電動機繞組溫度的測量 - 全文

　　關于電動機

　　電動機（Motor）是把電能轉換成機械能的一種設備。它是利用通電線圈（也就是定子繞組）產生旋轉磁場并作用于轉子（如鼠籠式閉合鋁框）形成磁電動力旋轉扭矩。電動機按使用電源不同分為直流電動機和交流電動機，電力系統(tǒng)中的電動機大部分是交流電機，可以是同步電機或者是異步電機（電機定子磁場轉速與轉子旋轉轉速不保持同步速）。電動機主要由定子與轉子組成，通電導線在磁場中受力運動的方向跟電流方向和磁感線（磁場方向）方向有關。電動機工作原理是磁場對電流受力的作用，使電動機轉動。

　　電動機在運行過程中所產生的各種能量損耗（銅耗、鐵耗、附加損耗等），都轉化為熱量，引起電動機繞組、鐵芯及軸承等溫度升高。異步電動機的允許溫升是指在一定環(huán)境溫度（規(guī)定為40℃）時，電動機溫度與周圍環(huán)境溫度的差值。它是由制造電動機使用的絕緣材料決定的。常用的絕緣等級為A、E、B、F級，絕緣材料對應的耐熱溫度分別為105℃、120℃、130℃、155℃。例如，異步電動機銘牌標注的溫升為60K，說明環(huán)境溫度為40℃時，繞組的溫升不能超過60K。實測的電動機溫度是指發(fā)電機各部分的實際溫度。它對電動機的絕緣性能影響很大。

　　當電動機處于過負荷或冷卻不良狀態(tài)時，其溫度很快超過額定值。這時，即使不會立即燒壞，也將使電動機的壽命因絕緣加速老化而縮短。例如，A級絕緣的電動機，當繞組溫度比允許值每升高8℃時，電動機的壽命將縮短一半。因此，在運行中正確測量電動機的溫度顯得尤為重要。

　　環(huán)境溫度的測試

　　要找出電動機是否在額定值內運行，關鍵是測試電動機周圍的實際溫度。

　　1、測量電動機的實際環(huán)境溫度

　　室內遠處溫度，或室內墻上溫度不是重要的，而電動機周圍的空氣溫度卻很重要，因為這些空氣是通過電動機外殼上的入口通道進入電動機內部。有些電動機有回流現象，回流指的是從電動機出口處排放出的熱空氣旋動著與吸入電動機的冷空氣進行稍微混合。因此，在距電動機不遠處進氣的溫度總比室溫略高幾度（通常3℃～5℃）。增加的這幾度，直接加到繞組溫度上。電動機所放的位置可能加劇上述情況。如果電動機周圍安裝有其他機械設備，電機安裝靠墻或靠地基太近，或者靠著管道和柱子，則電動機就不能自由排放熱空氣，回流就變得更為嚴重，結果導致實際的環(huán)境溫度可能會高于室溫10℃～20℃。

　　2、溫度計與進氣氣流隔開要避免把溫度計懸掛在進氣口，因為氣流會影響溫度計而使讀數偏低。在溫度計與氣流之間放一快厚紙擋板，或者把溫度計放入一個直徑相當大的硬紙管里，這樣便于滑動紙管觀察讀數。

　　測量程序

　　不采用鐵心溫度計，測量繞組的溫度有以下兩種方法可供選擇。

　　1、把熱電偶或電阻檢測器直接放在繞組上或嵌入槽中嵌槽檢測器通常在電動機制造時，就必須安裝好。沒有嵌槽檢測器的電動機，在現場修理時，如果電動機不完全重繞，則不能正確地把檢測器放進槽中。但是，可以把熱電偶放在靠近鐵心的線圈上，此處繞組從槽中露出。一般至少要安裝二個熱電偶，定子兩端各一個，安裝在繞組的頂部（對臥式電動機）用油灰或絕緣墊把熱電偶固定在位置上，使空氣不能直接吹到熱電偶上。應注意不要用帶狀或片狀材料來捆扎熱電偶，以免阻礙空氣通過繞組。對10000kW以下的電動機，尤其是全封閉式的電動機，采用熱電偶所測得的溫度讀數與總的繞組溫度很接近。對較大的電動機，必須進行修正，在端部線圈熱電偶的讀數上再增加20℃；因此，這種方法不是很可靠，無論何種電動機，即使它是小型電動機，繞組并不是一個單一的值，溫度值在不同的測量點上的變化很大?！盁釡y點”測量的結果很少是能接近的，不同類型的電動機“熱測點”的部位可能不同。通常把變阻法測得的溫度值取其平均值是最可靠的數值。

