电机温度检测ppt课件
第08章 电机的发热与冷却
(2)对流散热 在电机中,绕组、铁心所发出的热量以及传导到电机表面的热 量是经对流作用由流过它们表面的流体(如空气)带走的。所带走 的热量可用牛顿散热定律计算
q 1 2
热路的形式
q
1
e
t T1
均质物体的发热过程曲线如图所示, 是一条指数曲线,通常当 t=(3~4)T1时温升就基本稳定了。
电机的发热与冷却
电机的发热过程 电机不是均质物体,其发热过程 曲线与上述指数曲线之间在起始 阶段有一定差别,这是因为起始 时绕组热量散发较难而使铜的温 升升高得比铁快所致。虽然如此, 忽略它们之间的差别为我们研究 电机的发热过程提供了方便。电 机的发热时间常数在很大的范围 内变动,一般约为10-150min。
• 电机额定容量的规定还应具有一定的灵活性,它不但要供给 额定负载,还应能够在短时间内允许适当限度的过载而不致 使温升超过限度。
电机的发热与冷却
4 电机的冷却 • 随着电机设计和制造技术的发展,电机的单机容量不断增大。
为减小电机体积、提高材料利用率,通常选用较高的电磁负 荷,导致电机发热量增加。要保证电机可靠工作,必须提高 电机的散热冷却能力,电机的散热冷却技术随之发展。 • 在冷却介质方面,首先被采用的是空气,后来采用氢、水和 油等。在冷却方式方面,从表面冷却(外冷)发展到冷却效 果较好的内部冷却(内冷)。 4.1表面冷却方式 在电机中,冷却介质通过绕组、铁心和机壳的表面,将热量 带走,称为表面冷却。表面冷却主要采用空气做冷却介质, 具有结构简单、成本低的特点,但冷却效果较差,在高速电 机中产生的摩擦损耗较大,主要用于中小型电机中。
电机温度及轴承检测
电动机机壳表面温度与手感关系
机壳表面温度(℃)手感说明
30 稍冷比体温,,感觉稍冷
40 稍温感觉到暖和的程度
45 温和一用手摸,手掌暖和
50 稍热长时间摸,手掌变红
55 热仅可用手摸5-6s
60 更热仅可用手摸3-4s
65 非常热仅可用手摸2-3s,离开后还感到热
70 非常热用一个手指仅可摸3s
75 极热用一个手指仅可摸1-2s
80 极热,怀疑电机已烧坏摸一下都不行,乙烯树脂卷缩85-90 极热,怀疑电机已烧坏如用手摸一下,就像烧着了一样
当然,以上是凭经验来判断的,如果要精确的,可以使用便携式红外线测温仪。
根据轴承声音年判断故障:
电机温度检测
℃
理论依据
通过PT100热敏电阻对温度进行采,随着温度的
变化,PT100的阻值也会随着变化,则通过自制 的桥式测温电路的分压也会发生变化,由于变化 的分压不是很大,所以采取UA741放大器将变化 的电压进行放大,放大到AD0801模数转换器能 够处理的范围之内。经模数转换后的温度信号传 入到STC89S52单片机,再由单片机控制继电器、 蜂鸣器和数码管来实现温度控制、报警、显示的 功能。当温度在0度至90度之间时,系统正确显 示温度,当温度超出这个范围时系统在显示温度 的同时发出警报声。
确定电动机的绝缘水平
电动机的绝缘等级 人们根据不同绝缘材料耐受高温的能力对其规定了7
个允许的最高温度,按照温度大小排列分别为:Y、 A、E、B、F、H和C。它们的允许工作温度分别为: 90、105、120、130、155、180和180℃以上。因 此,B级绝缘说明的是该发电机采用的绝缘耐热温度 为130℃。使用者在发电机工作时应该保证不使发电 机绝缘材料超过该温度才能保证发电机正常工作。电 动机的绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级,分 A、E、B、F、H级。允许温升是指电动机的温度与 周围环境温度相比升高的限度。 绝缘的温度等级 A级 E级 B级 F级 H级 最高允许温度(℃) 105 120 130 155 180 绕组温升限值(K) 60 75 80 100 125 性能参考温度(℃) 80 95 100 120 145
电机电阻法测试温升
电机温升试验
电机中绝缘材料的寿命与运行温度有密切的关系,为保证电机安全、合理的使用,需要监视与测量电机绕组、铁心等其他部分的温度。按国家标准规定,不通绝缘等级的电机绕组有不同的允许温升,如下表所示
若超过规定值,如对B级绝缘的电机,温升每增加10度,电机的寿命将
降低一半。因此电机的温升试验,准确的测取个部件的温度,
