電動(dòng)機(jī)相關(guān)知識(shí)溫升和絕緣等級(jí)

電機(jī)溫升和絕緣等級(jí)用來(lái)使器件在電氣上絕緣的材料稱絕緣材料。用來(lái)使器件在電氣上絕緣的材料稱絕緣材料。一種或幾種絕緣材料的組合稱絕緣構(gòu)造。表示絕緣構(gòu)造的最高允許工作溫度，并在這樣的溫度下它能在預(yù)定的使用期內(nèi)維持其性能，在允許的范圍內(nèi)及其所分的等級(jí)即耐熱等級(jí)。耐熱等級(jí)Y90A105E120B130F155H180℃H超過(guò)這個(gè)限度，絕緣材料的壽命就急劇縮短，甚至?xí)龤?。這個(gè)溫度限度，稱為絕緣材料的允許溫度。某一點(diǎn)的溫度與參考〔或基準(zhǔn)〕溫度之差稱溫升。也可以稱某一點(diǎn)溫度與參考溫度之差。電機(jī)某部件與四周介質(zhì)溫度之差，稱電機(jī)該部件的溫升。電機(jī)在額定負(fù)載下長(zhǎng)期運(yùn)行到達(dá)熱穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，電機(jī)各部件溫升的允許極限，稱溫升限度。絕緣材料的允許溫度，就是電機(jī)的允許溫度；絕緣材料的壽命，一般就是電機(jī)的壽命。電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，從盡量發(fā)揮它的作用動(dòng)身，所帶負(fù)載即輸出功率越大越好〔假設(shè)不考慮機(jī)械強(qiáng)度〕。但是輸出功率越大、損耗功率越大，溫度越高。我們知道，電機(jī)內(nèi)耐溫最薄弱的東西是絕緣材料，如漆包線。絕緣材料耐溫有個(gè)限度，在這個(gè)限度內(nèi)，絕緣材料的物理、化學(xué)、機(jī)械、電氣等各方面性電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，從盡量發(fā)揮它的作用動(dòng)身，所帶負(fù)載即輸出功率越大越好〔假設(shè)不考慮機(jī)械強(qiáng)度〕。但是輸出功率越大、損耗功率越大，溫度越高。我們知道，電機(jī)內(nèi)耐溫最薄弱的東西是絕緣材料，如漆包線。絕緣材料耐溫有個(gè)限度，在這個(gè)限度內(nèi)，絕緣材料的物理、化學(xué)、機(jī)械、電氣等各方面性20A、E、B、F、HA、E、B、F、H40絕緣材料及其允許溫度和允許溫升如下表所示：-A經(jīng)過(guò)浸漬處理的棉、絲、紙板、木材等，16一般絕緣漆 055E 環(huán)氧樹脂、聚脂薄膜、青殼紙，三酸纖18維，高度絕緣漆200B 用提高了耐熱性能的有機(jī)漆作粘合劑的19F 用耐熱優(yōu)良的環(huán)氧樹脂粘合或浸漬的云11母、石棉和玻璃纖維組合物5155H 用硅有樹脂粘合或浸漬的云母、石棉或11玻璃纖維組合物，硅有橡膠8400大家都知道衡量電機(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(guò)最高工作溫度時(shí)，說(shuō)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)絕緣材料按耐熱力量分為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 。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)繞組絕緣中最熱點(diǎn)的溫度。依據(jù)閱歷，a105℃、b13010年，但在實(shí)際狀況下環(huán)境溫度和溫升均不15～202 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)溫度上升。另一方面電機(jī)也會(huì)散熱。當(dāng)發(fā)熱與散熱相等時(shí)即到達(dá)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)熱增加或散熱削減時(shí)就會(huì)破壞平衡，使溫度連續(xù)上升，擴(kuò)大溫差，則增加散熱，在另一個(gè)較高的溫度下到達(dá)的平衡。