电机温升
电 机 温 升
电机温升电机的温度与温升大家都知道衡量电机发热程度是用“温升”而不是用“温度”，其单位为：K，（开尔文），K 是一个变量的单位，而℃是一个常量的单位当“温升”突然增大或超过最高工作温度时，说明电机已发生故障。
下面就一些基本概念进行讨论。
1 绝缘材料的绝缘等级绝缘材料按耐热能力分为Y、A、E、B、F、H、C 7个等级，所谓绝缘材料的极限工作温度，系指电机在设计预期寿命内，运行时绕组绝缘中最热点的温度。
根据经验，A级材料在105℃、B级材料在130℃的情况下寿命可达10年，但在实际情况下环境温度和温升均不会长期达设计值，因此一般寿命在15～20年。
如果运行温度长期超过材料的极限工作温度，则绝缘的老化加剧，寿命大大缩短。
所以电机在运行中，温度是寿命的主要因素之一。
2 温升温升是电机与环境的温度差，是由电机发热引起的。
运行中的电机铁芯处在交变磁场中会产生铁损，绕组通电后会产生铜损，还有其它杂散损耗等。
这些都会使电机温度升高。
另一方面电机也会散热。
当发热与散热相等时即达到平衡状态，温度不再上升而稳定在一个水平上。
当发热增加或散热减少时就会破坏平衡，使温度继续上升，扩大温差，则增加散热，在另一个较高的温度下达到新的平衡。
但这时的温差即温升已比以前增大了，所以说温升是电机设计及运行中的一项重要指标，标志着电机的发热程度，在运行中，如电机温升突然增大，说明电机有故障，或风道阻塞或负荷太重。
GS标准《 90K (GS是德国标准=欧洲标准)UL标准《 75K (UL是美国标准)3 温升与气温等因素的关系对于正常运行的电机，理论上在额定负荷下其温升应与环境温度的高低无关，但实际上还是受环境温度等因素影响的。
(1) 当气温下降时，正常电机的温升会稍许减少。
这是因为绕组电阻R下降，铜耗减少。
温度每降1℃，R约降0.4%。
(2) 对自冷电机，环境温度每增10℃，则温升增加1.5～3K。
这是因为绕组铜损随气温上升而增加。
所以气温变化对大型电机和封闭电机影响较大。
电机温升
电机温升电机由常温（其各部分温度与环境温度相同）开始运行，温度不断升高，当其高出环境温度后，一方面继续吸收热量缓慢升温。
另一方面开始向周围散发热量。
当电机处于热量平衡装态，温度不再升高时，电机的温度与环境温度之差称之为电机温升。
既：温升＝电机温度－环境温度用K为单位。
电机的最高允许温度是绕组的最高能够承受的温度。
在此温度下长期使用时，绝缘材料的物理、机械、化学和电气性能不发生显著恶性变化，如超过此温度，则绝缘材料的性能发生质变，或引起快速老化。
因此，绝缘材料最高允许工作温度是根据它经济使用寿命确定的。
电机的最高允许温度确定了，此时温升的限值就取决于冷却介质的温度。
一般电机中冷却介质是空气，它的温度随地区及季节而不同，为了制造出能在全国各地全年都能适用的电机，并明确统一的检查标准，国家标准规定：冷却空气的温度定为40o C。
在此环境温度下，电机绕组的温升限值：E级绝缘为75o C，B级绝缘为80o C。
电机运行时，输出功率越大，则电流和损耗越大，温度就越高，但最高温度不得超过绝缘的最高允许温度。
因此，电机容许的长期最大输出功率（即电机的容量或额定功率）受绝缘的最高允许温度限制，或者说容量由绝缘的最高允许温度所决定。
电机铭牌上所表明的额定功率就是指在标准的环境温度（我国规定为40oC）和规定的工作方式下，其温度不超过绝缘的最高允许温度时的最大输出功率。
从附表中可以看到，温升限度基本上取决于绝缘材料的等级，但也和温度的测量方法、被测部的传热和散热条件有关，取决于绝缘材料的最高允许工作温度。