对改进电机的设计和制造工艺,提高电机的质量是非常重要的对电机绕组和其他各部分的温度测量,目前虽已采用不少先进技
术,仍可归纳为电阻法、温度计法、埋置检温计法三种基本方法。
一、电阻法
在一-定的温度范围内,电机绕组的电阻值将随着温度的上升而相
应的增加,而且其阻值与温度之间存在着-•定的函数关系。根据这一
原理,可以通过测定电机绕组的电阻来确定其温度,故称电阻测量法。
当绕组温度在・50〜150度范围时,其温升有下式确定
AO=(R(-Ro)(k+9o)/R^>+9o-0f
式中R。、。。分别为绕组的实际冷态电阻和环境温度;R.、也分别为绕组热态式电阻和环境温度;k为常数,对铜绕组为235,对铝绕组225如果不能采用带电测量装置,可采用较先进的快捷、准确、数字显示的各种毫欧表或微欧计等直流电阻测量仪。其基本工作原理是采用高准确度、高稳定度的恒流电源所产生的克流电流通到被测电阻上,则电阻两端的电压降将严格的按照电阻值变化
二、温度计法
对电机中不能采用电阻法测量的部位,如定子铁心,轴承及冷却介质等,可采用温度计法来测量。
温度计法是用温度计贴附在可接触的表面来测量温度,所测得的温度是被测点的表面温度。为了减小误差,从被测点到温度计的热传导尽可能的良好,将温度计球面部分用绝热材料覆盖,以免周围冷却介质的影响。温度计除包括水银、酒精等膨胀式温度计外,也包括半导体温度计及非埋置的热电耦或电阻温度计。在电机中存在交变磁场的部分,不可采用水银温度计,因为交变磁场在水银中产生涡流会发热,以致影响测量的准确性。
电动机的定子绕组温度检测与处理
电动机的定子绕组温度检测与处理电动机是工业生产中常见的设备,它的正常运行对于保障生产线的
稳定性至关重要。然而,电动机在长时间运行时,其定子绕组会因为
电流通入而产生一定的热量,若无法及时检测和处理定子绕组的温度
问题,将会对电动机的运行造成严重的损害。
一、定子绕组温度检测的重要性
定子绕组温度的检测对于确保电动机的正常运行至关重要。当定子
绕组温度过高时,会导致以下几个问题:
1.绝缘损坏:高温会使得定子绕组的绝缘材料老化、热胀冷缩等,
从而造成绝缘材料的损坏,如果绝缘材料破裂,将导致电机短路故障,严重时甚至会引发火灾。
2.电路功率损耗:高温会使得定子绕组的电阻上升,从而导致电流
通过时会产生更多的热量,这样就形成了恶性循环,不仅定子绕组温
度会进一步升高,同时还会导致电动机的效率下降。
3.机械强度降低:高温会削弱绕组的机械强度,使得其抗拉强度、
抗挤压强度等指标下降,进而导致线圈的变形、开裂等问题,最终影
响电动机的正常运行。
二、定子绕组温度检测方法
为了及时发现和处理定子绕组温度过高问题,我们可以采用以下几
种方法进行检测:
1.红外热像仪技术:利用红外热像仪可以非接触地测量电动机各部分的温度,通过红外成像技术可以得到全面而准确的温度分布图像,从而判断定子绕组是否存在温度异常。
2.热电偶传感器:热电偶可以直接接触定子绕组表面,并将温度信号转化为电信号输出,通过仪表可以实时监测电动机的温度变化。
3.热敏电阻传感器:将热敏电阻安装在定子绕组上,通过测量电阻值的变化来判断定子绕组的温度是否过高。
三、定子绕组温度异常处理方法
电机温度检测PPT
智能温度传感器 智能温度传感器(亦称数 字温度传感器)是在20世纪90年代中期问 世的。它是微电子技术、计算机技术和自 动测试技术(ATE)的结晶。目前,国际 上已开发出多种智能温度传感器系列产品。 智能温度传感器能输出温度数据及相关的 温度控制量,适配各种微控制器(MCU), 并且可通过软件来实现测试功能,即智能 化取决于软件的开发水平。 智能温度 传感器发展的新趋势 (1)提高测温精度 和分辨力 智能温度传感器,采用的是8 位A/D转换器,其测温精度较低,分辨力
气体及蒸汽的环境
理论依据
在电机轴承运作的时候,其温度标 准是什么呢? 一般电机操作规程规定, 滚动轴承最高温度不超过95℃,滑动轴 承最高温度不超过80℃。并且温升不超 过55摄氏度(温升为轴承温度减去测试 时的环境温度)。上面给出的是电机本 体的温度,不是轴承的温度。
下面是整理的具体的电机轴承温度标准:
JB/T8644-1997 4.14 轴承温升不得超过环境温度35,最高温度不得超过80度。
产品发展形势