但這時(shí)的溫差即溫升已比以前增大了，所以說(shuō)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)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)境溫度的凹凸無(wú)關(guān)，但實(shí)際上還是受環(huán)境溫度 等 因 素 影 響 的 。當(dāng)氣溫下降時(shí)正常電機(jī)的溫升會(huì)稍許削減。這是由于繞組電阻r下降銅耗削減溫度每降1℃，r 約 降 0.4% 。對(duì)自冷電機(jī)，環(huán)境溫度每增10℃，則溫升增加1.5～3℃。這是由于繞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) 10%0.07～0.380.19(4)海拔以1000m為標(biāo)準(zhǔn)，每升100m,溫升增加溫升極限值的 1%。4 極 限 工 作 溫 度 與 最 高 允 許 工 作 溫 度通常說(shuō)a級(jí)的極限工作溫度為105℃，a級(jí)的最高允許工作溫度是90℃。那么，極限工作溫度與最高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 。溫度計(jì)法其測(cè)量結(jié)果反映的是繞組絕緣的局部外表溫度。這個(gè)數(shù)字平均比繞組絕緣的實(shí)際最高溫“”低15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)際最高溫度按不同的絕緣等級(jí)降低5～15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)期溫度最高的部件里。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)常承受此法來(lái)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)際最高溫度都有肯定差值，因此需將絕緣材料的“極限工作溫度”減去 此 差 值 才 是 “ 最 高 允 許 工 作 溫 度 ” 。5 電 機(jī) 各 部 位 的 溫 度 限 度與繞組接觸的鐵心溫溫度計(jì)應(yīng)不超過(guò)所接觸的繞組絕緣的溫升限電阻即a級(jí)為60℃，e 級(jí)為75℃，b 級(jí)為80℃，f 級(jí)為100℃，h 級(jí)為125℃。把安全工程師站點(diǎn)參加保藏夾滾動(dòng)軸承溫度應(yīng)不超過(guò)95℃，滑動(dòng)軸承的溫度應(yīng)不超過(guò)80℃。因溫度太高會(huì)使油質(zhì)發(fā)生變化和破壞 油 膜 。機(jī) 殼 溫 度 實(shí) 踐 中 往 往 以 不 燙 手 為 準(zhǔn) 。鼠籠轉(zhuǎn)子外表雜散損耗很大，溫度較高，一般以不危及鄰近絕緣為限。可預(yù)先刷上不行逆變色漆來(lái) 估 計(jì) 。6 電機(jī)發(fā)熱故障的排除當(dāng)電機(jī)溫度超過(guò)最高工作溫度或溫升超過(guò)規(guī)定或溫升雖然未超過(guò)規(guī)定說(shuō)明電機(jī)有故障，其判斷和排除方法是：在額定負(fù)荷下溫升未超過(guò)溫升限度，僅由于環(huán)境溫度超過(guò)40℃，而使電機(jī)溫度超過(guò)最大允許工作溫度。這種現(xiàn)象說(shuō)明電機(jī)本身是正常的。解決的方法是用人工方法使環(huán)境溫度下降，如辦不到，則必需減負(fù) 載 運(yùn) 行 。在額定負(fù)載下溫升超出銘牌規(guī)定。不管什么狀況，均屬電機(jī)有故障，必需停機(jī)檢查，特別對(duì)溫(超過(guò)10%)，負(fù)載太重(超過(guò)10%)，電機(jī)與機(jī)械協(xié)作不當(dāng)；內(nèi)部緣由有：?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)道堵塞、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)超出很多?？傊?，必需針對(duì)各種具體狀況，排解故障。