当周围冷却介质（例如空气）的最高温度确定后，就可根据绝缘材料的最高允许工作温度规定电机部件的温升限度。
允许温升是指电机的温度与周围环境温度相比较升高的允许限度，也叫绕组温升限值。
性能参考温度，是指在此最高温度下，对应绝缘级别能有效保证电机可靠运行，不影响电机性能的参考工作温度。
电机工作时一般不要超过这一温度，超过了就要接近和达到限值温度了。
电机的温升
电机的温升导体通流后产生电流热效应，随着时间的推移，导体表面的温度不断地上升直至稳定。
稳定的判断条件是在所有测试点在1个小时测试间隔内前后温差不超过2K，此时测得任意测试点的温度与测试最后1/4周期环境温度平均值的差值称为温升，单位为K。
为验证电子产品的使用寿命、稳定性等特性，通常会测试其重要元件（IC 芯片等）的温升，将被测设备置于高于其额定工作温度（T=25℃）的某一特定温度（T=70℃）下运行，稳定后记录其元件高于环境温度的温升，验证此产品的设计是否合理。
电气类产品中：电动机的额定温升，是指在设计规定的环境温度(40℃)下，电动机绕组的最高允许温升，它取决于绕组的绝缘等级。
温升取决于电动机运行中发热情况和散热情况。
常根据温升判断电动机散热是否正常。
电动机温度是指电动机各部分实际发热温度，它对电动机的绝缘材影响很大，温度过高会使绝缘老化缩短电动机寿命，甚至导致绝缘破坏·为使绝缘不致老化和破坏，对电动机绕组等各部分温度作了一不定期的限制，这个温度限制就是电动机的允许温度。
电动机的各部温度的高低还与外界条件有关,温升就是电动机温度比周围环境温度高出的数值.θ=T2-T1式中θ-------温升T1-------实际冷却状态下的绕组温度(即环境温度,室温不允许超过40℃);T2-------发热状态下绕组温度.温升是指电动机在额定运行状态下,定子绕组的温度高出环境温度的数值(环境温度规定为35℃或40℃以下,如果铭牌上未标出具体数值,则为40℃)对于电机而言，衡量其发热程度的指标是温升，当温升突然增大或者超过最高工作温度的时候，说明电机已经发生了故障。
下面从一些基本概念开始对电机的温升进行讨论。
绝缘材料：绝缘材料按耐热能力分为Y、A、E、B、F、H、C7个等级，其极限工作温度分别为90、105、120、130、155、180℃、及180℃以上。
所谓绝缘材料的极限工作温度，系指电机在设计预期寿命内，运行时绕组绝缘中最热点的温度。
电机型式试验之温升试验
3.5 温升试验⑴ 温升试验目的温升试验是要求电机在额定工作情况下运行到热稳定时各个发热元件,例如绕组，换向器，集电环，铁心，轴承等，所达到的温升值，所谓热稳定是指发热元件在运行条件不变的情况下，前后一小时之内的温度变化不超过1K（温升值是一个温度差值，为了与实际温度单位℃相区别，电机标准中规定用另一个温度单位开尔文K作为温升的单位，但是习惯中还是说度或者写成℃）的状态，所谓温升，就是指热态时的温度与冷态（发热元件与周围温度环境之差不超过2K时，称该元件处在实际冷状态）时温度之差。
电机温升的高低，决定着电机绝缘的使用寿命，所以这项试验对电机的质量具有非常重要的作用。
⑵ 温升的测量方法对于获得电机各个部位温度升值的方法，因为部件的不同放法也不尽相同。
对于比较方便的放置普通酒劲温度计的部件，如外壳，开启式电机的定子铁心或者定子绕组等，可用温度计直接测量。
对于不能长时间放置温度计，但在电动机运行或停机时能直接接触到的部件，如集电环，换向器，轴承等，可用半导体温度计测量。
对于不能从外接接触的部件，例如封闭式电机的定转子绕组，一般采用电阻法测量。