温度参数是目前工业生产中最常用的生产过程 参数之一,因此研究温度的测量方法和装置具有 重要的意义。实用的温度传感器种类很多,但在 工业部门多采用辐射温度计及热电偶。国外以辐 射测温为主(占2/3),国内则多采用热电偶和热电 阻(占98%)。国外辐射温度计的蓬勃发展对国内影 响很大,近几年国内辐射温度计明显呈上升趋 势。。
温度检测技术 ppt课件
C=-4.27350×10-12℃
铂电阻测温
➢热电阻的构造
第9章 温度检测技术
铂电阻测温
第9章 温度检测技术
➢ 热电阻感温元件是用来感受温度的电阻器。它是 热电阻的中心部分,由电阻丝及绝缘骨架构成。
➢ 作为热电阻丝资料应具备如下条件: ➢ ① 电阻温度系数大、线性好、性能稳定; ➢ ② 运用温度范围广、加工方便; ➢ ③ 固有电阻大,互换性好,复制性强。
第9章 温度检测技术
第9章 温度检测技术
第9章 温度检测技术
➢ 温度是国际单位制给出的根本物理量之一, 它是工农业消费、科学实验中需求经常丈量 和控制的主要参数。
➢ 从热平衡的观念看,温度可以作为物体内部 分子无规那么热运动猛烈程度的标志。
➢ 温度与人们日常生活严密相关。
第9章 温度检测技术
9.1 概述 温度是用来定量地描画物体冷热程度的
第9章 温度检测技术
各种温度检测方法及其测温范围
第9章 温度检测技术
第9章 温度检测技术
9.1 概述 9.2 接触式测温方法 9.3 辐射法测温
第9章 温度检测技术
9.2 接触式测温方法
根据测温转换的原理,接触式测温可分为: 1、膨胀式(包括液体和固体膨胀式) 2、热阻式(包括金属热电阻和半导体热电阻) 3、热电式(包括热电偶和PN结)
kTln NAT kT0 ln N AT0
电机学电机的发热与冷却课件
电机的热设计方法
计算法
通过建立电机的热模型,对电机 在工作过程中的温度场进行数值
模拟,以优化电机的热设计。
实验法
通过实验测试电机的温升和散热性 能,根据实验结果调整电机的热设 计,以达到最优的设计效果。
类比法Biblioteka Baidu
根据已有的类似电机的热设计经验 ,参考其设计参数和散热结构,进 行新电机的热设计。
电机的热设计实例
热能主要以传导、对流和辐射三种方式在电机内部和外部传递。传导主要发生在固体之间,对流主要发生在气 体和液体中,辐射则是以电磁波的形式传递能量。
电机发热的数学模型
电机发热的数学模型是通过建立电机的热平衡方程来描述电 机内部的热量传递和积累过程。热平衡方程综合考虑了电机 的热源、热阻、散热条件等因素,是分析电机温升和散热性 能的基础。
常用的数学模型包括一维热传导模型、二维热传导模型和三 维热传导模型,具体采用哪种模型取决于电机的结构和散热 条件。
电机发热的实验研究
通过实验研究可以深入了解电机的发热特性,包括温升分布、散热性能等。实验 研究通常需要搭建实验台架,选择合适的测量仪器和方法,以获取准确的测量数 据。
实验研究不仅可以验证理论模型的正确性,还可以为电机的优化设计和改进提供 依据。例如,通过实验研究发现电机的薄弱环节和改进方向,提高电机的效率和 可靠性。
液体冷却
电机的发热与温升PPT课件
(2)短时工作制 电机工作时间短,ton <(3~4)T,在工作时间内温度
达不到稳定值;停车时间 很长,toff >(3~4)T,电机的 温度足以降到和周围环境温度一样,即温升足以降到 零。属于此类工作制的生产机械有机床的辅助运动, 如水闸闸门的起闭机械等。
电机在短时工作时,其容量往往只受过载能力和起动 能力的限制,因此专门为短时工作制设计的电机,其 过载能力和起动转矩都较大。我国生产的短时工作制 电机,其工作时间有15min 、30min、60min、 90min四种定额。
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三、短时运行和周期运行时电机的发热和冷却 1、短时运行
电机的运行时间很短,按照规定的机、电数据,在 未达到实际的稳态温度时即停机较长的时间;下一次 起动时,电机各部分实际上均己冷却到周围介质的温 度。 短时运行时.时限优先采用15、30、60及90分钟四种。 如果超过规定的时 限,电机的温升将超过容许的温升限度,使电机的寿 命缩短,甚至被烧毁。
