温升
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温度或温升的测量方法
电机绕组或其他部份的温度测量方法有以下四种:即电阻法、埋置检温计(ETD)法、温度计法和叠加法(亦称双桥带电测温法),不同的方法不应作为相互校核之用
一、电阻测温法
电阻测温法是利用线圈在发热时电阻的变化,来测量线圈的温度,具体方法是利用线圈的直流电阻,在温度升高后电阻值相应增大的关系来确定线圈的温度,其测得是线圈温度的平均值。
原理电阻法是利用线圈在发热时电阻的变化,来测量线圈的温度,具体方法是利用
线圈的直流电阻,在温度升高后电阻值相应增大的关系来确定线圈的温度,其测得是线圈温
度的平均值。
在一定的温度范围内,电机线圈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。
对于铜线圈来说,线圈的热态温度的计算公式是:t2=R2R1(t1+234.5)-234.5(1式中
R1———冷态线圈电阻,单位是欧姆R2———断电瞬时热态线圈电阻,单位是欧姆t1———冷态温度,一般等同于测量电阻R1时的环境温度,单位是摄氏度———与铜线圈有关的
常熟。
如果是铝线圈,该常数为229根据以上公式求出t2后,若要求得到温升,将计算得
到的温度t2,与试验结束时环境空气温度t3之差即可得到,即温升为(t2-t3)K:△
t=R2R1(t1+234.5)-234.5-t3(2)冷态时的电阻(电机运行前测得的电阻)和热态时的电阻(运行后测得的电阻)必须在电机同一出线端测得。
线圈冷态时的温度在一般情况下,可以
认为与电机周围环境温度相等。
这样就可以计算出线圈在热态的温度了。
测量方法
测试前测量电阻,测试后,待温升稳定后再测度电阻,然后根据两者电阻差值计算温升。
测量步骤
采用标准产品的热电阻,比如铂电阻、铜电阻,比如应用最普遍的P t100铂电阻,其温度值和电阻值有对照表(分度表)可查,在升温
中,测得电阻值就可查测得对应的温度。
或再干脆配套一只接受热电阻信号的数字显示温度计,那升温过程就一目了然。
若没有或不用标准产品,那就要先用铜丝或其它材料制作个电阻,电阻值与材料的电阻率、截面积、长度有关,与制作时的温度有关(最好在0℃时),阻值最好取整数,比如100Ω。
要知道其电阻温度系数,若不知还要用标准温度计和电桥(或精密万用表)等试验实测获得。
对于纯铜等金属材料,在一定温度范围内,一般来说可视作温升与阻值呈线性关系。
据此和得知的系数,就可以通过测电阻值而测得温升了
检验方法
温升试验的方法有三种:直接负载法;低功率因数负载法;空载短路法.
检验的目的
电机的温升发热试验目的是考核其绝缘系统能否满足正常运行的要求.保证在温度限值内其绝缘性能不会发生有害变化.
电阻与温升存在如下关系:
q=[(R2-R1)/R1](K+t1)+t1-t2
式中K-----常数,对于铜K=234.5,对于铝K=228;
R1----电动机运转前所测的绕组电阻(W);
t1----电动机运转前绕组的温度(即环境温度)(℃);
R2----电动机额定负载运转到温度稳定后停机马上测出
的绕组电阻(W);
t2----试验完毕时电动机周围的环境温度(℃),一般
t2值不等于t1。
测量出R2,R1,同时测量出环境温度t1、t2,就可以计算
出绕组温升q。
由电阻法测得的温升是绕组的平均温升,比绕组的最热
点约低5℃左右。
电阻的测量可用伏安法或电桥法测量。
在切断电源后测定,则测得的温升要比断电瞬间的实际
温度低。
据统计,对于一般中小型电动机,如果电阻值
R2在断电后20秒左右测得,则计算出的温升比实际的
温升低3℃左右。
测定R2的时间离断电瞬间越长,则
差别也越大。
二、埋置检温计(ETD)法
埋置检温计法是将电阻检温计、热电耦或半导体热敏元件埋植于电机内部不能触及的部位,如定子绕组的槽部和铁心内等,经连接导线引到电机外的二次仪表,从而测定温度值。
在测量时应控制测量电流的大小和通电时间,以免因测量电流引起的发热而带来误差。
每个检测元件应与被检测点表面紧密相贴,以有效的防止测温元件受到冷却介质的影响。
此法所测温度为测点的局部温度。
一般检温计应埋置于预计的最热处,对电机的绕组温度,其数目应不少于6个。
也可用于监视局部温升状况。
较大的电机,在装配时,常在估计到可能有较高温度的各点,埋置检温计。
检温元件有热电偶及电阻温度计等。
检温计的受热端,可以埋在槽的深处,例如导体与横底之间、上下层导体之间。
检温计的引出端引至外面,接至测量仪表,借以读出温度。
应用的检温计愈多,则所测得的温度愈有可能接近于最热点的温度。
三、温度计法
此法就是用温度计测量电机的温度。
首先起动电动机,然后使电动机带额定负载运转。
用温度计紧贴于被测量的部位(一般主要测量铁心和绕组温度),温度计的玻璃球可用锡箔、棉花裹住。
电动机运转中温度不断上升,运转数小时后温度达到某一稳定值而几乎不再上升,这个温度与周围环境温度之差就是该电动机的温升。
对于封闭式电动机,不可能把温度计直接贴在线圈上测量,可将温度计塞在吊环空中测量,四周用棉花裹住。
用温度计测量温度需注意:温度计应使用酒精温度计,不能使用水银温度计,因为电动机中有交变磁场,水银在这个交变磁场中将产生涡流而发热,影响测量的准确性。
其次,用温度计测量的都是表面温度,内部最
高温度比测量值大致高5~10℃。
温升试验所需时间很长,测量时每隔15分钟读一次温度计读数,当1个小时内的读数只相差1℃时,可认为电动机的温度已达到稳定值。
当电动机达到额定运行状态时,其温度也逐渐上升到某一稳定值而不再上升,这时可用温度计(最好是酒精温度计)测量电动机的温度。
方法是:将酒精温度计的球体用锡纸包缠后插入电动机吊环孔内,使温度计球体与孔内四周紧贴,然后用棉花将孔封严。
此时温度计测得的温度比电动机绕组最热点低10℃左右,故把所测得的温度加上10℃,再减去环境温度(+40℃)即为电动机实际温升。
四、叠加法(双桥带电测温法)
在不中断交变的负载电流的情况下,在负载电流上叠加一微弱直流电流,以测量绕组直流电阻随温度而发生的变化从而确定交流绕组的温升。
电机各部分的温升限度与所用绝橡材料的级别有关,与冷却介质的温度有关,也与测量温度的方法有关。
绝缘材料的寿命决定于它在远行时的绝对温度,而不决定于温升。
从冬季到夏季,从北方到南方,环境温度的变化很大。
当环境温度较低时,电机的温升限度可以提高,而当环境温度较高时,电机的温升限度必须降低。
为了明确起见,在规定电机(三相电机)各部分的温升限度时,必须同时规定冷却介质的标准温度。
我国电工技术标准规定冷却介质的标准温度为4Q℃。
依据此规定,电动机各部分的温升,应用不同的绝缘材料以及用不同测温方法,有不同的温升限度。