Как да определим температурата на намотките на променливотокови двигатели по тяхното съпротивление

Измерване на температурата на намотките по време на изпитванията за загряване на двигателя

Температурата на намотките се определя чрез изпитване на двигателя за нагряване. Извършват се отоплителни тестове, за да се определи абсолютната температура или повишаването на температурата на намотката или частите на електродвигателя спрямо температурата на охлаждащата среда при номинално натоварване. Електроизолационните материали, използвани при конструирането на електрически машини, стареят и постепенно губят електрическата си и механична якост. Скоростта на това стареене зависи главно от температурата, при която изолацията работи.

Многобройни експерименти са установили, че трайността (експлоатационният живот) на изолацията се намалява наполовина, ако температурата, при която работи, е с 6-8 ° C по-висока от границата за даден клас топлоустойчивост.

ГОСТ 8865-93 установява следното класове на топлоустойчивост на електрически изолационни материали и техните характерни ограничаващи температури:

Клас на топлоустойчивост — Y А Е В F Н С Пределна температура, съответно — 90, 105, 120, 130, 155, 180, над 180 gr. С

Отоплителните тестове могат да се извършват при директно натоварване и косвено (отопление от основни загуби). Те се извършват до установената температура с практически непроменен товар. Отчита се стационарната температура, която в рамките на 1 час се променя с не повече от: 1 ° С.

Като натоварване при отоплителните тестове се използват различни устройства, най -простите от които са различни спирачки (обувки, ленти и т.н.), както и натоварвания, осигурени от генератор, работещ с реостат.

По време на отоплителните тестове се определя не само абсолютната температура, но и повишаването на температурата на намотките над температурата на охлаждащата среда.

Таблица 2 Максимално допустими повишения на температурата на частите на двигателя

Части за електрически двигатели

Максимално допустимо предварителноповишаване на температурата, ° С, с изолационен материалклас на топлоустойчивост

Метод на измерване температура

А

E

V

F

З

Променливи намоткиток на двигателите 5000 kV-A и повече или с дължина на серпалубна къща 1 м и повече

60

70

80

100

125

Съпротивление или температура вдиктори, подреденив жлебовете

Същото, но по -малко от 5000 kV A или s дължина на сърцевината 1м и още

50*

65*

70**

85**

105***

Термометър или коопозиция

Намотки на пръти асинхронни роторидвигатели

65

80

90

110

135

Термометър или коопозиция

Плъзгащи пръстени

60

70

80

90

110

Термометър или температура вдикторите

Ядра и други стоманени части, сдокосване намотки

60

75

80

110

125

Термометър

Същото, без контактотделящ се от намоткитеками

Превишаването на температурата на тези части не трябва надхвърлят стойностите, които биха създали риск от повреда на изолационни или други свързани материали

* При измерване по метода на съпротивлението допустимата температура се увеличава с 10 ° C. ** Същото, при 15 ° С. *** Същото, при 20 ° C.

Както може да се види от таблицата, ГОСТ предоставя различни методи за измерване на температурата, в зависимост от специфичните условия и части от машините, които трябва да бъдат измерени.

Методът с термометър се използва за определяне на повърхностната температура в точката на приложение. (повърхността на корпуса, лагерите, намотките), температурата на околната среда и въздуха, влизащи и излизащи от двигателя. Използват се живачни и алкохолни термометри. В близост до силни променливи магнитни полета трябва да се използват само алкохолни термометри, тъй като съдържа живак индуцират се вихрови токовеизкривяване на резултатите от измерването. За по -добър пренос на топлина от възела към термометъра, резервоарът на последния се увива във фолио и след това се притиска към нагрятия възел. За топлоизолация на термометъра върху фолиото се нанася слой от памучна вата или филц, така че последният да не попадне в пространството между термометъра и загрятата част на двигателя.

При измерване на температурата на охлаждащата среда термометърът трябва да се постави в затворена метална чаша, пълна с масло и предпазваща термометъра от лъчиста топлина, излъчвана от околните източници на топлина и самата машина, и случайни въздушни течения.

При измерване на температурата на външната охлаждаща среда няколко термометра са разположени в различни точки около изследваната машина на височина, равна на половината от височината на машината, и на разстояние 1 — 2 м от нея. Като температура на охлаждащата среда се приема средната аритметична стойност на показанията на тези термометри.

Метод с термодвойка, широко използван за измерване на температурата, се използва главно в машини с променлив ток. Термодвойките се полагат в процепите между слоевете на намотките и в долната част на слота, както и на други труднодостъпни места.

За измерване на температурите в електрическите машини обикновено се използват медно-константанови термодвойки, състоящи се от медни и константанови проводници с диаметър около 0,5 мм. В една двойка краищата на термодвойката са споени заедно. Точките на кръстовище обикновено се поставят на мястото, където е необходимо да се измери температурата («горещо кръстовище»), а втората двойка краища е свързана директно към клемите на чувствителния миливолтметър с високо вътрешно съпротивление… На мястото, където неотопляемият край на константановия проводник се свързва с медния проводник (на извода на измервателното устройство или преходния терминал), се образува така нареченото „студено съединение“ на термодвойката.

