21 全封闭铸铝转子电机温升简化法计算
电机维护保养：掌握温升与冷却措施
电机维护保养：掌握温升与冷却措施电机作为一种常见的电气设备，在工业生产和日常生活中扮演着重要的角色。
为了确保电机的正常运行和延长使用寿命，必须掌握电机的温升特性和相应的冷却措施。
本文将着重介绍电机温升与冷却措施的相关知识。
一、电机温升的原因与危害电机在工作过程中会产生一定的功率损耗，这些损耗大部分会以热的形式释放出来，导致电机温升。
电机温升的主要原因包括以下几个方面：1. 电阻损耗：电机中的线圈存在一定的电阻，电流通过线圈时会产生电阻性损耗，导致电机温度升高。
2. 磁化损耗：电机转子的磁化过程中也会产生一定的热量，使电机温度上升。
3. 铁心损耗：电机铁芯的磁化和消磁过程中，由于铁芯的磁滞和涡流效应，会产生一定的热量，使电机温升。
电机温升过高会对电机的正常运行和使用寿命产生影响。
首先，高温会使电机的绝缘材料老化、变脆，进而降低了电机的绝缘性能，增加了绝缘击穿的风险。
其次，高温还会使电机的磁性材料热膨胀，导致电机的转子与定子之间的间隙变大，从而降低电机的效率，增加机械运转的噪音和振动。
最后，电机过热还会降低电机的功率输出，增加电能消耗，影响工作效率。
二、电机温升的测量与评估为了及时了解电机的温升情况以及是否需要采取冷却措施，需要对电机的温升进行测量与评估。
一般来说，常用的电机温升测量方法有以下几种：1. 使用红外测温仪：通过红外线测温仪可以非接触、快速地测量出电机运行时的表面温度，从而评估电机的温升情况。
2. 使用温感电阻测温：将温感电阻安装在电机的关键部位，通过测量温感电阻的电阻值变化来获取电机的温度信息。
3. 使用温度传感器测温：将温度传感器安装在电机的内部，通过传感器测得的温度数值来评估电机的温升情况。
在评估电机温升时，需要参考电机的额定温升值以及绝缘材料的额定温度等信息，确保电机运行在正常的温升范围内。
三、电机的冷却措施为了控制电机的温升并确保其正常工作，需要采取相应的冷却措施。
常见的电机冷却措施包括：1. 自然通风冷却：电机表面的散热片或风道设计合理，通过空气自然对流来散热，是一种常用的冷却方式。
电机绕组温升测试方法
电机绕组温升测试方法
电机绕组温升测试方法
一、绕组温升公式：
△t——绕组温升
R1——实验开始的电阻（冷态电阻）
R2——实验结束时的电阻（热态电阻）
k——对铜绕组，等于；对于铝绕组：225
t1——实验开始时的室温
t2——实验结束时的室温
该公式是参照EN60335-1和国家标准。
注，一般绕组温升测试时可（t2-t1）两者温差值不做考虑。
二、绕组温升公式代入计算方法
1、将电机两根电源线，连接在变频器电源输出端。
2、打开变频电源，调节变频电源仪器相关输出电压、频率值。
3、打开变频输出电源开关，同时记录显示屏中的功率值，该值为冷态电阻R1。
4、在设备测试时，同时记录测试室环境温度值T1。
5、电机连续运行3小时后，再次读取电阻值R2.
6、最终将相关测试值代入绕组温升公式内，得出电机温升值。
三、温升测试仪器：
四、温升测试操作规范：
1、打开变频电源，调整测试电机的相应参数如电压、频率。
2、将温升测试仪器背面的电源输入端电源插头连接到变频电源输出端。
3、将温升测试仪器背面的两个测试端分别连接到被测风机电机连接线。
4、打开温升测试仪器电源开关，同时，打开变频电源器电源输出端开关。
5、当温升测试仪器上分别显示电阻、温升、时间时，将COLD档(冷态值)，切换到HOT档（热态值）。
另将温升值T档，切换到△T档。
6、通电后，在读温升仪器测试值正确范围内时，Time显示屏中会显示测试运行时间。
一般电机测试运行3小时后，读取最终温升测试值。
电机绕组温升公式
电机绕组温升公式△t=(R2-R1)/R1*(234.5+t1)-(t2-t1)▽t---绕组温升R1---实验开始的电阻 (冷态电阻)R2---实验结束时的电阻(热态电阻)k---对铜绕组，等于234.5；对于铝绕组：225t1---实验开始时的室温t2---实验结束时的室温电机温升公式θ=(R2-R1)/R1*(235+t1)+t1-t2(K)R2-试验结束时的绕组电阻，Ω；R1-试验初始时的绕组电阻，Ω；t1-试验初始时的绕组温度（一般指室温），℃；t2-试验结束时的冷却介质温度（一般指室温），℃。
235是铜线，铝线为225电阻发温升计算公式：Q=（Rr-Re)/Re x (235+te)+te-tkRr:发热状态下的绕组电阻。
Re:冷却状态下的绕组电阻。
te:测量Re时的环境温度，也就是实验开始时的绕组温度。
tk:做温升实验结束时的环境温度。
