1.電動機的發熱
電動機工作時,其內部主要存在鐵損耗、銅損耗及機械損耗,這些損耗是以發熱的形式表現出來的,使電動機發熱。當電動機的負載和轉速一定時,其內部的發熱量在單位時間內是恒定的。電動機工作時,其內部產生的熱量有兩方面的作用,一方面由電動機吸收使其本身的溫度升高,另一方面向周圍環境散熱??梢杂靡韵鹿奖硎具@一熱平衡關系
發熱量=吸熱量+散熱量
電動機溫度的升高,就產生了與周圍環境的溫度差。我們將電動機本身的溫度與標準環境溫度(40oC)的差值稱為溫升。當電動機的溫度升高到某一數值時,電動機內部所增加的發熱量全部向周圍環境散發,電動機本身的溫度不再升高,即溫度達到了穩定值。電動機的溫度達到穩定值時的狀態稱為熱穩定狀態,對應的溫度值稱為穩態溫度,對應的溫升稱為穩態溫升。
熱時間常數T只與電動機的體積和本身結構有關,它的大小反映了電動機達到熱穩定狀態前的溫升變化速度。T越小,溫升變化越快;T越大,溫升變化越慢。
根據式可以作出電動機發熱過程的溫升變化曲線??梢姡妱訖C的溫升是按指數規律變化的。
曲線1對應于電動機初始溫升為零的情況,即溫升從電動機啟動時開始升高。曲線2對應于電動機初始溫升不為零的情況,即溫升從電動機的負載增加時開始升高。由圖7.1看出,發熱過程開始時,初始溫升較小,即電動機與周圍環境的溫度差較小,向周圍環境散發的熱量較少,電動機內部產生的熱量大部分被電動機吸收,使電動機的溫升增加較快。初始溫升越小,溫升增加得越快。隨著溫升的增加,電動機與周圍環境的溫度差逐步增大,向周圍環境散發的熱量隨之逐步增加,使電動機的溫升增加速度逐步減慢。如此一直到使電動機的溫升達到穩定值,發熱過程結束。
在構成電動機的所有材料中,絕緣材料的耐熱性能是最差的,而絕緣材料又是電動機中最重要的材料之一。電動機工作時,如果絕緣材料因溫度過高而損壞,那么電動機的繞組中將出現匝間或相間短路現象,使電動機不能正常運行,甚至被燒毀。各種絕緣材料的耐熱性能不盡相同。為使電動機能達到正常的使用年限(約為20年),規定了各種絕緣材料的工作溫度不能超過某一數值,即不能超過允許的最高工作溫度值。通常將各種絕緣材料對應的允許最高工作溫度值用絕緣材料等級來表示,電動機有A,E,B,F,H等五級。
電動機工作時,如果其內部溫度超過絕緣材料允許的最高工作溫度值時,絕緣材料的老化速度將加快。超過的溫度差值越大,絕緣材料的老化速度越快。當電動機的溫度太高時,絕緣材料將被燒壞。
