Измерение температуры обмоток при испытаниях электродвигателя на нагревание

Температуру обмоток определяют при испытаниях мотора на нагревание. Тесты на нагревание создают для определения абсолютной температуры либо превышения температуры обмотки либо частей электродвигателя относительно температуры охлаждающей среды при номинальной нагрузке Электроизоляционные материалы, используемые в конструкциях электронных машин, стареют и равномерно теряют электронную и механическую крепкость. Быстрота этого старения зависит приемущественно от температуры, при которой работает изоляция.

Бессчетными опытами установлено, что долговечность (срок службы) изоляции сокращается в два раза, если температура, при которой она работает, на 6-8 °С превосходит предельную для данного класса нагревостойкости.

ГОСТ 8865-93 устанавливает последующие классы нагревостойкости электроизоляционных материалов и соответствующие для их предельные температуры:

Класс нагревостойкости — Y А Е В F Н С Предельная температура, соответственно — 90, 105, 120, 130, 155, 180, св.180 гр. С

Тесты на нагревание могут осуществляться при конкретной нагрузке и косвенным способом (нагревание от главных утрат). Их проводят до установившейся температуры при фактически постоянной нагрузке. Установившейся считают температуру, которая в течение 1 ч меняется менее чем : 1 °С.

В качестве нагрузки при испытаниях на нагревание используют разные устройства, более ординарными из которых являются разные тормоза (колодочные, ленточные и т.д.), также нагрузки, обеспечиваемые генератором, работающим реостат.

При испытаниях на нагревание определяют не только лишь абсолютную температуру, да и превышение температуры обмоток над температурой охлаждающей среды.

Таблица 2 Максимально допустимые превышения температур частей мотора

Как видно из таблицы, в ГОСТе предусмотрены разные способы измерения температур зависимо от определенных критерий и частей машин, у каких нужно проводить измерения.

Способом указателя температуры определяют температуру поверхности в точке приложения (поверхность корпуса, подшипников, лобовых частей обмотки), температуру среды и воздуха, поступающего и выходящего из мотора. Используют как ртутные, так и спиртовые указатели температуры. Поблизости сильных переменных магнитных полей следует использовать только спиртовые указатели температуры, потому что в ртути наводятся вихревые токи, искажающие результаты измерения. Для наилучшей передачи теплоты от узла к указателю температуры резервуар последнего обертывают фольгой, а потом придавливают к подогретому узлу. Для термоизоляции указателя температуры поверх фольги накладывают слой ваты либо войлока таким макаром, чтоб последний не попал в место меж указателем температуры и нагретой частью мотора.

При измерении температуры охлаждающей среды указатель температуры следует помещать в закрытый железный стаканчик, заполненный маслом и защищающий указатель температуры от лучистой теплоты, испускаемой окружающими термическими источниками и самой исследуемой машиной, и случайных потоков воздуха.

При измерении температуры внешней охлаждающей среды несколько термометров располагают в различных точках вокруг исследуемой машины на высоте, равной половине высоты машины, и на расстоянии 1 — 2 м от нее. За температуру охлаждающей среды принимают среднее арифметическое значение показаний этих термометров.

Способ термопары, обширно используемый для измерения температур, употребляется в главном в машинах переменного тока. Термопары закладывают в пазы меж слоями обмоток и на дно паза, также в других недоступных местах.

Для измерения температур в электронных машинах обычно используют медно-константановые термопары, состоящие из медной и константановой проволок поперечником около 0,5 мм. В одной паре концы термопары спаяны меж собой. Места спая обычно помещают в ту точку, где нужно измерить температуру («горячий спай»), а вторую пару концов подключают конкретно к зажимам чувствительного милливольтметра с огромным внутренним сопротивлением. В том месте, где ненагреваемый конец константановой проволоки соединяется с медным проводником (на клемме измерительного прибора либо переходной клемме), появляется так именуемый «холодный спай» термопары.