Върху контактната повърхност на два метала (константан и мед) възниква ЕМП, пропорционална на температурата в точката на контакт, и се образува минус върху константан и плюс върху медта. ЕМП възниква както на „горещото“, така и на „студеното“ кръстовище на термодвойката. Въпреки това, тъй като температурите на кръстовищата са различни, тогава стойностите на ЕРС са различни и тъй като във веригата, образувана от термодвойката и измервателното устройство, тези ЕРС са насочени един към друг, миливолтметърът винаги измерва разликата в ЕМП на «горещите» и «студените» кръстовища, съответстващи на температурната разлика.

Експериментално е установено, че ЕДС на медно-константанова термодвойка е 0,0416 mV на 1 ° C от температурната разлика между «горещите» и «студените» кръстовища. Съответно скалата на миливолтметъра може да се калибрира в градуси по Целзий. Тъй като термодвойката записва само температурната разлика, за да определите абсолютната температура на «горещия» преход, добавете температурата на «студения» преход, измерена с термометъра, към показанията на термодвойката.

Метод на съпротива — Определянето на температурата на намотките от тяхното DC съпротивление често се използва за измерване на температурата на намотките. Методът се основава на добре познатото свойство на металите да променят съпротивлението си в зависимост от температурата.

За да се определи повишаването на температурата, съпротивлението на намотката се измерва в студено и нагрято състояние и се извършват изчисления.

Трябва да се има предвид, че от момента на изключване на двигателя до началото на измерванията минава известно време, през което намотката има време да се охлади. Следователно, за да се определи правилно температурата на намотките в момента на изключване, т.е.в работно състояние на двигателя, след изключване на машината, ако е възможно, на редовни интервали (според хронометъра), се правят няколко измервания. Тези интервали не трябва да надвишават времето от момента на изключване до първото измерване. След това измерванията се екстраполират чрез нанасяне на графиката R = f (t).

Съпротивлението на намотката се измерва по метода амперметър-волтметър. Първото измерване се извършва не по -късно от 1 минута от момента на изключване на двигателя за машини с мощност до 10 kW, след 1,5 минути — за машини с мощност 10-100 kW и след 2 минути — за машини с мощност по -висока от 100 kW.

Ако първото измерване на съпротивлението е направено не повече от 15 — 20 от момента на изключване, тогава най -голямото от първите три измервания се приема като съпротивление. Ако първото измерване е направено повече от 20 s след изключване на машината, тогава се задава корекция на охлаждането. За да направите това, направете 6-8 измервания на съпротивлението и изградете графика на промяната на съпротивлението по време на охлаждане. На ординатната ос са нанесени съответните измерени съпротивления, а на оста на абсцисата е времето (точно в мащаб), изминало от момента на изключване на електродвигателя до първото измерване, интервалите между измерванията и кривата, показана на графиката като се получи плътна линия. След това тази крива продължава вляво, запазвайки естеството на промяната си, докато не пресече оста на ординатите (показана с пунктирана линия). Сегментът по оста на ординатите от началото на пресечната точка с пунктираната линия с достатъчна точност определя желаното съпротивление на намотката на двигателя в горещо състояние.

Основната номенклатура на двигатели, инсталирани в промишлени предприятия, включва изолационни материали от класове А и В. Например, ако материал на база слюда от клас В се използва за изолация на жлеба и за навиване на PBB проводник с памучна изолация от клас А, тогава двигателят принадлежи към класа на топлоустойчивост. към клас А. Ако температурата на охлаждащата среда е под 40 ° C (стандартите, за които са дадени в таблицата), тогава за всички класове изолация допустимите повишения на температурата могат да бъдат увеличени с толкова градуса, колкото температурата на охлаждащата среда е под 40 ° C, но не повече от 10 ° C. Ако температурата на охлаждащата среда е 40 — 45 ° C, тогава максимално допустимите повишения на температурата, посочени в таблицата, се намаляват за всички класове изолационни материали с 5 ° C, а при температури на охлаждащата среда 45-50 ° C — при 10 ° C. Температурата на охлаждащата среда обикновено се приема като температурата на околния въздух.

За затворени машини с напрежение не повече от 1500 V, максимално допустимото повишаване на температурата на намотките на статора на електродвигатели с мощност по -малка от 5000 kW или с дължина на сърцевината по -малка от 1 m, както и на намотки от прът роторите при измерване на температурите по метода на съпротивлението могат да бъдат увеличени с 5 ° C. При измерване на температурата на намотките по метода за измерване на тяхното съпротивление се определя средната температура на намотките. В действителност, когато двигателят работи, отделните зони на навиване са склонни да имат различни температури. Следователно максималната температура на намотките, която определя трайността на изолацията, винаги е малко по -висока от средната стойност.