Меню

Тепловой режим переменного тока

Рабочая температура электродвигателя

Подписка на рассылку

  • ВКонтакте
  • Facebook
  • ok
  • Twitter
  • YouTube
  • Instagram
  • Яндекс.Дзен
  • TikTok

Рабочая температура электродвигателя (в дальнейшем ЭД) определяется в первую очередь классом нагревостойкости изоляции обмоток. И её контроль очень важен. При перегреве электродвигатель может быть повреждён.

Классы нагревостойкости изоляции обмоток

Обмотки – наименее устойчивая к нагреву часть конструкции электродвигателя. Поэтому предел рабочей температуры всего устройства определяется именно температурой, при которой они перегорают.

Выделяют следующие классы нагревостойкости изоляции обмоток:

  • У (максимальная температура – 90 градусов Цельсия). Обмотки выполняются из бумаги или натуральных тканей без дополнительной изоляционной пропитки;
  • А (максимальная температура – 105 градусов Цельсия). Обмотки бумажные или из натуральных тканей с дополнительной изоляционной пропиткой;
  • Е (максимальная температура – 120 градусов Цельсия). Обмотки из органической плёнки синтетического происхождения;
  • B (максимальная температура – 130 градусов Цельсия). Обмотки из стекловолокна или минеральных составов;
  • F (максимальная температура – 155 градусов Цельсия). Обмотки из стекловолокна или минеральных составов с синтетической связующей пропиткой;
  • H (максимальная температура – 180 градусов Цельсия). Обмотки из стекловолокна или минеральных составов с кремнийорганической связующей пропиткой;
  • С (максимальная температура от 180 градусов Цельсия). Обмотки из термоустойчивых материалов с неорганической связующей пропиткой или без неё.

Если рабочая температура асинхронного двигателя слишком мала, то перевести его на более высокий класс нагревостойкости можно лишь при капитальном ремонте с заменой обмоток.

Рабочая температура подшипников электродвигателей

Кроме обмоток, к температурным условиям работы также очень чувствительны и подшипники электродвигателя. Установленные нормы нагрева следующие:

  • Подшипники качения – 95-100 градусов Цельсия;
  • Подшипники скольжения – 80-85 градусов Цельсия;
  • Стальные детали коллектора и контактных колец – 105-110 градусов Цельсия.

При достижении критических значений температуры подшипника необходимо либо уменьшить нагрузку на используемый ЭД, либо организовать систему охлаждения.

Температурный режим эксплуатации электродвигателей

Нормальные значения температуры внешней среды, при которых электродвигатель работает с номинальной мощностью, определяются климатическим исполнением ЭД. Так, машины с исполнением У1 и ХЛ1 предназначены для эксплуатации при температуре внешней среды до +40 градусов Цельсия, У3 и Т2 – до +45 градусов Цельсия, Т1 – до +50 градусов Цельсия. Если температура внешней среды превышает данный параметр и организовать охлаждение не получится, то необходимо снизить нагрузку на используемый электродвигатель.

Для контроля за температурным режимом следует отслеживать напряжение в питающей сети. При его снижении до 95% от номинального и ниже на ЭД подаётся повышенный ток, что приводит к перегреву устройства. Аналогичное явление наблюдается и при повышении напряжения до 110% и выше от номинального, поскольку вихревые потоки приводят к нагреву статора.

Согласно статистике, срок службы изоляции при повышении температуры на 8 градусов выше допустимой нормы вдвое снижает её эксплуатационный период. Поэтому, для сохранения работоспособности машины, стоит выяснить допустимую рабочую температуру, не допускать перегрева и превышения (либо снижения) токовых нагрузок.

Источник

Что такое тепловой режим генератора переменного тока?

