電動機(jī)的溫度與溫升
-到夏季，電工們?yōu)殡妱訖C(jī)過熱而煩惱。但大家都知道衡量電動機(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A級絕緣的電動機(jī)，溫升限度為50°C, 那么:
1、當(dāng)氣溫為15°C而繞組溫度為80°C時，電動機(jī)能否繼續(xù)運(yùn)行?一種回答是， 當(dāng)然行:理由是:雖然溫升超過了50°C達(dá)65°C,但繞組溫度并未超過A組絕緣的最高允許工作溫度90°C。而另一種回答是不行，因?yàn)闇厣^了。
2、當(dāng)氣溫為45°C(如夏季露天或高溫車間)而電動機(jī)繞組溫度為95°C時。電動機(jī)能否繼續(xù)運(yùn)行?同樣有兩種意見:- -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°C嗎?并未超過此值。類似上述問題的產(chǎn)生都是由于對溫升、溫度.絕緣的耐熱及發(fā)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、C7個等級，其極限工作溫度分別為90、105、120、130 、155、 180、 及180°C以上。所謂絕緣材料的極限工作溫度，系指電動機(jī)在設(shè)計預(yù)期壽命內(nèi)，運(yùn)行時繞組絕緣中最熱點(diǎn)的溫度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，A級材料在105°C、B級材料在130C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長期達(dá)設(shè)計值，因此一般壽命在 15~20年。如果運(yùn)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(yán)重縮短。所以電動機(jī)在運(yùn)行中，溫度是壽命的主要因素之一。
二、溫升
溫升是電動機(jī)與環(huán)境的溫度差，是由電動機(jī)發(fā)熱引起的。運(yùn)行中的電動機(jī)鐵心處在交變磁場中會產(chǎn)生鐵損。繞組通電后會產(chǎn)生銅損。還有其他雜散損耗等。這些都會使電動機(jī)溫度升高。另一方面電動機(jī)也會散熱，當(dāng)發(fā)熱與散熱相等時即達(dá)到平衡狀態(tài)，溫度不再上升而穩(wěn)定在一個水平。上。當(dāng)發(fā)熱增加或散熱減少時就會破壞平衡，使溫度繼續(xù)上升，擴(kuò)大溫差，則增加散熱，在另一個較高的溫度下達(dá)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(jī)設(shè)計及運(yùn)行中的一項(xiàng)重要指標(biāo)，標(biāo)志著電動機(jī)的發(fā)熱程度。在運(yùn)行中，如電動機(jī)溫升突然增大，說明電動機(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。我國早期設(shè)計的電動機(jī)均采用35°C，而從1965年后設(shè)計的J2、J02 和Y系列電動機(jī)則用40°C。對于正常運(yùn)行的電動機(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°C (或35°C)時，其運(yùn)行溫升也不允許超出銘牌額定值。如- .臺正在運(yùn)行的A級絕緣電動機(jī)，當(dāng)環(huán)境溫度降到10°C時，并不意味著溫升允許擴(kuò)大到80°C。有人認(rèn)為只要繞組溫度不超過規(guī)定的90°C即可。這不全對，如負(fù)荷未增加，而溫升達(dá)到80°C，這說明電動機(jī)本身出了故障。那么，額定負(fù)載下運(yùn)行的電動機(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，正常電動機(jī)的溫升會稍許減少。這是因?yàn)槔@組電阻R下降，銅耗減少。溫度每降1°C，R約降0.4%。
2、自冷電動機(jī)的環(huán)境溫度每增10°C，則溫升增1.5~ 3°C。這是因?yàn)槔@組銅損隨氣溫上升而增加。氣溫變化對大型電動機(jī)和封閉電動機(jī)影響較大。
3、空氣濕度升高10%，因?qū)岣纳?，溫升可?.07 ~ 0.38°C，平均為0,19°C。
4、海拔以1000m為標(biāo)準(zhǔn)，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(xì)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°C，- -會兒又說A級的最高允許工作溫度是90°C呢?這與測量方法有關(guān)。不同的測量方法，其反映出的數(shù)值不同，含義也不一樣。
1、溫度計法其測結(jié)果反映的是繞組絕緣的局部表面溫度。這個數(shù)字平均比繞組絕緣的實(shí)際最高溫度即“最熱點(diǎn)”低15°C左右。該法最簡單，在中、小電動機(jī)現(xiàn)場應(yīng)用最廣。對低電阻繞組,此法比電阻法準(zhǔn)確。由于水銀溫度計在交變磁場中會因渦流損耗發(fā)熱，故在交流電動機(jī)中使用酒精溫度計。
2、電阻法其測量結(jié)果反映的是整個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降低5~15%C。該法是測出導(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.埋置檢測溫度計試驗(yàn)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(yù)期溫度最高的部件里。其測量結(jié)果反映出測溫元件接觸處的溫度。大型電動機(jī)常采用此法來監(jiān)視電動機(jī)的運(yùn)行溫度。在100~ 200°C范圍內(nèi)銅或鉑電阻溫度計較準(zhǔn)確，而熱電偶不常用。另外，封閉扇冷式電動機(jī)用電阻法測得的溫度比溫度計法測得的高0~ 15%;防護(hù)式高10%~20%。而電阻法與預(yù)埋銅電阻檢溫計相差t5%。綜上所述，各種測量方法所測量到的溫度與實(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
五、電動機(jī)各部位的溫度限度
1、與繞組級接觸的鐵心溫升(度計法)應(yīng)不超過所接觸的繞組絕緣的溫升限度(電阻法)，即A級為60°C，E級為75°C， B級為80°C， F級為100°C，H級為125°。對于封閉式電動機(jī),溫度計可插入機(jī)座的吊環(huán)螺孔與鐵心接解。
2、滾動軸承溫度應(yīng)不超過95°C,滑動軸承的溫度應(yīng)不超過80。因溫度太高會使油質(zhì)發(fā)生變化和破壞油膜。溫度計應(yīng)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°C。
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，--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。
六、故障的排除
當(dāng)發(fā)生下列任-種情況時，說明電動機(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40°C而使電動機(jī)溫度超過最大允許工作溫度。這種現(xiàn)象說明電動機(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)荷運(yùn)行。
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、電動機(jī)與電纜接頭發(fā)熱(特別是銅鋁或鋁鋁連接)、 電動機(jī)受腐蝕或受潮等。此外，從理論上講電動機(jī)均可正反轉(zhuǎn)，但有些電動機(jī)的風(fēng)扇有方向性，如反了，溫升會超出許多?？傊仨氠槍Ω鞣N具體情況，排除故障。
