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防爆电机的允许温升限度和电机寿命关联问题

时间:2019年09月22日 作者:网络摘抄 点击: 【字体:

    防爆电机温升

    防爆工作时,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。Z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Z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Z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Z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Z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Z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Z高温度为120℃。

    防爆电机的允许Z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Z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Z高温度不超过35℃,而绝对Z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Z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Z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Z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Z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Z高温度下能够连续工作的时间要长得多。


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