谈电机温升与环境温度的关系

2023-07-03 09:55:35

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谈电机温升与环境温度的关系

温升是电机非常重要的性能指标，是指电机在额定运行状态下绕组温度高出环境温度的数值。对于一台电机，温升是否与电机运行的其他因素有关呢？

关于电机绝缘等级

绝缘材料按耐热能力分为Y、A、E、B、F、H和C共7个等级，其极限工作温度分别为90℃、105℃、120℃、130℃、155℃、180℃及180℃以上。

所谓绝缘材料的极限工作温度，系指电机在设计预期寿命内，运行时绕组绝缘中对应的温度值。

根据经验，A级材料在105℃、B级材料在130℃的情况下寿命可达10年，但在实际情况下环境温度和温升均不会长期达设计值，因此一般寿命在15~20年。如果运行温度长期超过材料的极限工作温度，则绝缘的老化加剧，寿命大大缩短。所以电机在运行中，环境温度是影响电机寿命的主要因素之一。

关于电机温升

温升是电机与环境的温度差，是由电机发热引起的。运行中的电机铁芯处在交变磁场中会产生铁损，绕组通电后会产生铜损，还有其它杂散损耗等。这些都会使电机温度升高。

另一方面电机也会散热。当发热与散热相等时即达到平衡状态，温度不再上升而稳定在一个水平上。当发热增加或散热减少时就会破坏平衡，使温度继续上升，扩大温差，则应增加散热，在另一个较高的温度下达到新的平衡。但这时的温差即温升已比以前增大了，所以说温升是电机设计及运行中的一项重要指标，标志着电机的发热程度。

在电机运行过程中，如温升突然增大，说明电机有故障，或风道阻塞，或负荷太重，或绕组烧毁等。

温升与气温等因素的关系

对于正常运行的电机，理论上在额定负荷下其温升应与环境温度的高低无关，但实际上还是受环境温度等因素影响的。

（1）当气温下降时，正常电机的温升会稍许减少。这是因为绕组电阻下降，铜耗减少。温度每降1℃，电阻约降0.4%。

（2）对自冷电机，环境温度每增10℃，则温升增加1.5~3℃。这是因为绕组铜损随气温上升而增加。所以气温变化对大型电机和封闭电机影响较大。

（3）空气湿度每高10%，因导热改善，温升可降0.07~0.38℃，平均为0.2℃左右。

（4）海拔以1000m为标准，每升100m，温升增加温升极限值的1%。

电机各部位的温度限度

（1）与绕组接触的铁心温升（温度计法）应不超过所接触的绕组绝缘的温升限度（电阻法），即A级为60℃，E级为75℃，B级为80℃，F级为105℃，H级为125℃。

（2）滚动轴承温度应不超过95℃，滑动轴承的温度应不超过80℃。因温度太高会使油质发生变化和破坏油膜。

（3）机壳温度实践中往往以不烫手为准。

（4）鼠笼转子表面杂散损耗很大，温度较高，一般以不危及邻近绝缘为限。可预先刷上不可逆变色漆来估计。

电机发热故障的排除

当电机温度超过高工作温度或温升超过规定或温升虽然未超过规定，但在低负荷时温升突然增大时，说明电机有故障，其判断和排除方法是：

（1）在额定负荷下温升未超过温升限度，仅由于环境温度超过40℃，而使电机温度超过允许工作温度。这种现象说明电机本身是正常的。解决的办法是用人工方法使环境温度下降，如办不到，则必须减载运行。

（2）在额定负载下温升超出铭牌规定。不管什么情况，均属电机有故障，必须停机检查，特别对温升突然变大更要注意。其外部原因有：电网电压太低或线路压降太大（超过10%），负载太重（超过10%），电机与机械配合不当；内部原因有：单相运行、匝间短路、相间短路、定子接地、风扇损坏或未固紧、风道阻塞、轴承损坏，定转子相擦、电机与电缆接头发热（特别是铜铝或铝铝连接）、电机受腐蚀或受潮等。

（3）从理论上讲电机均可正反转，但有些电机的风扇有方向性（大多数是2P电机），如反了，温升会超出许多