日期:2021-07-02 08:02 瀏覽次數:0
溫度和溫升是電機產品中不可避免的兩個參數。判斷電機穩定運行的可靠性和安全性最權威的方法是各部分的溫度和繞組的溫升。對這兩個參數的評估各有側重。測溫點分布在加熱部件、進風口和出風口、軸承等關鍵節點。溫升過濾掉環境溫度的影響,評估電機熱穩定時各部件的溫度會比周圍環境高多少。兩個參數的值不得超過標準限值,超差意味著它們不能在規定的條件下安全可靠地運行。
從純數學的角度,可以認為溫度是一個絕對值,其大小與測量單位有關;溫升是一個相對值,其大小與計量單位無關。對于繞組、軸承、集電環等特定對象,溫度有直觀的評估值。如果超過一定的臨界值,就不會像預期的那樣正常工作,電機的使用壽命會大大縮短,甚至運行狀況會迅速惡化,損壞電機。溫升可作為判斷電機在特定工況下是否能穩定運行的依據,如滿足試驗環境下的技術狀態評估要求,電機在高原環境、濕熱帶或海洋環境等特定工況下是否能正常運行。其中一個重要的標準就是溫升。
我們可以理解,如果溫升和環境溫度的值不高于材料或零件的耐受溫度,電機就可以安全穩定地運行;溫度越低于耐受溫度,電機的可靠性越高(前提是表面處理和保護等級滿足規定要求)。
通常溫度的單位是攝氏度或開爾文,而溫升是用開爾文統一測量的。兩種度日只意味著絕對溫度為0時,數值不同,每個單位的數值相同。計算溫差或溫升時,數值沒有差異。
基于以上對溫度和溫升的概念和含義的對比分析,我們來詳細討論一下在電機產品的性能分析中,溫度和溫升的控制是如何相關聯的。
繞組溫升是電機的重要性能指標,溫升極限的控制必須與電機繞組的絕緣等級有關。我們常說電機的絕緣等級有B、F、H等。實際上,在環境溫度條件下,與溫升相關的實際最高溫度與任何耐熱等級的絕緣材料相匹配,即電機繞組的實際運行溫度不能高于有一定余量的標記絕緣材料的耐熱溫度。本課題涉及同一臺電機在高熱高原環境下的安全性和可靠性。
但對于電機的軸承系統,產品技術條件規定的是電機軸承的最高允許工作溫度,而不是溫升,主要是為了防止軸承潤滑脂和軸承材料在高溫條件下的性能劣化,即溫度過高時,潤滑脂可能降解失效;軸承的材料會改變內部晶格結構或使滾道和滾動體變形。最高工作溫度的限制涵蓋了不同運行條件下電機安全運行的約束。
在相同的工作環境下,溫度與溫升呈正相關。當環境條件相差較大時,同一臺電機的可靠性會有完全不同的結果。本質原因是工作條件變了。當電機實際穩定運行溫度因環境溫度過高而過高時,絕緣材料的使用壽命會大大降低,可靠性也會大大降低。在與客戶溝通時,電機設計師必須了解客戶的真實使用環境,不能簡單地套用stand
除了電機繞組和軸承系統,電機其他部分的尺寸和性能可能會受到溫度或溫升的影響。在一些故障情況下,可以發現鑄鋁轉子電機的鋁棒會因溫度過高而變形或熔化,因此必須采取相應的措施,如增加棒面積、改善轉子散熱條件等,將轉子棒溫度控制在一定范圍內;高溫環境下使用的電機風扇必須采用耐溫性強的鋁或鋼風扇;絕緣等級應與實際操作環境相匹配。在實際的市場運作過程中,一些廠商或經銷商為了利潤、供貨組織、工藝設備不滿意等因素,會出現“賣羊頭狗肉”的行為。比如耐熱等級為F的起重冶金電機,會直接用銘牌代替成為H絕緣電機。此時電機繞組發生電氣故障的概率很大,非金屬材料制成的風扇可能會直接熔化或變形。事實上,客戶抱怨這種不規范的市場行為的案例并不少見,這也從另一個角度反映出溫度影響對電機是致命的。