度(前面已作說明)。B級電機繞組溫升限制為80K;F級電機按B級考核亦為80K;按F級考核則為105K,按相應標準,B級絕緣材料可長期承受的工作溫度是130,F級可長期承受155,按電機實際運行最高環溫40℃計算,則電機允許工作溫度為:

B級時≤120(環溫40℃+溫升80 )<130

F級時≤145(環溫40℃+溫升105)<155

電機的工作制的分類

S1、 連續工作制:在恒定負載下的運行時間足以達到熱穩定。

S2、 短時工作制:在恒定負載下按給定的時間運行,該時間不足以達到熱穩定,隨之即斷能停轉夠時間,使電機再度冷卻到與冷卻介質溫度之差在2K以內。

S3 、斷續周期工作制:按一系列相同的工作周期運行,每一周期包括一段恒定負載運行時間和一段斷能停轉時間。這種工作制中的每一周期的起動電流不致對溫升產生顯著影響。

S4、包括起動的斷續周期工作制:按一系列相同的工作周期運行,每一周期包括一段對溫

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