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，不同绝缘等级的电机绕组有不同的允许温升，如下表所示绝缘等级绝缘结构需用温度环境温度热点温度温升限值A 105 40 5 60E 120 40 5 75B 130 40 10 80F 155 40 10 105H 180 40 15 125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，准确的测取某个部件的温度，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一定的函数关系。
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Δθ=(Rf-R0)(k+θ0)/R0+θ0-θf式中R0、θ0分别为绕组的实际冷态电阻和环境温度；Rf、θf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。
电机的发热与温升课件
测量位置
通常在电机的表面、轴承 和绕组等关键部位进行温 度测量。
电机温升的限制
电动机的安全运行
为了确保电机缘材料损坏或性
能下降。
绝缘材料耐热等级
电机的绝缘材料有一定的耐热 等级，温升应不超过该等级规 定的最高限值。
寿命影响
温升过高会加速电机的老化过 程，影响电机的使用寿命。
异步电机的新发展
节能环保
异步电机采用高效能的设计和材料，能够降低能耗和减少对环境 的影响。
可靠性高
异步电机结构简单、维护方便，具有较高的可靠性。
应用广泛
异步电机适用于各种不同的应用场景，如工业自动化、家用电器等 。
06
案例分析
案例一：某型号电机的温升问题分析
总结词：电机过热
详细描述：某型号电机在长时间运行后出现异常温升，经检测发现是电机内部线圈绝缘层老 化导致。
铁芯损耗
磁场的交变引发铁芯的磁滞和 涡流现象，产生铁芯损耗并转
化为热量。
机械损失
轴承摩擦、通风摩擦等机械损 失也会转化为热量。
负载变化
电机负载的变化会影响发热量 ，负载增加时发热量相应增加
。
温升的定义与测量
01
02
03
温升
电机温度与周围环境温度 之差。
测量方法
采用温度传感器（如热电 偶、红外测温仪）测量电 机表面温度，并与环境温 度进行比较。
常情况并进行处理。
定期对电机进行维护和保养，如 清理灰尘、更换润滑油等，可以 保持电机的良好运行状态，降低
温升。
05
新型电机技术及其发展
永磁同步电机
高效能
永磁同步电机采用高性能的永磁 材料，具有较高的转矩密度和效
全负载电机温升计算公式
全负载电机温升计算公式在工业生产中，电机是一种常见的动力设备，广泛应用于各种机械设备中。
在电机运行过程中，由于电流通过电机产生了一定的电阻，会导致电机温升。
电机温升的计算对于电机的安全运行和性能评估具有重要意义。
本文将介绍全负载电机温升的计算公式及其相关知识。
一、电机温升的定义。
电机温升是指电机在运行过程中由于电流通过电机产生的电阻导致的温度升高。
电机温升的大小直接影响着电机的安全运行和使用寿命。
因此，对电机温升进行准确的计算和评估是非常重要的。
二、全负载电机温升计算公式。
全负载电机温升计算公式可以通过以下公式进行计算：ΔT = (I^2 R) (1/α + 1/β)。
其中，ΔT为电机温升，单位为摄氏度；I为电机的额定电流，单位为安培；R为电机的电阻，单位为欧姆；α为电机的热阻，单位为摄氏度/瓦特；β为电机的热容，单位为焦耳/摄氏度。
从上述公式可以看出，全负载电机温升的计算是通过电流的平方乘以电机的电阻，并考虑了电机的热阻和热容来进行综合计算的。
这个公式可以较为准确地预测电机在全负载条件下的温升情况。
三、电机温升的影响因素。
电机温升的大小受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：1. 电机的额定电流，电机的额定电流越大，通过电机的电流就越大，从而产生的电阻也越大，导致电机温升越高。
2. 电机的电阻，电机的电阻是影响电机温升的重要因素，电机的电阻越大，产生的热量也就越大，电机温升也就越高。
3. 电机的热阻和热容，电机的热阻和热容决定了电机在产生热量后的散热能力，对于电机的温升也有重要影响。
4. 外部环境温度，外部环境温度的高低也会影响电机的温升情况，当外部环境温度较高时，电机的散热能力会受到一定影响，从而导致电机温升较高。
四、电机温升的评估和控制。
电机温升的评估和控制对于电机的安全运行和使用寿命具有重要意义。
在实际应用中，可以通过以下几种方法来进行电机温升的评估和控制：1. 温升测试，通过对电机进行温升测试，可以直接获得电机在实际运行中的温升情况，从而评估电机的安全运行情况。
浅谈电机内部转子结构对温升的设计