　　熱電偶輸出是一個直流低電壓，這個直流電壓可以用以下兩種方法中的一種來轉換成溫度：

　　（1）在一只毫伏計上讀出電壓值。參考標準的熱電偶電壓圖表得到“熱結”溫度值，“熱結”是在該熱電偶的導線與電動機的繞組連接處。從熱電偶供應商可以得到這種標準的熱電偶電壓表。

　?。?）在直讀儀的刻度盤或數字指示器上讀出實際的熱結溫度值。

　　熱電偶導線有很多種，型號的選用就比較重要，一般最適合于電動機測量用的熱電偶有鐵—康銅型或銅—康銅型。也可以用上述型號為20號或24號的雙股熱電偶線（兩根導線放入絕緣套里）制成熱電偶。其方法是先切幾段熱電偶線，其長度以從測量部位拉線到附近的讀出儀表處為宜，把每股線的端頭絕緣剝掉，然后扭在一起，用焊槍把接頭焊成一個焊珠。這個焊珠將是溫度反應點。所以，熱電偶法也叫“靈敏點”法，沿導線其他部分的溫度不會影響讀數。

　　2、用變阻法來獲得繞組總溫度

　　變阻法對小型電動機繞組的溫度測量準確性很高，并且?guī)缀跛行吞柕碾妱訖C都使用。

　　對于變阻法，只要用一個電阻橋和遵循幾條簡單的法則

　　就可以測量溫度了。只要把電動機停下來就能進行測量。停機前，電動機要在額定負荷下運行較長時間，使其溫度達到“平衡”或已穩(wěn)定在一個恒定值上。電動機運行時間與溫度穩(wěn)定值的計算，是從常溫啟動算起，一般需要3h-5h，通常5小時就達到穩(wěn)定了。也可以用一只溫度計或熱電偶放在電動機外殼上進行測量，以判斷電動機溫度是否已經達到穩(wěn)定。在測量時，每半小時看一次讀數，當兩次讀數相同時，就可以停下電動機，在任意兩相引線間進行熱電阻測量。但是需要注意環(huán)境溫度，也是每半小時看一次讀數。監(jiān)視環(huán)境溫度升高還是降低，用這些數據與電動機溫度計上的讀數作比較。這樣就不會把繞組溫度驟降而誤認為是繞組溫度已達到平衡，這種驟降是環(huán)境溫度引起的。

　　當把電動機停下來時，要盡快地把測量電橋接在斷電后的電動機引出線上。如果啟動器正好是在電動機旁邊，則可接在啟動器上。然而，對大容量低電壓電機，由于饋電線的溫度比電動機繞組的溫度低，因此僅測量饋電線電阻會引起測量上的很大誤差。當電橋接于被測點時，要保證電動機電路上的任何自動控制裝置已經確定。

　　把任意兩根引線的熱電阻（用R表示單位為?。．旊妱訖C“冷卻”時，也就是說恢復到環(huán)境溫度時，再次讀出的兩引線間的電阻（用RC表示），與RC相對應的溫度是TC。

　　然后，用下面公式來求出“熱”繞組溫度Th：

　　Th＝Rh（K＋Tc）／Rc

　　如果電動機繞組是銅線，則K＝2345；如果是鋁線，則

　　K＝2.25。

　　上式溫度是總的繞組溫度，不是溫升。要得到繞組溫升，可在電動機停下來時，從Th中減去環(huán)境溫度。Th是指在停機后一分鐘或ｎ分鐘把電橋接到被測部位上時所測得的值。

　　4、結束語

　　檢修、運行人員最容易忽視電動機繞組溫度的測量，習慣上用手摸一摸電動機外殼的溫度，只要手貼得上去，便可認為電動機在允許的溫度范圍內；或在高溫部位上滴幾滴水，有“吱吱”聲，就可認為電動機的溫度很高了，這種測試方法是不嚴謹、不準確的。只有正確則量出電動機繞組的溫度，才能判斷電動機是否在故障狀態(tài)下運行，保證電動機安全穩(wěn)定運行。