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浅谈变频器供电条件下电动机的温升与对策

2019/05/22 来源:平谷信息港

导读

浅谈变频器供电条件下电动机的温升与对策上述耐热能力是指可以长期在该温度下使用。当工作温度超过容许工作温度时,使用寿命将迅速缩短。试验

浅谈变频器供电条件下电动机的温升与对策

上述耐热能力是指可以长期在该温度下使用。当工作温度超过容许工作温度时,使用寿命将迅速缩短。试验表明,对a级绝缘,若一直处于90~95℃时,其使用寿命可达20年;当工作温度在95℃以上时,温度每增高8℃,绝缘的使用寿命就将减少一半(俗称8℃定理);例如一直工作在110℃,寿命就只有4~5年。

一般电动机多用e级和b级绝缘。要求在高温场合下使用的电动机,如起重及冶金用电动机,常采用f级和h级绝缘。

电动机某一部分的温度和周围冷却介质的温度之差称为该部件的温升,一般用θ表示。当该部分所用绝缘材料确定后,部件的容许工作温度就确定了,此时温升限度就取决于冷却介质的温度。冷却介质的温度越高,容许的温升就越低。

考虑到全国各地区和各个季节环境温度的变化较大,国家标准gb(电动机基本技术要求)明确规定,在海拔1000m以下时,环境空气温度规定为40℃,当环境温度比40℃高出δt0时(δt0不超过20℃),温升限度应相应地减低δt0;如低于40℃时,温升限度一般维持原值不变。当海拔在1000m以上,但不超过4000m时,温升限度按试验和使用地点的海拔差别进行校正[2]。

电动机试制以后,须进行温升试验以确定其实际温升。由于不同的测量方法得到的测量结果不同,因此在规定温升限度的同时,还应规定测温方法。常用的测量方法有三种:温度计法、电阻法和埋置检温计法。国标中所规定的部件容许温度,也因测量方法不同而不同。例如环境空气温度为40℃时,采用b级绝缘的5000kw以下的交流电动机的交流绕组,其温升限度规定为:电阻法—80℃;检温计法—90℃;加上环境温度后,其值低于或等于b级材料的容许工作温度。

3 变频供电时电动机的温升

对于变频器供电电动机而言,由于高次谐波的存在,电机内部会产生以下附加损耗[3]:

(1)高次谐波带来的定子和转子附加铜损耗;

(2)高次谐波带来的定子附加铁耗;

(3)高次谐波带来的附加杂散损耗;

(4)三相异步电动机在高频下运行时,集肤效应使转子电阻增加导致转差铜耗显着增加。

这些高次谐波电压和电流产生的附加损耗,致使电动机温升增大。

另一方面,对于普通标准电动机而言,冷却风扇直接安装在转子轴上,电动机低频运转时冷却效果大幅下降,更会加剧电动机温升的提高。通常电动机温升同冷却风量产生的冷却效果的关系为[4]:

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