浅谈电机内部转子结构对温升的设计作者：何丽鹏来源：《现代经济信息》2017年第03期摘要：阐述了电机转子内部结构设计降低电机温升的问题关键词：转子；铸铝转子；转子风翼；内风扇；挡风板；温升中图分类号：TM351 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2017）003-0-01电机运行时将产生各种损耗，这些损耗转变成热量，使电机各部件发热，温升升高。
电机中的某些部件，特别是电机的绝缘只能在一定的温度限制内才能可靠工作，为维持电机的合理寿命，需要采取适当的措施，将电机中的热量散发出去，使其在允许的温度限值内运行。
电机的冷却方式，主要是指对电机散热采用什么冷却介质和相应的流动途径。
一种合理的冷却方式，应该是具有最适当的冷却介质流量和合理的流动途径，以最小的流量达到最有效的冷却，同时耗用的功率小，结构简单，造价低，运行安全可靠。
改进电机的冷却技术，对提高电机的利用系数和效率及增加可靠性和寿命，特别对提高大型电机的单机容量，都具有重要的意义。
为获得合理的电机冷却方式需要对电机的风路结构进行很好的设计，合理的电机转子结构设计会加速电机的冷却，现结合设计需要浅谈几种加速电机冷却的转子方案的设计。
一、小功率全封闭扇冷异步电动机在加强内部空气流动设计上一般在转子铸铝过程中增加两端的风翼，在转子旋转过程中，两端风翼随转子一起转动加强内部空气流动，但在一些小电机（非标加大功率）设计过程中仅靠铸铝转子风翼不足以达到允许的温升控制范围之内，经设计验证，在内部空间允许情况下增加一个合适的内风扇能够很好的加强内部空气流动，使电机达到允许的温升控制范围之内，下图示为某客户设计的2.2KW 4极电机，客户要求电压为宽电压208/240 60HZ 对温升要求控制极低，经过多次设计，多次反复使用大风扇降温都不能达到客户要求，最终在电机内部加了一个钢板的内风扇，电机温升达到了可控范围之内，满足了客户需求；转子及内风扇图示如下图1所示：二、大功率的全封闭扇冷异步电动机为了更好的加强内部空气流动，一般在转子冲片设计上会增加通风孔，为了使风向流动一致，一般在铸铸铝转子过程中只在一端增加风翼，为促使空气流动通过通风孔进入转子另一端，一般在风翼的端部加一个挡风板，防止风向四处流动，但在一些铁心特别长的电机设计过程中，仅靠挡风板不能使电机达到温升可控的范围之内，经设计验证，在不更改原有设计基础上在挡风板上加几个扇叶，增加风翼端空气流动，可以很好的降低电机温升，如下图2所示，三、小功率开启式（ODP）异步电动机由于机座，端盖上分别带有进出的通风孔，一般用于粉尘、污染少，环境较好的场所，电机设计一般能较好的控制在温升允许范围之内，由于电机内部与外界空气可以直接交流，在铸铸铝转子是一般要求两端都带风翼，风翼在转子旋转带动下从端盖进风口进风，经过机座上风路在出风孔处出风，其转子结构如下图3所示：四、大功率开启式（ODP）异步电动机机座，端盖上也分别带有进出的通风孔，也用于粉尘污染少，环境良好的场所，但由于电机功率消耗大会产生大量的热量仅靠电机转子本身不足以是热量交换出去。
电动机的温升过程分析
电动机知识电动机的温升过程分析一、用简易方法测定电动机温升通常巡视和检查电动机运行情况时，习惯是用手摸一摸电机外壳，以判断电动机是否过热。
正常运行的电动机，其外壳温度不会过高，也就不会烫得烧手；如果烫得烧手，可能电动机的温升就过高了。
也可以在电动机外壳上滴上几滴水，如果电机不过热，水滴是慢慢蒸发冒热气的；如果滴上水滴立即很快蒸发冒气并发出“咝咝”声，就说明电动机温升过高了。
当然较准确的是在电动机吊环孔内插入一支温度计（孔口可用碎布或棉花密封）来测量，温度计测得的温度一般比绕组最热点温度低10℃～20℃。
根据测得的温度推算最热点的温度，正常运行时，不应超过该电动机绝缘等级规定的最高允许温度。
二、造成电动机温升过高的原因造成电动机温升过高的原因是多方面的，电源、电动机本身、负载以及工作环境和通风散热情况都会导致电动机过热。
主要原因归纳如下：1.电源质量（1）电源电压高于规定范围（＋10％），使铁芯磁通密度过大，铁耗增加而过热；也使励磁电流加大，导致绕组温升增高。
（2）电源电压过低（－5％），在负载不变情况下，三相绕组电流增大而过热。
（3）三相电源缺相，电动机缺相运行而过热。
（4）三相电压不平衡超过规定（5％），从而引起三相电源不平衡，电机额外发热。
（5）电源频率过低，导致电机转速降低，出力不足，但负载不变，绕组电流增加，电动机过热。
2.电动机本身（1）误将Δ形接成丫形或丫形接成Δ形，电机绕组过热。
（2）绕组相间、匝间短路或接地，导致绕组电流增大，三相电流不平衡。
（3）绕组并联支路中某些支路断线，造成三相电流不平衡，未断线支路绕组过载发热。
（4）定、转子相擦发热。
（5）鼠笼转子导条断裂，或绕线型转子绕组断线。
电机出力不足而发热。
（6）电机轴承过热。
3.负载（1）电动机长期过载。
（2）电动机起动过于频繁，起动时间过长。
