日期:2021-07-02 08:02 浏览次数:10248
温度和温升是电机产品中不可避免的两个参数。判断电机稳定运行的可靠性和安全性最权威的方法是各部分的温度和绕组的温升。对这两个参数的评估各有侧重。测温点分布在加热部件、进风口和出风口、轴承等关键节点。温升过滤掉环境温度的影响,评估电机热稳定时各部件的温度会比周围环境高多少。两个参数的值不得超过标准限值,超差意味着它们不能在规定的条件下安全可靠地运行。
从纯数学的角度,可以认为温度是一个绝对值,其大小与测量单位有关;温升是一个相对值,其大小与计量单位无关。对于绕组、轴承、集电环等特定对象,温度有直观的评估值。如果超过一定的临界值,就不会像预期的那样正常工作,电机的使用寿命会大大缩短,甚至运行状况会迅速恶化,损坏电机。温升可作为判断电机在特定工况下是否能稳定运行的依据,如满足试验环境下的技术状态评估要求,电机在高原环境、湿热带或海洋环境等特定工况下是否能正常运行。其中一个重要的标准就是温升。
我们可以理解,如果温升和环境温度的值不高于材料或零件的耐受温度,电机就可以安全稳定地运行;温度越低于耐受温度,电机的可靠性越高(前提是表面处理和保护等级满足规定要求)。
通常温度的单位是摄氏度或开尔文,而温升是用开尔文统一测量的。两种度日只意味着绝对温度为0时,数值不同,每个单位的数值相同。计算温差或温升时,数值没有差异。
基于以上对温度和温升的概念和含义的对比分析,我们来详细讨论一下在电机产品的性能分析中,温度和温升的控制是如何相关联的。
绕组温升是电机的重要性能指标,温升极限的控制必须与电机绕组的绝缘等级有关。我们常说电机的绝缘等级有B、F、H等。实际上,在环境温度条件下,与温升相关的实际最高温度与任何耐热等级的绝缘材料相匹配,即电机绕组的实际运行温度不能高于有一定余量的标记绝缘材料的耐热温度。本课题涉及同一台电机在高热高原环境下的安全性和可靠性。
但对于电机的轴承系统,产品技术条件规定的是电机轴承的最高允许工作温度,而不是温升,主要是为了防止轴承润滑脂和轴承材料在高温条件下的性能劣化,即温度过高时,润滑脂可能降解失效;轴承的材料会改变内部晶格结构或使滚道和滚动体变形。最高工作温度的限制涵盖了不同运行条件下电机安全运行的约束。
在相同的工作环境下,温度与温升呈正相关。当环境条件相差较大时,同一台电机的可靠性会有完全不同的结果。本质原因是工作条件变了。当电机实际稳定运行温度因环境温度过高而过高时,绝缘材料的使用寿命会大大降低,可靠性也会大大降低。在与客户沟通时,电机设计师必须了解客户的真实使用环境,不能简单地套用stand
除了电机绕组和轴承系统,电机其他部分的尺寸和性能可能会受到温度或温升的影响。在一些故障情况下,可以发现铸铝转子电机的铝棒会因温度过高而变形或熔化,因此必须采取相应的措施,如增加棒面积、改善转子散热条件等,将转子棒温度控制在一定范围内;高温环境下使用的电机风扇必须采用耐温性强的铝或钢风扇;绝缘等级应与实际操作环境相匹配。在实际的市场运作过程中,一些厂商或经销商为了利润、供货组织、工艺设备不满意等因素,会出现“卖羊头狗肉”的行为。比如耐热等级为F的起重冶金电机,会直接用铭牌代替成为H绝缘电机。此时电机绕组发生电气故障的概率很大,非金属材料制成的风扇可能会直接熔化或变形。事实上,客户抱怨这种不规范的市场行为的案例并不少见,这也从另一个角度反映出温度影响对电机是致命的。