1. Генератор работает в тяжелых условиях, и перегрев представляет для него серьезную опасность. Кроме того, что генератор расположен близко к двигателю и выхлопному коллектору, в нем еще генерируется и собственное тепловыделение. Обычно генераторы рассчитаны на работу при температуре окружающей среды от 70 до 80°С, поэтому для работы в условиях моторного отделения автомобиля они оборудуются вентилятором. Вентилятор продувает воздух через корпус генератора за счет центробежного эффекта (см. рис. 3.36).

Что такое тепловой режим генератора переменного тока?

Рис. 3.36. Вентилятор генератора переменного тока.

2. Особенно чувствительны к высокой температуре полупроводниковые диоды. Для отвода, выделяющегося в них тепла они монтируются на металлических платах. Монтажные платы диодов для лучшего теплоотвода обычно имеют большую площадь и выполнены из теплопроводного материала, чаще всего из алюминия.

Что такое тепловой режим генератора переменного тока?

1. Силовые диоды

2. Диоды цепи возбуждения

3. Монтажные пластины диодов

Рис. 3.37. Размещение силовых диодов выпрямителя на двух пластинах.

Выпрямитель генератора собран по трехфазной мостовой схеме из шести диодов. Диоды смонтированы на двух держателях. Для упрощения конструкции и улучшения теплоотвода три диода имеют на корпусе “плюс” выпрямленного тока, а другие три – имеют на корпусе “минус” (см. рис. 3.37). Диоды цепи возбуждения работают при меньших токах и поэтому не требуют такого хорошего теплоотвода, как силовые диоды.

Источник

Электробезопасность

группа 2

Переменный ток. Его характеристики.

Переменным током называется ток, периодически меняющийся по величине и направлению. Переменный ток характеризуется амплитудой, периодом, частотой и фазой.
Амплитудой называется наибольшее значение, положительное или отрицательное, принимаемое переменным током.
Периодом называется время, в течение которого происходит полное колебание тока в проводнике. Частота — величина, обратная периоду.
Фаза характеризует состояние переменного тока с течением времени. При t = 0 фаза называется начальной.

Мгновенное значение тока — значение переменного тока в данный момент времени. Переменный ток получил гораздо большее распространение в промышленности и быту, чем постоянный, так как упрощается конструкция электродвигателей, а синхронные генераторы могут быть выполнены на значительно большие мощности, чем генераторы постоянного тока.

К периодическому режиму переменного тока может быть отнесён и синусоидальный. График синусоидальной функции называется волновой диаграммой.

Читайте также:  Критическое значение силы тока в соленоиде по графику

Тепловое действие тока, а также сила взаимодействия двух проводников, по которым проходит один и тот же ток, пропорциональны друг другу. Поэтому о величине тока судят по так называемому действующему (среднеквадратичному) значению тока.

Действующее значение переменного тока равно по величине такому постоянному току, который, проходя через неизменное сопротивление R за период Т, выделяет то же количество тела, что и переменный ток.

Приборы электромагнитной системы, применяемые для измерений напряжений и токов на переменном токе, регистрируют действующее значение.

Источник



Рабочий диапазон температур асинхронного двигателя

Новости

К нагреву склонен любой электродвигатель. Сам по себе нагрев, если он находится в установленных пределах, не страшен, а вот перегрева допускать никогда нельзя. Перегрев не вреден для металлических частей и подшипников, однако он чрезвычайно опасен для обмоток. В случае повышения температуры сверх установленного предела в них начинает разрушаться изолирующий лак, а это приводит к замыканию витков.
Чтобы не допустить перегрева гарантированно, нужно установить термодатчик и соединить его с цепью, разрывающей питание мотора при превышении допустимой температуры. Такую защитную схему можно приобрести в составе модуля для тепловой защиты электродвигателя. При этом его нужно отрегулировать на нужную температуру срабатывания. Это следует делать, согласуясь с классом изоляции электродвигателя. Таким образом, можно избежать слишком частого отключения при допустимых температурах и уберечь электродвигатель при слишком высоких температурах.