На поверхности контакта 2-ух металлов (константана и меди) появляется ЭДС, пропорциональная температуре в месте контакта, при этом на константане появляется минус, а на меди плюс. ЭДС появляется как на «горячем», так и на «холодном» спае термопары. Но так как температуры спаев различные, то и значения ЭДС различны, а потому что в контуре, образованном термопарой и измерительным прибором, эти ЭДС ориентированы навстречу друг дружке, то милливольтметр всегда определяет разность ЭДС «горячего» и «холодного» спаев, подобающую разности температур.

Опытом установлено, что ЭДС медно-константановой термопары составляет 0,0416 мВ на 1 °С разности температур «горячего» и «холодного» спаев. В согласовании с этим можно отградуировать шкалу милливольтметра в градусах Цельсия. Потому что термопара фиксирует только разность температур, то для определения абсолютной температуры «горячего» спая следует к свидетельствам термопары прибавить температуру «холодного» спая, из-меренную указателем температуры.

Способ сопротивления — определение температуры обмоток по их сопротивлению неизменному току нередко употребляется для измерения температуры обмоток. Способ основан на известном свойстве металлов изменять свое сопротивление зависимо от температуры.

Для определения превышения температуры производят измерения сопротивления обмотки в прохладном и нагретом состояниях и создают вычисления.

Следует учесть, что с момента отключения мотора до начала замеров проходит некое время, в течение которого обмотка успевает остыть. Потому для правильного определения температуры обмоток в момент отключения, т.е. в рабочем состоянии мотора, после отключения машины по способности через равные промежутки времени (по секундомеру) создают несколько измерений. Эти промежутки не должны превосходить времени от момента выключения до первого замера. Потом создают экстраполяцию измерений, построив график R = f(t).

Способом амперметра — вольтметра определяют сопротивление обмотки. 1-ое измерение создают не позже чем через 1 мин от момента отключения мотора для машин мощностью до 10 кВт, через 1,5 мин — для машин мощностью 10—100 кВт и через 2 мин — для машин мощностью выше 100 кВт.

Если 1-ое измерение сопротивления произведено менее чем через 15 — 20 с момента выключения, то за сопротивление принимают наибольшее из первых 3-х измерений. Если 1-ое измерение произведено более чем через 20 с после отключения машины, то устанавливают поправку на остывание. Для этого создают 6 — 8 измерений сопротивления и строят график конфигурации сопротивления при остывании. По оси ординат откладывают надлежащие измеренные сопротивления, а по оси абсцисс — время (точно в масштабе), прошедшее от момента выключения электродвигателя до первого измерения, промежутки меж измерениями и получают кривую, изображенную на графике сплошной линией. После чего продолжают эту кривую на лево, сохраняя нрав ее конфигурации, до скрещения с осью ординат (изображена пунктирной линией). Отрезок на оси ординат от начала координат до скрещения с пунктирной линией с достаточной точностью определяет разыскиваемое сопротивление обмотки мотора в жарком состоянии.

Основная номенклатура движков, установленных на промышленных предприятиях, содержит в себе изоляционные материалы классов А и В. К примеру, если для пазовой изоляции использован материал на базе слюды класса В, а для обмотки провод ПБД с хлопчатобумажной изоляцией класса А, то движок по классу нагревостойкости относится к классу А. Если температура охлаждающей среды ниже 40 °С (нормы для которой приведены в табл.), то для всех классов изоляции допускаемые превышения температуры могут быть увеличены на столько градусов, на сколько температура охлаждающей среды ниже 40 °С, но менее чем на 10 °С. Если температура охлаждающей среды 40 — 45 °С, то максимально допустимые превышения температуры, обозначенные в табл., понижаются для всех классов изоляционных материалов на 5 °С, а при температурах охлаждающей среды 45—50 °С — на 10 °С. За температуру охлаждающей среды обычно принимают температуру окружающего воздуха.