Domain:dnf辅助More:d2gs2f （3）被拖动机械故障，使电动机出力增大，或被卡住不转。
电机的温度与温升（二篇）
电机的温度与温升大家都知道衡量电机发热程度是用“温升”而不是用“温度”，当“温升”突然增大或超过最高工作温度时，说明电机已发生故障。
下面就一些基本概念进行讨论。
1绝缘材料的绝缘等级绝缘材料按耐热能力分为y、a、e、b、f、h、c7个等级，其极限工作温度分别为90、105、120、130、155、180℃、及180℃以上。
所谓绝缘材料的极限工作温度，系指电机在设计预期寿命内，运行时绕组绝缘中最热点的温度。
根据经验，a级材料在105℃、b级材料在130℃的情况下寿命可达xx年，但在实际情况下环境温度和温升均不会长期达设计值，因此一般寿命在15～20年。
如果运行温度长期超过材料的极限工作温度，则绝缘的老化加剧，寿命大大缩短。
所以电机在运行中，温度是寿命的主要因素之一。
2温升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。
3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。
所以气温变化对大型电机和封闭电机影响较大。
(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℃。
温升计算方法探讨
这三种计算方法的散热面积是不同的，所引起的误差要折算到散热系数中， 这样才能使计算出的温升基本相同。
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5.溫升計算方法
5.3散熱係數 散热系数也有两种： 一种认为散热系数是常数，通常是：0.8× 10－3(w/cm2•℃) 另一种认为散热系数是一条曲线，铁心规格越小散热系数越大，随着铁心规格的 增大散热系数趋向平缓，散热系数约在：1.5~0.7× 10－3 (w/cm2•℃) 之间 ；
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5.溫升計算方法
5.2散熱面積 散热面积的计算有三种： 第一种认为变压器底部的面积是不能散热的，是将变压器底部表面积不计入 变压器的散热面积， 第二种是认为变压器底部虽不能散热，但底部是安装在金属底板也会散热， 因次将底部的面积计算进去， 第三种是变压器表面不规则时为了计算方便要用等效散热面积去代替，例如 环型变压器，采用直径等于变压器外径，高度等于变压器高度的一个圆柱体的表 面积来代替变压器的散热面积，
故在電器設備設計過程中，從兩個方面進行設計考慮從，儘量的減小損耗和加大散熱。
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5.溫升計算方法
5.1溫升計算方法 由於變壓器與電抗器結構與材料不同，導致散熱不同，各個廠商對溫升的計算方法 也不同。通常的做法是生產廠商根據樣品溫升試驗，結合熱學規律，推導自己的溫升 計算公式，固各家都有自己的經驗公式:常見計算方法有： 1）熱阻法 热阻法基于温升与损耗成正比，不同磁心型号热阻不同，热阻法计算温升比较准确， 因其本身由试验得来，磁心又是固定不变的，热阻数据由大型磁心生产厂商提供。有了厂 家提供的热阻数据，简单、实用。高频变压器可采用这一方法。而铁心片供应商不能提供 热阻这一类数据，因此低频变压器设计者很难采用。
电机绕组温升测试方法
电机绕组温升测试方法(总2页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除电机绕组温升测试方法电机绕组温升测试方法一、绕组温升公式：△t——绕组温升R1——实验开始的电阻（冷态电阻）R2——实验结束时的电阻（热态电阻）k——对铜绕组，等于234.5；对于铝绕组：225t1——实验开始时的室温t2——实验结束时的室温该公式是参照EN60335-1和GB4706.1-2005国家标准。
注，一般绕组温升测试时可（t2-t1）两者温差值不做考虑。
二、绕组温升公式代入计算方法1、将电机两根电源线，连接在变频器电源输出端。
2、打开变频电源，调节变频电源仪器相关输出电压、频率值。
3、打开变频输出电源开关，同时记录显示屏中的功率值，该值为冷态电阻R1。
4、在设备测试时，同时记录测试室环境温度值T1。
5、电机连续运行3小时后，再次读取电阻值R2.6、最终将相关测试值代入绕组温升公式内，得出电机温升值。
三、温升测试仪器：四、温升测试操作规范：1、打开变频电源，调整测试电机的相应参数如电压、频率。
2、将温升测试仪器背面的电源输入端电源插头连接到变频电源输出端。
3、将温升测试仪器背面的两个测试端分别连接到被测风机电机连接线。
4、打开温升测试仪器电源开关，同时，打开变频电源器电源输出端开关。