Допустимая температура подшипника электродвигателя

Предельно-допустимая температура подшипников электродвигателя должна соответствовать следующим значениям:

  • для подшипников качения (шариковых или роликовых), использующихся в бытовых моторах и применяющихся в большинстве случаев на производстве, температура должна быть не более 100°С;
  • для подшипников скольжения, не должна превышать 80°С, в этом случае температура масла должна быть менее 65°С.

На производстве, при необходимости работы электродвигателя в жарких условиях нужно применять специальные модели подшипников, которые могут выдерживать достаточно высокие температуры.

Классы нагревостойкости изоляции обмоток

Уровень допустимого нагрева зависит от класса нагревостойкости изоляции обмоток, которая является наименее теплостойкой частью конструкции. Он условно обозначается следующими маркерами:

  • У – предельная t 90 С. Материалы – бумага, пряжа, шелковые или хлопчатобумажные ткани без пропитки изолирующим составом.
  • А — предельная t 105 С. Материалы те же, но с пропиткой.
  • Е — предельная t 120 С. Материал – синтетическая органическая пленка.
  • В — предельная t 130 С. Материалы – стекловолокно, слюда, асбест с органическим связующим веществом.
  • F — предельная t 155 С. Материалы те же что и в В c синтетическим пропитывающим и связующим веществом.
  • Н — предельная t 180 С. Материалы те же что в В с кремнийорганическим пропитывающим и связующим веществом.
  • С — предельная t от 180 С и выше. Материалы – стекло, керамика, кварц, слюда с неорганическим связующим составом или без. Допустимая температура электродвигателя при работе в этом случае ограничивается только свойствами изоляционных материалов.

Для перехода электродвигателя на более высокий класс требуется его капитальный ремонт.

Подписка на рассылку

Рабочая температура электродвигателя (в дальнейшем ЭД) определяется в первую очередь классом нагревостойкости изоляции обмоток. И её контроль очень важен. При перегреве электродвигатель может быть повреждён.

Классы нагревостойкости изоляции обмоток

Обмотки – наименее устойчивая к нагреву часть конструкции электродвигателя. Поэтому предел рабочей температуры всего устройства определяется именно температурой, при которой они перегорают.

Выделяют следующие классы нагревостойкости изоляции обмоток:

  • У (максимальная температура – 90 градусов Цельсия). Обмотки выполняются из бумаги или натуральных тканей без дополнительной изоляционной пропитки;
  • А (максимальная температура – 105 градусов Цельсия). Обмотки бумажные или из натуральных тканей с дополнительной изоляционной пропиткой;
  • Е (максимальная температура – 120 градусов Цельсия). Обмотки из органической плёнки синтетического происхождения;
  • B (максимальная температура – 130 градусов Цельсия). Обмотки из стекловолокна или минеральных составов;
  • F (максимальная температура – 155 градусов Цельсия). Обмотки из стекловолокна или минеральных составов с синтетической связующей пропиткой;
  • H (максимальная температура – 180 градусов Цельсия). Обмотки из стекловолокна или минеральных составов с кремнийорганической связующей пропиткой;
  • С (максимальная температура от 180 градусов Цельсия). Обмотки из термоустойчивых материалов с неорганической связующей пропиткой или без неё.

Если рабочая температура асинхронного двигателя слишком мала, то перевести его на более высокий класс нагревостойкости можно лишь при капитальном ремонте с заменой обмоток.

Рабочая температура подшипников электродвигателей

Кроме обмоток, к температурным условиям работы также очень чувствительны и подшипники электродвигателя. Установленные нормы нагрева следующие:

  • Подшипники качения – 95-100 градусов Цельсия;
  • Подшипники скольжения – 80-85 градусов Цельсия;
  • Стальные детали коллектора и контактных колец – 105-110 градусов Цельсия.

При достижении критических значений температуры подшипника необходимо либо уменьшить нагрузку на используемый ЭД, либо организовать систему охлаждения.

