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电动机绕组温升及电机发热故障处理

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2015-05-20 14:59:00【

电机发热故障



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,在运行中,如电机温升突然增大,说明电机有故障,或风道阻塞或负荷太重。

一、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R下降,铜耗减少。温度每降1℃,R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。

(3)空气湿度每高10%,因导热改善,温升可降0.07~0.38℃,平均为0.19℃。

(4)海拔以1000m为标准,每升100m,温升增加温升极限值的1%。

二、极限工作温度与最高允许工作温度

通常说A级的极限工作温度为105℃,A级的最高允许工作温度是90℃。那么,极限工作温度与最高允许工作温度有何不同?其实,这与测量方法有关,不同的测量方法,其反映出的数值不同,含义也不一样。

(1)温度计法其测量结果反映的是绕组绝缘的局部表面温度。这个数字平均比绕组绝缘的实际最高温度即“最热点”低15℃左右。该法最简单,在中、小电机现场应用最广。

(2)电阻法其测量结果反映的是整个绕组铜线温度的平均值。该数比实际最高温度按不同的绝缘等级降低5~15℃。该法是测出导体的冷态及热态电阻,按有关公式算出平均温升。

(3)埋置温度计试验时将铜或铂电阻温度计或热电偶埋置在绕组、铁心或其它需要测量预期温度最高的部件里。其测量结果反映出测温元件接触处的温度。大型电机常采用此法来监视电机的运行温度。

各种测量方法所测量到的温度与实际最高温度都有一定差值,因此需将绝缘材料的“极限工作温度”减去此差值才是“最高允许工作温度”。

三、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100℃,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)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。

四、电机发热故障的排除

当电机温度超过最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℃,而使电机温度超过最大允许工作温度。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,则必须减负载运行。

2、在额定负载下温升超出铭牌规定。运行中的电动机温度超过其允许值时,即便不烧坏电机,也要损绝缘,使电机寿命缩短。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。此外,从理论上讲电机均可正反转,但有些电机的风扇有方向性,如反了,温升会超出许多。

(1)电动机电流不允许超过其额定电流值,否则电动机定子线圈将因过热而损坏。电动机散热一般随气温增高而恶化,气温下降而改善,相应地电动机额定电流也随之变动。

(2)注意电源电压变化情况

电源电压的变化是影响电机发热的原因之一。电源电压增高,则电动机电流增大,发热增加;电源电压过低,当负荷不变时,则电流又要增大,定子线圈也会增加发热。一般在电动机出力不变的情况下,允许电源电压在+10—-5%范围内变化。注意三相电压和三相电流的不平衡程度

(3)三相电压的不平衡也会引起电动机的额外发热。其不平衡程度在额定功率下,允许相间电压差不大于5%;电动机三相电压不平衡,电流也要出现相应地不平衡;或者由于定子绕组三相阻抗的不相等,也会造成电流的不平衡。电动机三相电流的不平衡不是由电压引起的,而是表明电动机有故障或定子绕组有层间短路现象。一般三相电动机电流的不平衡程度不允许大于10%,严重的不平衡,一般是由线路缺相引起的。