電機運行時會產生損耗,損耗會轉化為熱能,從而使電機各部分溫度升高。一般來說,電機某一部分的溫度與周圍介質的溫度之差稱為該部分的溫升。女士,參考今天的溫升原理分析,和你一起解釋電機的溫升。

1關于溫升的理解
電機不是均質物體,其加熱和散熱過程復雜。然而,在研究電機的這些過程時,我們往往假設它是一個齊次物體,由此得到一些主要的概念和規律。
根據對均質物體加熱過程的分析可知,溫升隨時間的變化是指數曲線。開始時,物體的溫度與周圍介質的溫度相同。這時,物體產生的所有損失都會被用來提高物體的溫度,所以物體的溫度在開始時會迅速上升。隨著物體溫度的升高,其與周圍介質的溫差增大,散發到周圍介質的熱量也逐漸增加。

理論上,當時間無限長時,物體將達到最終的穩定溫升。這時物體產生的熱量會全部散發到周圍介質中,物體本身的溫度不再升高。事實上,當電機運行足夠長的時間時,溫升將基本穩定。
對于電機來說,雖然不是均質物體,但上述加熱過程的基本特征一般適用于電機。為了使電機的溫升不超過一定值,一方面減少電機中產生的損耗;另一方面是增加電機的散熱能力。

隨著單電機容量的不斷增加,改善冷卻系統和散熱能力以限制電機溫升已成為電機發展的主要問題之一。
當電機在一定容量下正常運行時,其溫升也是一定的。因此,只有規定了電機的溫升,電機的容量才有確切的意義。一般溫升計算的目的是檢查電機中幾個發熱元件的溫升是否超過允許的極限值,并留有必要的余量。
2電機溫升限度及關聯因素
當電機在額定條件下長時間運行,其溫度達到穩定水平時,電機各部分溫升的允許極限值稱為溫升極限。國家標準規定了電機的溫升極限。
就繞組而言,溫升極限基本取決于其絕緣結構允許的最高溫度和冷卻介質的溫度,但也與測溫方法、繞組的傳熱散熱條件、允許熱流強度等因素有關。

電機繞組絕緣結構所用材料的機械、電氣和物理性能會在溫度的作用下逐漸劣化。當溫度上升到一定程度時,保溫材料的特性會發生實質性的變化,甚至最終失去保溫能力。在電氣技術中,電機和電器中的絕緣結構或絕緣系統通常根據極端溫度分為幾個耐熱等級。如果絕緣結構或系統在相應的溫度水平下長時間運行,一般不會產生不適當的性能變化。在具有一定耐熱等級的保溫結構中,并不是所有的保溫材料都選擇相同的耐熱等級,而是通過模擬所用結構的模型來綜合評價保溫結構的耐熱等級。

絕緣結構能在規定的極限溫度下工作,并能獲得經濟的使用壽命。理論和實踐證明,保溫結構的使用壽命與溫度呈指數關系,因此對溫度非常敏感。
出于某些特殊目的
電機,如其使用壽命并不要求很長,這時為了縮小電機的體積,可根據經驗或試驗數據來提高電機的允許極限溫度。
●冷卻介質的溫度雖然隨所用的冷卻系統和冷卻介質的不同而有所不同,但對目前采用的各種冷卻系統米說,冷卻介質的溫度基本上取決于大氣溫度,并且在數值上和大氣溫度大體相同。但大氣溫度隨一年內不同季節和地點而變化。

●測量溫度的方法不同,會造成測得的溫度與被測部件中最熱點溫度之間的差別也不同,而被測部件中最熱點的溫度才是判斷電機能否長期安全運行的關鍵。
●在海拔更高的地區,空氣比較稀薄,散熱條件較差,一臺電機在這種情況下運行,其溫升要比海拔低的地區高。因此,在國家標準中規定,當電機使用地點的海拔高于試驗地點的海拔時,其溫升限度(指試驗值)應按兩海拔之差每100米減去標準規定值的1%計。反之,如試驗地點高于使用地點,則溫升限度修正值應為加上而不是減去。在上述修正計算中,低于1000米的海撥均算作1000米。

3特殊情況下應關注的因素
在某些特殊情況下,電機繞組的溫升限度往往不完全取決于所用絕緣結構的允許最高溫度,還要考慮其他一些因素。
●進一步提高電機繞組的溫度一般意味著電機損耗的增大和效率的下降,這在經濟上不一定合算。
●繞組溫度的提高(例如高于150℃時),可能引起軸承潤滑系統工作的困難等。
●對于帶換向器的電機,繞組溫度的提高(例如高于200℃時)會引起換向的困難(同時還應注意焊接工藝)。對于航空用的電機,這一點更為重要。
●繞組溫度的提高將引起某些相關零部件材料中的熱應力的增大。
●其他,如對絕緣的介電性能、導體金屬材料的機械強度等,都會帶來不利影響。
因此,在目前有些電機繞組雖然采用F級或H級的絕緣結構,但其溫升限度常常仍按B級的規定值,這不但考慮到上述中某些因素,而且對于增加電機使用時的可靠性較為有利,并可延長電機使用壽命。
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