Температурный режим эксплуатации электродвигателей

Нормальные значения температуры внешней среды, при которых электродвигатель работает с номинальной мощностью, определяются климатическим исполнением ЭД. Так, машины с исполнением У1 и ХЛ1 предназначены для эксплуатации при температуре внешней среды до +40 градусов Цельсия, У3 и Т2 – до +45 градусов Цельсия, Т1 – до +50 градусов Цельсия. Если температура внешней среды превышает данный параметр и организовать охлаждение не получится, то необходимо снизить нагрузку на используемый электродвигатель.

Читайте также:  Встроенные трансформаторы тока встраиваются

Для контроля за температурным режимом следует отслеживать напряжение в питающей сети. При его снижении до 95% от номинального и ниже на ЭД подаётся повышенный ток, что приводит к перегреву устройства. Аналогичное явление наблюдается и при повышении напряжения до 110% и выше от номинального, поскольку вихревые потоки приводят к нагреву статора.

Согласно статистике, срок службы изоляции при повышении температуры на 8 градусов выше допустимой нормы вдвое снижает её эксплуатационный период. Поэтому, для сохранения работоспособности машины, стоит выяснить допустимую рабочую температуру, не допускать перегрева и превышения (либо снижения) токовых нагрузок.

Температурный режим эксплуатации электродвигателей

Для того чтобы двигатель работал с номинальной мощностью, температура окружающей среды не должна превышать 40 С. При ее увеличении следует снизить нагрузку на агрегат и следить за тем, чтобы температура отдельных узлов не превышала допустимого значения.

Температура электродвигателя во время работы повышается при увеличении тока устройства, что может быть спровоцировано уменьшением напряжения в питающей сети до 95% и ниже. Рост напряжения сети свыше 110% также негативно сказывается на температурном режиме двигателя, так как из-за вихревых потоков нагревается статор и растет ток в обмотках, из-за чего они перегреваются.

Исследования показывают, что нагрев изоляции на каждые 8 С сверх допустимой нормы вдвое уменьшает срок ее службы. Поэтому, если вы не хотите, чтобы агрегат вышел из строя раньше времени, перед началом его эксплуатации необходимо выяснить, какая рабочая температура электродвигателя приемлема, и строго соблюдать правила, не допуская перегрева и увеличения токовых нагрузок более чем на 10%.

Нагрев подшипников качения

Здравствуйте, уважаемые читатели моего блога!

В одной из статей мы с вами рассмотрели явление вибрации подшипников качения и причины её возникновения. В качестве основной причины этого явления мы определили износ подшипников. По вопросам, наиболее часто задаваемым в сети Интернет, пользователей беспокоит ещё одно явление, которое, кстати, сопутствует вибрации, — нагрев подшипников качения.

Для введения в тему сразу оговоримся, почему подшипники греются и что считается нормальной рабочей температурой подшипников качения.

В процессе эксплуатации механической или электромеханической машины совершается работа, часть которой расходуется на нагрев её исполнительных органов и узлов трения. Подшипник качения, будучи узлом трения, нагревается как от рассеиваемой тепловой энергии, так и от внутреннего трения. Всё это совместно создаёт определённый температурный фон. Нормальной температурой в полости подшипника считается температура до 65⁰С. При температуре, не превышающей 65⁰С, реализуется максимальный эксплуатационный ресурс подшипника. Допускается, однако, перегрев подшипника до температуры 95⁰С. Но это уже критическая температура, при которой происходит повышенный износ рабочих деталей и изменяются свойства смазочного материала. Следствием изменения свойств смазки (масла) снова становится повышенный износ. Перегрев подшипника – явление не нормальное и требует исследования его причин.

Что греется в электродвигателе

Основной источник нагрева — обмотка статора

. Как и любая катушка, намотанная проводом, она греется. И максимальная температура нагрева ограничена температурной стойкостью изоляции обмоточного провода.

Термическая стойкость провода характеризуется параметром класс нагревостойкости. По этим классам максимальные температуры обозначаются буквами:

— эти классы не терпят температуры выше 130 гр, сейчас двигателя с такими обмотками практически не выпускаются.