5、当温升测试仪器上分别显示电阻、温升、时间时，将COLD档(冷态值)，切换到HOT档（热态值）。
另将温升值T档，切换到△T档。
6、通电后，在读温升仪器测试值正确范围内时，Time显示屏中会显示测试运行时间。
一般电机测试运行3小时后，读取最终温升测试值。
电机绕组温升测试方法
电机绕组温升测试方法The document was finally revised on 2021电机绕组温升测试方法R - R电机绕组温升测试方法一、绕组温升公式：At——绕组温升R1——实验开始的电阻（冷态电阻）R2——实验结束时的电阻（热态电阻）k——对铜绕组，等于；对于铝绕组：225tl——实验开始时的室温t2——实验结束时的室温该公式是参照EN60335-1和国家标准。
注，一般绕组温升测试时可（t2-tl）两者温差值不做考虑。
二、绕组温升公式代入计算方法1、将电机两根电源线，连接在变频器电源输出端。
2、打开变频电源，调节变频电源仪器相关输出电压、频率值。
3、打开变频输出电源开关，同时记录显示屏中的功率值，该值为冷态电阻R1。
4、在设备测试时，同时记录测试室环境温度值T1。
5、电机连续运行3小时后，再次读取电阻值R2.6、最终将相关测试值代入绕组温升公式内，得出电机温升值。
三、温升测试仪器：四、温升测试操作规范：1、打开变频电源，调整测试电机的相应参数如电压、频率。
2、将温升测试仪器背而的电源输入端电源插头连接到变频电源输岀端。
3、将温升测试仪器背面的两个测试端分别连接到被测风机电机连接线。
4、打开温升测试仪器电源开关，同时，打开变频电源器电源输出端开关。
5、当温升测试仪器上分别显示电阻、温升、时间时，将COLD档（冷态值），切换到HOT 档（热态值）。
另将温升值T档，切换到AT档。
6、通电后，在读温升仪器测试值正确范围内时，Time显示屏中会显示测试运行时间。
一般电机测试运行3小时后，读取最终温升测试值。
知识点：电动机的温度与温升
知识点：电动机的温度与温升知识点：电动机的温度与温升引导语：电动机是一种旋转式电动机器，它将电能转变为机械能，它主要包括一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子。
以下是店铺整理的知识点：电动机的温度与温升，欢迎参考!一到夏季，电工们为电动机过热而烦恼。
但大家都知道衡量电动机发热程度是用“温升”而不是用“温度”。
一些初学者为此在实践中提出了各种问题。
例如一台A级绝缘的电动机，温升限度为50℃，那么：1、当气温为15℃而绕组温度为80℃时，电动机能否继续运行?一种回答是，当然行：理由是：虽然温升超过了50℃达65℃，但绕组温度并未超过A组绝缘的最高允许工作温度90℃。
而另一种回答是不行，因为温升超过了。
2、当气温为45℃(如夏季露天或高温车间)而电动机绕组温度为95℃时。
电动机能否继续运行?同样有两种意见：一说不行，而另一说可以。
后者理由是铭牌上不是说温升限度为50℃吗?并未超过此值。
类似上述问题的产生都是由于对温升、温度、绝缘的耐热及发热与散热的平衡等没有明确的概念所致。
一、绝缘材料的耐热等级绝缘材料按耐热能力分为Y、A、E、B、F、H、C7个等级，其极限工作温度分别为90、105、120、130、155、180、及180℃以上。
所谓绝缘材料的极限工作温度，系指电动机在设计预期寿命内，运行时绕组绝缘中最热点的温度。
根据经验，A级材料在105℃、B级材料在130℃的情况下寿命可达10年，但在实际情况下环境温度和温升均不会长期达设计值，因此一般寿命在15～20年。
如果运行温度长期超过材料的.极限工作温度，则绝缘的老化加剧，寿命严重缩短。
所以电动机在运行中，温度是寿命的主要因素之一。
二、温升温升是电动机与环境的温度差，是由电动机发热引起的。
运行中的电动机铁心处在交变磁场中会产生铁损。
绕组通电后会产生铜损。
还有其他杂散损耗等。
这些都会使电动机温度升高。
另一方面电动机也会散热，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。
电机型式试验之温升试验
3.5 温升试验⑴ 温升试验目的温升试验是要求电机在额定工作情况下运行到热稳定时各个发热元件,例如绕组，换向器，集电环，铁心，轴承等，所达到的温升值，所谓热稳定是指发热元件在运行条件不变的情况下，前后一小时之内的温度变化不超过1K （温升值是一个温度差值，为了与实际温度单位℃相区别，电机标准中规定用另一个温度单位开尔文K 作为温升的单位，但是习惯中还是说度或者写成℃）的状态，所谓温升，就是指热态时的温度与冷态（发热元件与周围温度环境之差不超过2K 时，称该元件处在实际冷状态）时温度之差。
电机温升的高低，决定着电机绝缘的使用寿命，所以这项试验对电机的质量具有非常重要的作用。