電機(jī)絕緣等級(jí)YAEBF、H、C絕緣材料按耐熱力量分為YAEBFHC允許溫度〔℃〕 、105、120、130、155、180、180℃以上?！搽娮璺ā?0K；F105K；YR〔溫度計(jì)法〕80K；〕95℃；對(duì)滑動(dòng)軸承〔65℃時(shí)〕80℃或按雙方協(xié)議。K〔前面已作說(shuō)明。B80K；FB80K；F105K，按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，B130℃，F(xiàn)155℃，按電機(jī)實(shí)際運(yùn)40℃計(jì)算，則電機(jī)允許工作溫度為：80〕＜130℃105〕＜155℃電機(jī)的工作制的分類S1、連續(xù)工作制：在恒定負(fù)載下的運(yùn)行時(shí)間足以到達(dá)熱穩(wěn)定。S2斷能停轉(zhuǎn)足夠時(shí)間，使電機(jī)再度冷卻到與冷卻介質(zhì)溫度之差在2K以內(nèi)。S3時(shí)間和一段顯著影響。溫升有顯著影響的起動(dòng)時(shí)間、一段恒定負(fù)載運(yùn)行時(shí)間和一段斷能停轉(zhuǎn)時(shí)間。起動(dòng)時(shí)間、一段恒定負(fù)載運(yùn)行時(shí)間、一段快速電制動(dòng)時(shí)間和一段斷能停轉(zhuǎn)時(shí)間。時(shí)間和一段空載運(yùn)行時(shí)間，但無(wú)斷能停轉(zhuǎn)時(shí)間。起動(dòng)時(shí)間、一段恒定負(fù)載運(yùn)行時(shí)間和一段快速電制動(dòng)時(shí)間，但無(wú)斷能停轉(zhuǎn)時(shí)間。一段在預(yù)定的運(yùn)行時(shí)間，但無(wú)斷能停轉(zhuǎn)時(shí)間。這種工作制包括常常過(guò)載，其值可遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)滿載。IPIP〔INTERNATIONALPROTECTION〕防護(hù)等級(jí)是特地的工業(yè)防護(hù)等級(jí)，它將電器依其防塵、防濕氣之特性加以分級(jí)。這里所指的外物含工具，人的手指等均不行接觸到電器內(nèi)之帶電部分，以免觸電。IP兩個(gè)標(biāo)示數(shù)字所表示的防護(hù)等級(jí)如表一及表二。〔第一位數(shù)字〕的分級(jí)和定義0無(wú)防護(hù)沒(méi)有特地的防護(hù)50mm的固體〔如手〕偶然或意外地觸及殼內(nèi)帶電或運(yùn)動(dòng)局部，但不能防止有意識(shí)地接近這些局部12mm的固體12mm分①防護(hù)大于2.5mm的固體2.5mm具、金屬線等觸及殼內(nèi)帶電或運(yùn)動(dòng)局部①②1mm1mm片條觸及殼內(nèi)帶電或運(yùn)轉(zhuǎn)局部①②防塵分。塵密能完全防止灰塵進(jìn)入殼內(nèi)，完全防止觸及殼內(nèi)帶電或運(yùn)動(dòng)局部①50mm電機(jī)防護(hù)等級(jí)〔其次位數(shù)字〕的分級(jí)和定義防護(hù)等級(jí)(其次位數(shù)字)簡(jiǎn)稱定 0無(wú)防護(hù)沒(méi)有特地的防護(hù)防滴垂直的滴水應(yīng)不能直接進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部360O4防濺任何方向的濺水對(duì)電機(jī)應(yīng)無(wú)有害的影響防噴水任何方向的噴水對(duì)電機(jī)應(yīng)無(wú)有害的影響防海浪或強(qiáng)加噴水猛烈的海浪或強(qiáng)力的噴水對(duì)電機(jī)應(yīng)無(wú)有害影響浸水電機(jī)在規(guī)定的壓力和時(shí)間下浸在水中，其進(jìn)水量應(yīng)無(wú)有害影響潛水電機(jī)在規(guī)定的壓力下長(zhǎng)時(shí)間浸在水中，其進(jìn)水量應(yīng)無(wú)有害影響電機(jī)最常用的防護(hù)等級(jí)有IP11、IP21、IP22、IP23、IP44、IP54、IP55等。