— именно с таким классом изготавливается большинство современных двигателей

— это уже двигатели спец.исполнения, которые работают в тяжелых условиях — например, в горячих цехах и под палящим солнцем.

Температуры максимума по классам в разных справочниках могут разниться, это зависит от скорости нагрева и условий применения.

Второй источник внутреннего нагрева — подшипники

. Подшипники будут греться только тогда, когда они неисправны, либо работают в запредельных режимах.

Смазка подшипника электродвигателя

Работа подшипника зависит от смазки, сделанной изначально при его установке, потому что для большого количества электродвигателей, добавление смазки в подшипники после их сборки конструктивно не предусмотрено.

Для моторов с оборотами до 3000 оборотов в минуту, при смазке подшипников лучше всего использовать густую смазку, такую как Литол 24 (влагостойкая) или Циатим 201 (не влагостойкая), а для двигателей с более высокими скоростями, лучше применять смазку ЦИАТИМ-202.

Камеру подшипника электромотора с оборотами до 3000 оборотов минуту заполняют примерно на половину смазкой, а для скоростных моторов подшипниковую камеру заполняют не более чем на одну треть ее объема.

Причины перегрева

Если с подшипниками всё понятно, то электрических причин может быть много. Вот несколько причин нагрева двигателя:

  1. перекос фаз
  2. пониженное или повышенное напряжение
  3. обрыв фазы (питания или внутри двигателя)
  4. межвитковое замыкание
  5. замыкание на корпус
  6. поломка крыльчатки (отсутствие охлаждения)
  7. высокая температура рабочей среды
  8. неправильная схема подключения
  9. перегрузка в механике привода

В любом случае, допускать двигатель до перегрева не должен мотор-автомат ( автомат защиты двигателя ), тепловое реле, позистор.

Влияние токовых перегрузок

на работу и срок службы электродвигателей

Читайте также:  Расчет цепи переменного тока с параллельным соединением ветвей

Анализ повреждений асинхронных двигателей показывает, что основной причиной их выхода из строя является разрушение изоляции из-за перегрева.

Температура нагрева обмоток электродвигателя

зависит от теплотехнических характеристик двигателя и параметров окружающей среды. Часть выделяемого в двигателе тепла идет на нагрев обмоток, а остальное отдается в окружающую среду. На процесс нагрева влияют такие физические параметры, как
теплоемкость
и
теплоотдача
.

В зависимости от теплового состояния электродвигателя и окружающего воздуха

степень их влияния может быть различной. Если разность температур двигателя и окружающей среды невелика, а выделяемая энергия значительна, то ее основная часть поглощается обмоткой, сталью статора и ротора, корпусом двигателя и другими его частями. Происходит
интенсивный рост температуры изоляции
.

Как измерить температуру двигателя?

Есть несколько способов.

  1. Рука
    . Да, рука терпит температуру до 60 гр, дальше — больно. Проверено на практике
  2. Нос
    . Если температура больше 80 гр, начитает «пахнуть жареным». Начинает интенсивно испаряться масло, пахнуть пыль, краска, и т.п.
  3. Термометр с контактным датчиком
    . Более точный способ, но может быть проблематично или опасно залезть в некоторые места
  4. Термометр с дистанционным датчиком (ИК)
    . Более простой и безопасный способ, но бывает большая погрешность.
  5. Тепловизор
    . Лучший способ для оперативной проверки. Сразу видна вся картина.
  6. Встроенные датчики.
    Это могут быть термопары, терморезисторы или позисторы. Можно завести на температурный контроллер или индикатор, а можно — на пороговое устройство, выключающее двигатель по аварии.
    Лучший способ для постоянного и оперативного контроля температуры двигателя.

Какой способ контроля используете вы?