⑵ 温升的测量方法对于获得电机各个部位温度升值的方法，因为部件的不同放法也不尽相同。
对于比较方便的放置普通酒劲温度计的部件，如外壳，开启式电机的定子铁心或者定子绕组等，可用温度计直接测量。
对于不能长时间放置温度计，但在电动机运行或停机时能直接接触到的部件，如集电环，换向器，轴承等，可用半导体温度计测量。
对于不能从外接接触的部件，例如封闭式电机的定转子绕组，一般采用电阻法测量。
所谓电阻法，是利用一般金属导体的电阻与温度有一种固定关系的原理，其关系式在前面的直流电阻测量中讲出，用此方法时，首先在实际冷态下测得绕组的直流电阻R 0和温度θ0，再测得温升稳定时的热态电阻R 1与环境温度θ1，此时该绕组的温升△θ用以下式子便可求出△θ=R f —R 0R 0(K a +θ0)+θ0－θ1 (3-10) ⑶ 冷却介质的测量方法① 对采用周围空气冷却的电动机，可用几只温度计分布在冷却空气进入电动机的途径中进行测量，温度计应安置在距电动机1-2m 处。
温度计球部处于电动机高度的一半的位置，并且应该防止外来辐射热及气流的影响，取几只温度计读数的平均值作为冷却空气的温度，习惯成为环境温度，② 对采用外接冷却器及普通管道通风冷却的电机，应放在电机的进风口处测量冷却介质的温度。
电动机温升分析
电动机温升分析一、用简易方法测定电动机温升通常巡视和检查电动机运行情况时，习惯是用手摸一摸电机外壳，以判断电动机是否过热。
正常运行的电动机，其外壳温度不会过高，也就不会烫得烧手；如果烫得烧手，可能电动机的温升就过高了。
也可以在电动机外壳上滴上几滴水，如果电机不过热，水滴是慢慢蒸发冒热气的；如果滴上水滴立即很快蒸发冒气并发出“咝咝”声，就说明电动机温升过高了。
当然较准确的是在电动机吊环孔内插入一支温度计（孔口可用碎布或棉花密封）来测量，温度计测得的温度一般比绕组最热点温度低10C〜20C。
根据测得的温度推算最热点的温度，正常运行时，不应超过该电动机绝缘等级规定的最高允许温度。
二、造成电动机温升过高的原因造成电动机温升过高的原因是多方面的，电源、电动机本身、负载以及工作环境和通风散热情况都会导致电动机过热。
主要原因归纳如下：1.电源质量（1 ）电源电压高于规定范围（＋10％），使铁芯磁通密度过大，铁耗增加而过热；也使励磁电流加大，导致绕组温升增高。
（2）电源电压过低（－5％），在负载不变情况下，三相绕组电流增大而过热。
3）三相电源缺相，电动机缺相运行而过热。
(4)三相电压不平衡超过规定( 5％)，从而引起三相电源不平衡，电机额外发热。
(5)电源频率过低，导致电机转速降低，出力不足，但负载不变，绕组电流增加，电动机过热。
2.电动机本身(1)误将△形接成丫形或丫形接成△形，电机绕组过热。
( 2)绕组相间、匝间短路或接地，导致绕组电流增大，三相电流不平衡。
(3)绕组并联支路中某些支路断线，造成三相电流不平衡，未断线支路绕组过载发热。
( 4)定、转子相擦发热。
(5)鼠笼转子导条断裂，或绕线型转子绕组断线。
电机出力不足而发热。
( 6)电机轴承过热。
3.负载( 1 )电动机长期过载。
(2)电动机起动过于频繁，起动时间过长。
( 3 )被拖动机械故障，使电动机出力增大，或被卡住不转。
4.环境和通风散热(1)环境温度高于35 C，进风过热。
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全封闭铸铝转子电机温升简化法计算袁飞雁（重庆赛力盟电机有限责任公司，重庆401329）摘要：我公司生产的全封闭中型电机采用的是带空-空冷却器的箱式结构，电机的冷却方式是采用空气冷却径向通风系统，电机中的发热体定子绕组、定转子铁芯产生的热量主要由对流散热形式带到空-空冷却器中，这种散热形式的散热能力主要取决于流体在固体表面的运动状态。
为简化电机的温升计算，避开复杂的风路分析和风阻计算，本文通过简化温升计算法建立温升计算模型，根据铜排转子和铸铝转子电机的损耗和温升试验值分别计算出同结构下的铸铝转子电机的铁芯温升模数β1、绕组温升模数β2，通过典型规格确定的铸铝转子电机的铁芯温升模数β1和绕组温升模数β2可用于计算同结构下不同系列不同容量级的电机的温升参考值，为全封闭中型高压铸铝转子电机的系列设计降低开发风险，提高新系列电机开发成功率。
关键词：温升模数，损耗，表面散热系数，温升值。
1 概述在全封闭中型高压铸铝转子电机的开发设计中，铸铝转子电机由于其加工工艺的影响使电机的实际杂散损耗和铁耗增加，并且由于铸铝转子传导性能差，铝的导热系数(λ=205w/m℃）小于紫铜的导热系数(λ=385w/m℃）46.7%，使得增加的这部分损耗在转子铁芯中形成慢传导，使铸铝转子电机的铁芯温升和定子绕组温升远远高于同规格的铜排转子电机。
而铸铝转子中型高压电机显著的成本优势，增加了该系列电机的销售竞争力和市场占有率。
