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高壓三相異步電動(dòng)機(jī)溫升試驗(yàn)合格，卻在市場(chǎng)上

Ms.參的朋友小L在一家企業(yè)做電機(jī)設(shè)計(jì)工作，其開發(fā)的電機(jī)已不計(jì)其數(shù)，但近期小L自認(rèn)為非常自信的新產(chǎn)品卻在市場(chǎng)上頻繁出現(xiàn)繞組因過(guò)熱導(dǎo)致的電機(jī)燒毀問(wèn)題。結(jié)合與小L的交流情況，Ms.參今天對(duì)電機(jī)溫度與溫升關(guān)系做一個(gè)解讀。
關(guān)于電機(jī)溫升
溫升是電機(jī)發(fā)熱部位與周圍環(huán)境溫度的差值，通常指定子鐵芯和繞組溫升。電機(jī)運(yùn)行時(shí)，鐵芯處在交變磁場(chǎng)中會(huì)產(chǎn)生磁滯和渦流損耗，電流流過(guò)繞組產(chǎn)生銅損耗，還有風(fēng)摩耗、機(jī)械耗，以及定轉(zhuǎn)子開槽產(chǎn)生的氣磁場(chǎng)隙磁場(chǎng)脈振波和繞組固有的非工作諧波等引起的雜散損耗等，最終都會(huì)以發(fā)熱的形式體現(xiàn)，從而使電機(jī)溫度升高。

另，與發(fā)熱因素相對(duì)應(yīng)的，存在以下散熱因素：

● 電機(jī)表面與周圍環(huán)境有溫差，存在熱傳遞和熱輻射。

● 電機(jī)內(nèi)部發(fā)熱元件與內(nèi)部空氣間、電機(jī)內(nèi)部空氣與電機(jī)殼體間、電機(jī)殼體與吹過(guò)電機(jī)表面的風(fēng)之間均存在熱交換。

當(dāng)兩方面的因素，即發(fā)熱因素與散熱因素達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，溫度不再上升而穩(wěn)定在一個(gè)水平上。若有外界因素?cái)_動(dòng)，如負(fù)載增大或突然短路等故障情況發(fā)生，平衡狀態(tài)將被破壞，電機(jī)溫度繼續(xù)上升，溫差也持續(xù)擴(kuò)大，直到新增散熱量與新增發(fā)熱量相等，在另一個(gè)較高的溫度下達(dá)到新的平衡，但這時(shí)的溫差即溫升已比以前增大了。

電機(jī)設(shè)計(jì)最重要的任務(wù)之一就是研究把握這種通風(fēng)散熱條件或因素與發(fā)熱量之間的定性或定量關(guān)系，確保電機(jī)實(shí)際溫升值在合理范圍內(nèi)波動(dòng)。實(shí)際運(yùn)行中，如電機(jī)溫升突然增大，表征電機(jī)存在匝間短路等電氣故障或風(fēng)道阻塞、負(fù)荷突增等異常情況。
影響溫升變化的因素
對(duì)于正常運(yùn)行的電機(jī)，理論上在額定負(fù)荷下其溫升應(yīng)與環(huán)境溫度的高低無(wú)關(guān)，但實(shí)際上還是受環(huán)境溫度等因素影響的。

● 當(dāng)氣溫下降時(shí)，正常電機(jī)的溫升略降。（銅的阻值與溫度的關(guān)聯(lián)關(guān)系）

● 對(duì)自冷卻電機(jī)，環(huán)境溫度升高時(shí)，則溫升增加。

● 空氣濕度增加時(shí)導(dǎo)熱效果改善，溫升可略降。

● 海拔以1000m為標(biāo)準(zhǔn)，高海拔時(shí)因散熱效果相對(duì)較差溫升也會(huì)略有增加。

型式試驗(yàn)時(shí)電機(jī)溫升合格不一定能保證電機(jī)運(yùn)行的安全性。溫升是溫度的差值，與電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境溫度直接相關(guān)，當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，電機(jī)運(yùn)行時(shí)的實(shí)際溫度也會(huì)隨之升高，這就涉及耐熱等級(jí)與實(shí)際工作溫度的匹配關(guān)系。

同時(shí)與相關(guān)零部件的最高耐熱溫度也直接相關(guān)，如軸承的工作溫度控制要求。如滾動(dòng)軸承溫度應(yīng)不超過(guò)95℃，滑動(dòng)軸承的溫度應(yīng)不超過(guò)80℃。因溫度太高會(huì)使油質(zhì)發(fā)生變化和破壞油膜，該問(wèn)題的直接后果是因軸承失效導(dǎo)致電機(jī)軸承系統(tǒng)發(fā)熱，加劇電機(jī)繞組溫度急速上升的同時(shí)，出現(xiàn)電機(jī)停滯抱軸，瞬時(shí)導(dǎo)致電機(jī)燒毀。
一家電機(jī)生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)螺桿空壓機(jī)電機(jī)，型式試驗(yàn)時(shí)電機(jī)溫升在70K左右，但電機(jī)配套空壓機(jī)投放市場(chǎng)后，繞組過(guò)熱燒毀、軸承散架等毀滅性電機(jī)故障不定期批量發(fā)生。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，這類故障電機(jī)的終端客戶都在高溫季節(jié)時(shí)的南方。

預(yù)期與實(shí)際總歸有偏差，諸多似乎不應(yīng)該有的電機(jī)故障其實(shí)也是件好事。第一，給電機(jī)設(shè)計(jì)者提供了絕佳的參照物，產(chǎn)品改進(jìn)有了較強(qiáng)的針對(duì)性。第二，警示電機(jī)生產(chǎn)企業(yè)特別是北方企業(yè)，廠內(nèi)試驗(yàn)驗(yàn)證合格并不代表產(chǎn)品開發(fā)成功，必須充分論證電機(jī)試驗(yàn)溫升與實(shí)際運(yùn)行工況之間的匹配關(guān)系。第三，試驗(yàn)值與設(shè)計(jì)值吻合僅僅是必要條件，適用可靠和客戶的良好口碑才是最好的試金石。

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