Необходимое оборудование

Для оперативной и качественной проверки состояния смазки (надлежащего она качества или нет) рекомендуется недорогой и простой тестер масла

. Переносной аппарат, сравнив диэлектрическую проницательность масел (нового и имеющегося в узле), способен за несколько минут выдать заключение. Он может порекомендовать сменить масло или продолжить его эксплуатацию.

Устранить расцентровку сопрягаемых валов поможет система их лазерной .

Решить проблему отсутствия дисбаланса ротора призван виброметр-балансировщик «ПРОТОН-Баланс-II». С его помощью можно проконтролировать вибрацию (измерить виброперемещение или виброскорость) и быстро и просто ликвидировать имеющийся дисбаланс.

Наши рекомендации

Если подшипник нагревается, то первоначально мы рекомендуем сделать термограммы подшипникового узла с помощью недорогого тепловизора BALTECH TR-0110-Zero и прислать в наш отел технического сервиса. Мы оперативно проконсультируем вас.

Вы можете вызвать специалистов отдела технического сервиса, которые полностью проведут ревизию и диагностику подшипниковых узлов. Прайс-лист на услуги здесь.

Следующим этапом мы рекомендуем отправить ваших специалистов на наши учебные курсы ПУ-201 «Надежность подшипниковых узлов» в Санкт-Петербурге или записаться на наши научно-практические семинары «Технологии надежности» в Астане и в Алматы.

Какая температура критичная?

Безусловно, при температуре корпуса двигателя +30 он будет работать лучше и дольше, чем при +100 гр. Но и та, и другая температура допускается.

Но до +100 гр. можно спокойно работать и не беспокоиться, а после — нужно обязательно выяснять причину и принимать меры.

Из этого вытекает правило — электрику, ответственному за электрохозяйство, нужно регулярно делать обходы и проверять состояние двигателей и оборудования в целом.

Как у вас с этим на заводе? Расскажите в комментариях!

Используйте подшипники высоко качества

Приобретая дешевые детали от неизвестных брендов, вы рискуете получить подшипники, которые будут греться без очевидных причин. Это связано с тем, что многие продукции нарушают технологию производства изделий и используют материалы низкого качества. В своем стремлении снизить себестоимость продукции, такие производители могут применять сплавы и полимеры совершенно не предназначенные для использования там, где присутствует трение. Разумеется, такой подшипник будет сильно нагреваться и выйдет из строя в рекордно короткий срок.

В нашем интернет-магазине вы можете купить подшипники от самых известных мировых брендов, качество которых проверено десятилетиями и не вызывает ни малейшего сомнения. Все товары нашей компании сертифицированы, проверены на соответствие заявленным параметрам и имеют официальную гарантию от производителя. При необходимости менеджеры компании помогут подобрать подшипник с учетом необходимых вам параметров, который будет служить долго и эффективно.

Способы контроля нагрева электрооборудования в процессе эксплуатации

Методы контроля нагрева электрооборудования

Для контроля нагрева электрооборудования применяют метод:

контроль нагрева электрооборудования по методу термометра

Метод термометра

применяют для измерения температуры доступных поверхностей. Используют ртутные (избегать, токсично!), спиртовые и толуоловые стеклянные термометры, погружаемые в специальные гильзы, герметически встроенные в крышки и кожухи оборудования.

Ртутные термометры

обладают более высокой точностью, но применять их в условиях действия электромагнитных полей не рекомендуется ввиду высокой погрешности, вносимой дополнительным нагревом ртути вихревыми токами.

При необходимости передачи измерительного сигнала на расстояние нескольких метров (например, от теплообменника в крышке трансформатора до уровня 2–3 м от земли) используют термометры манометрического типа

, например, термосигнализаторы ТСМ-10.

Термосигнализатор ТСМ-10

состоит из термобаллона и полой трубки, соединяющей баллон с пружиной показывающей части прибора. Термосигнализатор заполнен жидким метилом и его парами. При изменении температуры изменяется давление паров хлористого метила, который передается стрелке прибора. Достоинство манометрических приборов заключается в их вибрационной устойчивости.

Источник