为减少铸铝转子中型高压电机的开发风险，在铸铝转子电机的开发设计中建立铸铝转子电机简化温升计算模型，计算全封闭铸铝转子电机的温升参考值，保证全封闭中型高压铸铝转子电机的开发成功。
2 简化温升计算法我公司生产的全封闭中型电机采用的是带空-空冷却器的箱式结构，电机的冷却方式通常是采用空气冷却径向通风系统，电机中的发热体定子绕组、定转子铁芯产生的热量主要由对流散热形式带到空-空冷却器中（见图示1）。
在计算由对流作用带走热量时，采用的是牛顿散热定律：θ= q/α，→θ= Q/（α×S）式中θ为固体和流体的温差，Q为电机铁芯等发热部件产生的热量（瓦），S为发热部件的面积（米2），α散热系数(瓦/米2•℃)。
出风进风图示1在α为已知的情况下，电机的温升计算方法就很简单，这是因为采用了散热系数把计算上的困难回避了。
本文的散热系数是根据结构相同的电机温升试验结果确定的，因此计算结果应该有一定的参考意义。
简化法主要计算电机定子绕组和铁芯的平均温升，此时假定：电机所有铁芯损耗Pfe(W)、铁芯有效部分铜耗Pcut(W)、转子损耗Pcu2(W)、杂损耗Ps(W)只通过定转子圆柱形冷却表面散出。
定子线圈铁芯有效部分和端部之间没有热交换。
3222.1 建立温升计算模型2.1.1 计算电机铁芯模数β1、绕组模数β2根据同结构的铜排转子和铸铝转子电机的损耗和温升试验值分别计算出：1）铜排和铸铝转子电机铁芯的表面散热系数α1、α2，及模数β1=α1/α2。
2）铜排和铸铝转子电机铜铁之间的传导热阻R CF1和R CF2，及模数β2= R CF1/ R CF2。
2.1.2 计算新设计电机的铁芯和绕组温升1）根据已生产出的同系列的铜排转子的损耗和温升试验值计算出铜排转子电机铁芯的表面散热系数α1’和传导热阻R CF1’。
2）根据模数β1、β2计算出新设计的铸铝转子电机的铁芯的表面散热系数α2’=α1’/β1、传导热阻R CF2= R CF1/β2。
3）计算新设计的铸铝转子电机铁芯温升：（公式中的损耗为设计值）铁芯温升θfe=（Pfe+Pcut+ Pcu2+Ps）/(α1³S) (K) 绕组温升θcu=θfe+θcf (K)其中θcf= R CF2³Pcut (K)2.1根据典型样机实验数据计算温升模数β1、β2：2.2.1 YKK450-4 450KW 10KV铜排转子电机散热系数计算：1）YKK450-4 450KW 10KV铜排转子电机设计值及试验值：（表1）2）计算铁芯的表面散热系数α1散热面积S=S1+S2+S3=2.93336m2其中：S1=定转子铁芯端面面积=2[(π³0.372)- (π³0.12252)] =0.7655m2S2=定子铁芯内外圆面积=2π³0.37³0.4+2π³0.2465³0.4 =0.92944+0.0.61921=1.54865 m2S3=转子铁芯外圆面积=2π³0.2465³0.4=0.61921 m2散热系数α1（铜）=（Pfe+Pcut+ Pcu2+Ps）/（θ³S）=（铁芯损耗+铁芯有效部分铜耗（1/2定子铜耗）+转子损耗+杂损耗）/（θ³S）=16318/（51³2.93336）=110(W/m2•℃)3）计算铜铁之间的传导热阻R CF1：R CF1=θCF/ Pcut=(63-51)/4195=0.0028605(℃/ W)2.2.2 YKK450-4 450KW 10KV铸铝转子电机散热系数计算：1）YKK450-4 450KW 10KV铸铝转子电机设计值及试验值：（表2）2）计算铁芯的表面散热系数α2散热面积S=S1+S2+S3=2.93336m2其中S1=定转子铁芯端面面积=2[(π³0.372)- (π³0.12252)] =0.7655m2S2=定子铁芯内外圆面积=2π³0.37³0.4+2π³0.2465³0.4=0.92944+0.0.61921=1.54865 m2S3=转子铁芯外圆面积=2π³0.2465³0.4=0.61921 m2散热系数α2（铝）=（铁芯损耗+铁芯有效部分铜耗（1/2定子铜耗）+转子损耗+杂损耗）/（θ³S）=21371/（69.3³2.93336）=105(W/m2•℃) 3）计算铜铁之间的传导热阻R CF2：R CF2=θCF/ Pcut=(79.2-69.3)/4297=0.002304(℃/ W)3232.2.3建立铸铝转子温升模数β1及β21）铁芯温升模数β1铜排和铸铝转子电机铁芯的表面散热系数α1、α2的比值：β1=α1/α2=110/105=1.0482）传导热阻模数β2铜排和铸铝转子电机铁芯的表面传导热阻R CF1、R CF2的比值：β2= R CF1/ R CF2=0.0028605/0.002304=1.2415 3典型规格铸铝转子设计电机温升简化计算3.1 典型规格YKK450-4 630KW 6KV 