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10.3 电机的冷却方式
电机的冷却情况决定了电机的温升,温升又直接 影响电机的使用寿命和额定容量,由此可见,冷却问 题对电机具有重要意义。 1、电机的冷却介质
指能够直接或间接地把电机热量带走的物质。如 空气、氢气、水和油等。 2、分类 (1)按冷却介质的不同,一般电机的冷却可分为两类: 气体冷却和液体冷却。
电动机的温度监测与控制
电动机的温度监测与控制
电动机是现代社会中广泛应用的一种电动设备,而其温度的监测与
控制对其运行安全和寿命具有重要的意义。本文将探讨电动机温度监
测与控制的方法和重要性,并介绍一些常见的温度监测装置和控制措施。
一、温度监测的重要性
电动机在运行过程中会产生热量,如果温度过高,会导致电动机受
损甚至损坏。因此,监测电动机的温度是非常重要的。通过及时监测
电动机的温度,我们可以及早发现温度异常,并采取相应的控制措施,以保证电动机的正常运行。
二、温度监测装置
1. 温度传感器
温度传感器是一种用于测量电动机温度的装置。常见的温度传感器
有热敏电阻、热电偶和红外线传感器等。这些传感器能够将电动机的
温度转换为电信号或光信号,以便进一步处理和分析。
2. 温度显示器
温度显示器一般与温度传感器相连,可以将传感器测量到的温度值
直观地显示出来。温度显示器通常使用数字显示方式,能够精确地显
示当前电动机的温度,为温度监测提供直观的参考。
三、温度控制措施
1. 风扇降温
在电动机运行时,可以通过增加风扇的转速来提高散热效果。风扇
能够加速空气流动,有效降低电动机温度。在温度监测中,如果电动
机温度超过设定的阈值,系统可以自动控制风扇的转速,以实现温度
的有效降低。
2. 冷却系统
对于某些大型或高功率的电动机,仅仅依靠风扇降温可能效果有限。这时需要采用冷却系统。冷却系统通过循环水或其他冷却介质来吸收
电动机产生的热量,然后将其排出,以确保电动机的温度在可控范围内。
3. 温度报警装置
温度报警装置是一种安全保护措施,它能够在电动机温度超过设定
的安全阈值时发出警报或触发其他应急措施,以提醒操作人员注意电
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确定电动机的绝缘水平
➢ 电动机的绝缘等级
➢ 人们根据不同绝缘材料耐受高温的能力对其规定了7 个允许的最高温度,按照温度大小排列分别为:Y、 A、E、B、F、H和C。它们的允许工作温度分别为: 90、105、120、130、155、180和180℃以上。因 此,B级绝缘说明的是该发电机采用的绝缘耐热温度 为130℃。使用者在发电机工作时应该保证不使发电 机绝缘材料超过该温度才能保证发电机正常工作。电 动机的绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级,分 A、E、B、F、H级。允许温升是指电动机的温度与 周围环境温度相比升高的限度。
本节课的内容与要求
➢ 1、要了解产品国内外的发展形势并说明背景 ➢ 2、电动机绝缘水平自定 ➢ 3、传感器选PT100温度传感器 ➢ 4、了解PT100的接线方式 ➢ 5、了解PT100温度传感器的电阻变化量(详细) ➢ 6、PT100温度传感器检测过程中要要完成:如果温度
超过10%以上要发出报警信号 ➢ 7、PT100温度传感器检测过程要完成:如果温度超过
➢一般为提高使用寿命,往往规定高级绝缘 要求,低一级来考核。比如,常见的F级绝 缘的电机,做B级来考核,即其温升不能超 过120度(留10度作为余量,以避免工艺不 稳定造成个别电机温升超差)
.
电机轴承温度检测传感器
➢电机轴承温度传感器(WZD)基本技术参 数
➢电流 4-20mA ➢电压 18-24V ➢测量范围 0-200℃ ➢WZD系列温度传感器是专为测量轴承
可以引导轴的旋转,也可承受轴上空转的部件,是一
种非常重要的电机构成部分,它运行情况的好坏直接
影响电机的使用。轴承在运行中会产生发热现象。电
机运行时,轴承外圈允许温度不应超过95℃,如果超过
这个值就是电机轴承温度过高,也称电动机轴承发热。
轴承发热是电动机最常见的故障之一。轻则使润滑脂
稀释漏出,重则将轴承损坏,给用户造成经济损失。因
气体及蒸汽的环境
.
