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防爆电机的允许温升限度和电机寿命关联问题

发布时间:2022-03-17 浏览数:2 文章出自:东莞市雷奥哈德传动设备有限公司

防爆电机工作时,在其有效部分产生的各种损耗都要转变为热量,引起电机温度的升高。电机开始工作时,所产生的相应损耗几乎全部用于提高电机有关部件本身的温度。

但随着防爆电机温度的升高,电机与周围介质之间的温度差也逐渐增大,散失到周围介质中去的热量相应地也逐渐增多,电机本身温升升高的速度则逐渐变慢。最后,电机中产生的全部热量都传给周围介质,达到了热稳定状态。通常每小时温度变化小于1K时,即认为已达到热稳定状态。

温升限值与所用绝缘结构的耐热等级有关。采用耐热等级较高的绝缘结构时,由于允许温升高,防爆电机设计时可以取较高的电磁负荷或热负荷。



理论与实践相结合的结合,会对防爆电机设计注入一些非常有用的经验性内容,结合防爆电机的实际使用工况,及所要求的使用寿命,可以选择性地对防爆电机的方案进行调整,以达成适用和经济的效果。

但有些内容要说明:比如E级绝缘长期工作的最高温度是120℃,减去冷却介质的温度40℃,允许温升本应为80K,但电阻法规定温升限度为75K,这5K余量是考虑到用电阻法得到的是绕组平均温度,其与最热点的温差按经验统计取为5K。对于表面裸露的单层绕组,由于散热条件较好,就不需作此考虑。耐热等级高,允许的热流强度可以大些,由此其平均温度与最热点之间的差别也按经验规定得大些,如B级为10K,H级为15K等。实际上可以说,测量方法等所引起的差异只不过是一个修正因素。

关于温升规定还可进一步讨论如下:

首先,必须与对防爆电机提出的工作寿命要求联系起来。例如,采用A级绝缘的一般电机,如在105℃温度下连续工作,其寿命约为4~5年。由于实际上电机不会经常工作在这个最高温度下,若要求合理的工作寿命为10~15年,那么仍可规定允许最高温度为105℃。对于牵引电机,由于安装空间受限制等原因,也允许适当缩短电机的寿命,例如A级绝缘,即可允许最高温度为120℃。

防爆电机的允许最高温度,除了出于考虑所使用的绝缘结构的热稳定性与寿命之外,有时还取决于其它一些因素。例如,耐高温的合成绝缘材料出现后,限制允许最高温度的因素一是因温度高则铜损耗增大,导致效率偏低;二是当高于150℃时润滑系统工作困难,直流电机换向困难。因此许多厂家虽然使用F级和H级绝缘,但温升限度常常仍有规定不超过B级绝缘的允许值的;这样还有利于电机寿命。

另外,对于目前所采用的各种冷却系统来说,冷却介质的温度基本上取决于大气温度,并且在数值上和大气温度基本相同。

我国各地年平均温度都在2℃以下,平均最高温度不超过35℃,而绝对最高温度一般在35~40℃之间,但也有个别地区在40~45℃之间的。目前世界各国大体上都采用大部分地区的天气绝对最高温度作为冷却介质的温度。如美国取40℃,俄罗斯则取35℃。我国南北纬度相差较大,此温度本应南北不同,但为了统一起见,电机的国家基本标准仍规定冷却介质的温度不超过40℃。当然,实际上冷却介质达到绝对最高温度的机会是不多的,即使达到了,时间也不会持续很久。所以电机实际的工作温度经常是低于允许的最高温度的,因而根据绝缘老化速度与温度的关系,在采用绝对最高温度作为冷却介质的温度时,电机中绝缘的寿命应该比在允许最高温度下能够连续工作的时间要长得多。

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