0、1、2、3、4、5、6、7、8,數(shù)字越大,防水等級(jí)越高進(jìn)入防護(hù)〕，IECIPIP防碰撞程度來(lái)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)展分類的方法，這套系統(tǒng)得到了多數(shù)歐洲國(guó)家的認(rèn)可，國(guó)際電工協(xié)會(huì)IEC〔InternationalElectroTechnicalCommission〕IED529〔BSEN60529：1992〕外包裝防護(hù)等級(jí)〔IPcode〕中宣布。的意義：它表示外殼對(duì)人和殼內(nèi)部件的防護(hù)，共分6個(gè)等級(jí)X防護(hù)等級(jí)簡(jiǎn)述含義防護(hù)大于50mm固體的電機(jī)能防止大面積的人體〔如手〕偶然或意外地接觸及接近殼內(nèi)帶電或轉(zhuǎn)動(dòng)部件〔但不能防止有意接觸〕50mm防護(hù)大于12mm固體的電機(jī)能防止手指或長(zhǎng)度不超過(guò)80mm的類似物體觸及或接近殼內(nèi)帶電或轉(zhuǎn)動(dòng)部件12mm防護(hù)大于2.5mm固體的電機(jī)能防止直徑大于2.5mm的工具或?qū)Ь€觸及或接近殼內(nèi)帶電或轉(zhuǎn)動(dòng)部件2.5mm防護(hù)大于1mm固體的電機(jī)能防止直徑或厚度大于1mm的導(dǎo)線或片條觸及或接近殼內(nèi)帶電或轉(zhuǎn)動(dòng)部件1mm防塵電機(jī)能防止觸及或接近殼內(nèi)帶電或轉(zhuǎn)動(dòng)部件進(jìn)塵量缺乏以影響電機(jī)的正常運(yùn)行Y9無(wú)防護(hù)電機(jī)無(wú)特地防護(hù)15˙防滴電機(jī)，當(dāng)電機(jī)從正常位置向任何方向傾斜至15˙以內(nèi)任一角度時(shí)，垂直滴水應(yīng)無(wú)有害影響防淋水電機(jī)與垂直線成60˙角范圍內(nèi)的淋水應(yīng)無(wú)有害影響防濺水電機(jī)承受任何方向的濺水應(yīng)無(wú)有害影響防噴水電機(jī)承受任何方向的噴水應(yīng)無(wú)有害影響防海浪電機(jī)承受猛烈的海浪沖擊或猛烈噴水時(shí)，電機(jī)的進(jìn)水量應(yīng)不到達(dá)有害的程度防浸水電機(jī)當(dāng)電機(jī)浸入規(guī)定壓力的水中經(jīng)規(guī)定時(shí)間時(shí)，電機(jī)的進(jìn)水量應(yīng)不到達(dá)有害的程度潛水電機(jī)電機(jī)在制造廠規(guī)定的條件下能長(zhǎng)期潛水。電機(jī)一般為水密型，但對(duì)某些類型電機(jī)也可允許水進(jìn)入，但應(yīng)不到達(dá)有害的程度在實(shí)際使用中，一般狀況下室內(nèi)使用的電機(jī)承受IP23的防護(hù)等級(jí)，在略微嚴(yán)酷的環(huán)境，選擇IP44或IP54。在室外使用的電機(jī)最低的防護(hù)等級(jí)一般為IP54，而且必需做戶外處理。在特別環(huán)境下〔如腐蝕環(huán)境〕也必需提高電機(jī)的防護(hù)等級(jí)，并且電機(jī)的殼體做特別處理。電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)7HC。它們的允許工作溫度分別為：90、105、120、130、155、130℃。使用者在發(fā)電機(jī)工作時(shí)應(yīng)當(dāng)保證不使發(fā)電機(jī)絕緣材料超過(guò)該溫度才能保證發(fā)電機(jī)正常工作。電動(dòng)機(jī)A、E、B、F、H溫度與四周環(huán)境溫度相比上升的限度。絕緣的溫度等級(jí) A級(jí)E級(jí)B級(jí)F級(jí)H級(jí)最高允許溫度〔℃〕105120130155180繞組溫升限值〔K〕607580100125性能參考溫度〔℃〕 8095100120145絕緣等級(jí)為B級(jí)的絕緣材料，主要是由云母、石棉、玻璃絲經(jīng)有機(jī)膠膠合或浸漬而成的。電機(jī)的絕緣等級(jí)與電機(jī)的使用溫度有關(guān)。在使用溫度確定后，往往會(huì)使用至少同級(jí)或較高的BFFB120〔10〕九種工作制S1