铸铝转子电机温升简化计算1）YKK450-4 630KW 6KV铜排转子电机技术数据值：（表3）2）计算铜排转子铁芯的表面散热系数α1散热面积S=S1+S2+S3=2.93336m2其中S1=定转子铁芯端面面积=2[(π³0.372)- (π³0.12252)] =0.7655m2S2=定子铁芯内外圆面积=2π³0.37³0.4+2π³0.2465³0.4=0.92944+0.0.61921=1.54865 m2S3=转子铁芯外圆面积=2π³0.2465³0.4=0.61921 m2散热系数α1=（铁芯损耗+铁芯有效部分铜耗（0.54定子铜耗）+转子损耗+杂损耗）/（θ³S）=21773/（64.5³2.93336）=115.1(W/m2 •℃) 3）计算铜排转子铜铁之间的传导热阻RCF1：RCF1=θCF/ Pcut=(80-64.5)/5534=0.002801(℃/ W)4）计算铸铝转子铁芯的表面散热系数α2散热系数α2=α1/β1=115.1/1.048=109.85）计算铸铝转子铜铁之间的传导热阻RCF2：RCF2= RCF1/β2=0.002801/1.2415=0.002256(℃/ W)6）铸铝转子电机定子铁芯和绕组温升计算散热面积S=S1+S2+S3=3.20434m2其中S1=定转子铁芯端面面积=2[(π³0.372)- (π³0.12252)] =0.7655m2S2=定子铁芯内外圆面积=2π³0.37³0.45+2π³0.2465³0.45=1.04562+0.69661=1.74223 m2S3=转子铁芯外圆面积=2π³0.2465³0.45=0.69661 m2铸铝转子铁芯温升θfe=（1.7Pfe+0.58Pcut+ Pcu2+Ps）/（α2³S）=24973/109.8³3.20434=71k铸铝转子铜铁温升θCF= RCF2³Pcut =0.002256³4934=11.1k铸铝转子电机绕组温升θcu= θfe+θCF=70.3+11=82.1k3.2 典型规格YKK450-6 500KW 6KV 铸铝转子电机温升简化计算：1）YKK450-6 500KW 6KV铜排转子电机技术数据值：（表4）2）计算铜排转子铁芯的表面散热系数α1散热面积S=S1+S2+S3=3.361527m2324其中S1=定转子铁芯端面面积=2[(π³0.372)- (π³0.1552)] =0.708855m2 S2=定子铁芯内外圆面积=2π³0.37³0.48+2π³0.255³0.48=1.115328+0.768672=1.884 m2S3=转子铁芯外圆面积=2π³0.255³0.48=0.8768672 m2表4明细号定子铜耗W转子铜耗W铁耗W风磨耗W杂散耗W总损耗W绕组K铁芯K铸铝转子设计值1GA.010.1759.9MX7854 4572 6133 5000 2500 26059 (78.8) (75.8)铜排转子设计值1GA.010.1466.9MX8595 4284 5729 5000 2500 26108铜排转子试验值1GA.010.1466.9MX8499 4303 6490 3185 2624 25101 73.5 69.7散热系数α1=（铁芯损耗+铁芯有效部分铜耗（0.7定子铜耗）+转子损耗+杂损耗）/（θfe³S）=19366/（69.7³3.361527）=82.66(W/m2•℃) 3）计算铜排转子铜铁之间的传导热阻RCF1：RCF1=θCF/ Pcut=(73.5-69.7)/5949=0.0006388(℃/ W)4）计算铸铝转子铁芯的表面散热系数α2散热系数α2=α1/β1=82.66/1.048=78.85）计算铸铝转子铜铁之间的传导热阻RCF2：RCF2= RCF1/β2=0.0006388/1.2415=0.0005145(℃/ W)6）铸铝转子电机定子铁芯和绕组温升计算散热面积S=S1+S2+S3=3.637847m2其中S1=定转子铁芯端面面积=2[(π³0.372)- (π³0.1552)] =0.708855m2S2=定子铁芯内外圆面积=2π³0.37³0.53+2π³0.255³0.53=1.231508+0.848742=2.08025 m2S3=转子铁芯外圆面积=2π³0.255³0.53=0.848742 m2铸铝转子铁芯温升θfe=（1.3Pfe+0.73Pcut+ Pcu2+Ps）/（α2³S）=20778/(75.4³3.637847)=75.8k铸铝转子铜铁温升θCF= RCF2³Pcut =0.0005145³5733=2.95k铸铝转子电机绕组温升θcu= θfe+θCF=75.8+2.95=78.8k4 温升计算值分析1）温升计算值:铸铝转子电机的铁芯温升值为71k（4P）、75.8k(6P)，铸铝转子电机的定子绕组温升值为82.1k （4P）、78.8k(6P)。