电机发热的原因.docx

  摘要：电动机发热是电动机损坏的一个重要原因。测算正常发热、监控异常发热是保证电动机能够正常运转的必备措施。本文主要就电动机正常发热、异常发热和温升对电动机的影响作了简单阐述，并介绍了对电动机温升****的方法。
    　　关键词：发热原因 异常发热 绝缘等级 温升 ****

    　　三相异步电动机是厂矿企业的主要拖动设备，也是使用最广泛的电动机，具有结构简单，价格低廉，维护方便等优点，所以讨论三相异步电动机的发热原因与对策，对厂矿企业的安全有着重要的意义。针对电动机过热的故障在电气方面的原因，一般采取短路保护、过负载保护、失压保护、但这些并不能杜绝电动机的烧毁。所以，认清三相异步电动机的发热原因找出对策，并采取温度保护，越来越被人们所重视，对厂矿企业的安全生产有重要意义。
    　　三相异步电动机发热的原因是多方面的，也是较复杂的，一般分为正常发热与异常发热两个部分。

    　　1.正常发热原因

    　　正常发热主要来自各种正常损耗以及非稳态运行发热，各种正常损耗有：随电流的平方而变化的定、转子铜损耗；由磁滞和涡流造成的定、转子铁损耗；由轴承的磨擦及绕线型电机中电刷与集电环的磨擦所引起的机械损耗；由定子磁通中的高次谐波在转子里感应电流所产生的铜损耗等。电动机的非稳态运行包括启动、制动、反转等，发热主要是与电流有关的铜损所引起非稳态过程中电机的电流都大大地大于稳态运行的电流。启动时，绕线型异步电动机一般在转子回路中串有启动电阻，这时转子回路中的大部分损耗都在电机外部，而笼型电动机的启动电流很大，且损耗发热都加在电机本身，因而发热程度要比稳态时严重的多。制动时除电机本身消耗的能量外还要供出一部分额外的能量，使电动机由动态到静态这部分能量也转化为电动机发热。反转时，是以改变相序的方法使电动机从正转到转速为零倒反转的过程，电机发热尤为厉害。据统计，空载情况下，电机在启动、反接、制动时的电流发热量关系为1∶3∶4，因此，对经常在非稳态运行的电机要充分考虑到其发热情况，对启动、制动、反接的合闸次数要作出明确的规定。

    　　2.异常发热原因

    　　（1）绝缘老化：对铁芯来说，铁芯叠片层的绝缘层是以减少涡流损耗的，若绝缘层老化，绝缘效果降低，有时甚至变为导体，显然将增加电机的铁损而导致发热，对绕组来说，绝缘效果降低，漏电流增加，电机发热严重。
    　　（2）相电压不平衡：据实验，三相异步电动机相间不平衡电压为4%时，引起的电流不平衡可达25%，对于使用两相热保护的三相异步电动机若正好是无热保护元件的那一相不平衡电流达125%额定电流，那么，就可能使电机严重发热甚至导致电机烧毁。两相（断相）运行是相电压不平衡的极端状态，也是三相异步电动机发热烧毁的主要原因，因此推荐使用高定值过电流速断装置或相间保护器。
    　　（3）电压波动：电源电压波动也会引起电动机的不正常发热，电动机析转矩正比于外加电压的平方，当外加电压降低时，电磁转矩会急剧减少。如此，负载转矩不变则电动机的转速下降，电机电流增大使转矩重新平衡。这样，由于电流的增大，必将导致电机温度上升，等电源电压升高时，电动机的气隙磁通增大。由于在设计制造时为了保证有较好的经济指标和性能指标，磙通密度都选择在磁化曲线的近饱和区段。因此，电压过高时，电动机的磁路就很饱和，激磁电流急剧增大，电动机发热增大。
    　　（4）接线不正确：铭牌上标有“220/380伏，△/Y”的电动机，当电源线电压为380伏时应该接成星形。但有些使用者对铭牌留底理解模糊，见有△符号就反电动机接成角接，使多相绕组所受电压增至设计值的倍，导致铁芯严重发热，定子电流过大，结果烧毁电动机。反之，JO2系列4千瓦以上电动机的铭牌都标有“380伏△”字样。但有些使用者根据使用4千瓦以下电动机的老经验，不看铭牌就接成星形，使每相绕组所受电压只有设计值的，这时，启动转矩严重下降，如果满载或重载运行，转子和定子电流都要剧增，电动机就会发热烧坏，可按正确方法更改接线。
    　　（5）电流不平衡：这种状态除电机参数不对称外常由于电压不平衡所致。碰到最多的情况是线路某处接触不良或氧化严重既引起的电流不平衡，由氧化引起的电流不平衡在冷态时不显著，在热态时由于氧化处电阻值剧增，使氧化处压降增大，从而造成电压不平衡而导致电流不平衡，电动机不正常发热。如：接触器某相严重氧化等应切除电源找出原因。
    　　（6）绕组局部短路或接地，轻时，电动机局部过热；严重时，绝缘烧毁，散发焦味至冒烟。应测量绕组各项直流电阻或寻找短路点，用兆欧表检查绕组是否接地。
    　　（7）机械故障：定子、转子、相磁发出金属撞击声，铁芯温度迅速上升，严重时电动机冒烟，甚至线圈烧毁，应拆开电动机，检查铁芯是否有烧烫痕迹，找出原因进行处理。机械卡位使转子堵转或增加阻力。驱动设备调节不正确、误操作、润滑不够、舍去机构过死等，由于机械过载而使电机发热的现象也是经常发生的。导致三相异步电动机异原因很多，如：环境温度过高、绝缘受潮与湿气的侵袭、冷却介质不畅通等都会威胁电机的安全运行。

    　　3.对三相异步电动机温升的****

    　　电动机运行时温升不应超过允许值，****温升是****电动机运行状况的直接可靠的方法，上述原因都会使电动机温度升高发热，有些电动机在没有装电流表、电压表和过载等保护的情况下，****其温升就成为****电动机运行状况的主要方法。电机的极限温升主要取决于所用的绝缘材料，不同等级绝缘材料的最高允许工作温度相同。与此相应，温度继电器的额定动作温度也分为50℃、60℃、70℃、80℃、95℃、105℃、115℃、125℃、135℃、145℃、160℃等11个等级，可以根据电机的绝缘材料、工作环境等来选择微型双金属片温度继电器。通常可选择额定动作温度比电机极限温升低5-10℃的温度继电器，对“F”级绝缘电机，其极限工作温度是165℃，但以选用135℃的温度继电器为好；而对于“H”级绝缘电机其工作温度为180℃，可选用160℃的温度继电器。
    　　安装温度继电器时，应将其紧靠需要控制温度的地方。外壳导电的温度继电器需用耐温绝缘薄膜包好，两个引出线头要牢靠连接后引出，可通过接触器的工作线圈去控制电机。由于电机的负载情况工作环境各不相同，很难设计出统一的温度保护电路，使用者应根据需要进行设计。如：用带动、合触点的温度继电器与二次回路相结合，发出音响并使光字牌亮，使运行值班人员准确地了解发热电机的运行状况，对杜绝电机烧毁能起到很好的作用，并可减少不必要的经济损失与生产工作的不间断。