理论依据
在电机轴承运作的时候,其温度标 准是什么呢? 一般电机操作规程规定, 滚动轴承最高温度不超过95℃,滑动轴 承最高温度不超过80℃。并且温升不超 过55摄氏度(温升为轴承温度减去测试 时的环境温度)。上面给出的是电机本 体的温度,不是轴承的温度。
此,我们有必要对这种现象做有效的监测,避免事故
的发生。
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产品发展形势
温度参数是目前工业生产中最常用的生产过程 参数之一,因此研究温度的测量方法和装置具有 重要的意义。实用的温度传感器种类很多,但在 工业部门多采用辐射温度计及热电偶。国外以辐 射测温为主(占2/3),国内则多采用热电偶和热电 阻(占98%)。国外辐射温度计的蓬勃发展对国内影 响很大,近几年国内辐射温度计明显呈上升趋 势。。
温度(也可测量气体、液体、固体温度) 的传感器,其测量元件为Pt100铂热电 阻,配置恰当的测温仪表后,可检测轴 承温度并实现报警和控制。
.
电机轴承温度传感器工作环境
➢海拔不超过2000米 ➢环境空气温度-20-+40℃ ➢最湿月份,月平均最高相对湿度为
90%(25℃) ➢无剧烈震动和冲击的场所 ➢周围无足以破坏绝缘和金属的腐蚀性
.
➢ 温度传感器,使用范围广,数量多,居各种传感器之首。目前, 国际上新型温度传感器正从模拟式想数字式、集成化向智能化及 网络化的方向发展。 温度传感器的发展大致经历了以下3个阶段:
➢ a.传统的分立式温度传感器——热电偶传感器 热电偶
传感器是工业测量中应用最广泛的一种温度传感器,它与被测对 象直接接触,不受中间介质的影响,具有较高的精度;测量范围 广,可从-50~1600℃进行连续测量,特殊的热电偶如金铁——镍铬, 最低可测到-269℃,钨——铼最高可达2800℃。
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➢ 智能温度传感器 智能温度传感器(亦称数字温度传
感器)是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、 计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。目前,国际 上已开发出多种智能温度传感器系列产品。 智能温度 传感器能输出温度数据及相关的温度控制量,适配各种 微控制器(MCU),并且可通过软件来实现测试功能,即 智能化取决于软件的开发水平。 智能温度传感器发展 的新趋势 (1)提高测温精度和分辨力 智能温度传感 器,采用的是8位A/D转换器,其测温精度较低,分辨力 只能达到1℃。目前国外已相继推出多种高速度、高分辨 力的智能温度传感器,所用的是9~12位A/D转换器,分 辨力一般可达0.5~0.0625℃。 (2)增加测试功能 温 度传感器的测试功能也在不断增强。另外,智能温度传 感器正从单通道想多通道的方向发展,这为研制和开发 多路温度测控系统创造了良好条件。
➢ 绝缘的温度等级
A级 E级 B级 F级 H级
➢ 最高允许温度(℃) 105 120 130 155 180
➢ 绕组温升限值(K) 60 75 80 100 125
➢ 性能参考温度(℃) 80 95 100 120 145
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确定电动机的绝缘水平
➢电机的绝缘等级与电机的使用温度有关。 在使用温度确定后,往往会使用至少同级或 较高的绝缘材料,以提高电机的使用寿命。 比如,常用的B级电机,其内部的绝缘材料 往往是F级的,而铜线可能使用H级甚至更 高的,来提高其质量。
➢ b.模拟集成温度传感器 集成传感器是采用硅半导体集成工
艺制成的,因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。模拟集成 温度传感器是在20世纪80年代问世的,它将温度传感器集成在一 个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出等功能。 模拟集成 温度传感器的主要特点是功能单一(仅测量温度)、测温误差小、 价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等,适合远 距离测温,不需要进行非线性校准,外围电路简单。 目前,光 纤测温技术主要有全辐射测温法、单辐射测温法、双波长测温法 及多波长测温等 。
10%以上要发出跳闸命令 ➢ 8、电动机控制电路(保护中哪些作为跳闸控制等问题
都要清楚) ➢ 9、实时温度显示(选做)
.
附:常见轴承
.Biblioteka Baidu
引言:研究意义
电机轴承又名电动机轴承或者马达轴承,是专门应用
于电动机或者马达上的一种专用轴承。电机常用的轴
承有四种类型,即滚动轴承、滑动轴承、关节轴承和
含油轴承。电机使用的轴承是一个支撑轴的零件,它