所谓电阻法，是利用一般金属导体的电阻与温度有一种固定关系的原理，其关系式在前面的直流电阻测量中讲出，用此方法时，首先在实际冷态下测得绕组的直流电阻R0和温度θ0，再测得温升稳定时的热态电阻R1与环境温度θ1，此时该绕组的温升△θ用以下式子便可求出△θ=(Ka+θ0)+θ0－θ1 (3-10)⑶ 冷却介质的测量方法① 对采用周围空气冷却的电动机，可用几只温度计分布在冷却空气进入电动机的途径中进行测量，温度计应安置在距电动机1-2m处。
温度计球部处于电动机高度的一半的位置，并且应该防止外来辐射热及气流的影响，取几只温度计读数的平均值作为冷却空气的温度，习惯成为环境温度，② 对采用外接冷却器及普通管道通风冷却的电机，应放在电机的进风口处测量冷却介质的温度。
③ 对采用外冷却器冷却的电动机，应该在冷却器的出口处测量，对于水冷却器的电机，水温应该在冷却器的入口处测量。
电机温升改善方案
电机温升改善方案电机温升是指电机运行过程中产生的热量使电机内部温度升高的现象。
电机温升过高会影响电机的正常运行，甚至可能导致电机损坏。
因此，改善电机温升是提高电机运行效率和延长电机寿命的重要任务。
要解决电机温升问题，首先需要了解电机温升的原因。
电机温升主要由以下几个方面引起：1. 电机内部损耗：电机在运行过程中会产生一定的电流和磁场，这些电流和磁场会引起电机内部的损耗，进而产生热量。
降低电机内部损耗是减少电机温升的关键。
2. 外部环境温度：电机周围环境温度过高会导致电机散热不畅，从而使电机温升加剧。
因此，合理控制电机周围环境温度也是改善电机温升的重要措施之一。
针对以上问题，下面将提出一些改善电机温升的方案：1. 优化电机设计：通过优化电机结构和材料，减少电机内部损耗是改善电机温升的关键。
采用低损耗的电机铁心材料、合理降低电机线圈电阻、减小磁滞损耗等措施可以有效降低电机内部损耗。
2. 提高电机的通风散热性能：增加电机的散热面积，采用散热效果好的散热材料，合理设计电机的散热通道等措施可以提高电机的散热效果，减少电机温升。
3. 控制电机的负载：合理控制电机的负载可以减少电机的工作功率，从而减少电机的损耗和温升。
采取电机变频调速、负载匹配等措施可以实现对电机负载的有效控制。
4. 合理降低电机的工作温度：通过合理选择电机额定工作温度、控制电机工作时间、增加电机的冷却时间等措施可以降低电机的工作温度，从而减少电机温升。
改善电机温升是提高电机运行效率和延长电机寿命的重要任务。
通过优化电机设计、提高电机的通风散热性能、控制电机的负载、合理降低电机的工作温度等措施可以有效改善电机温升问题。
只有采取综合措施，才能保证电机在正常运行过程中温升控制在合理范围内，确保电机的长期稳定运行。
电机的温度与温升
电机的温度与温升是电机工作过程中的一个重要参数，决定着电机的性能和稳定性。
温度和温升直接影响着电机的绝缘系统、冷却系统和电机的寿命。
首先，我们需要了解电机的工作原理和造成温升的因素。
电机的工作原理是将电能转化为机械能，通过电场和磁场的作用产生转矩，驱动负载工作。
在这个过程中，电机会产生一定的热量。
造成电机温升的主要因素有以下几个：1. 电流：电机的电流大小直接影响着温升。
电流越大，电机内部的电阻损耗就越大，产生的热量也就越多，导致温升较大。
2. 负载：电机的负载大小也会影响温升。
负载越大，电机需要提供的功率也就越大，从而产生更多的热量。
3. 散热：电机的散热条件对温升也有很大影响。
如果散热条件不好，电机内部的热量很难及时散发出去，从而导致电机的温度升高。
4. 环境温度：环境温度也会对电机的温升产生一定影响。
如果环境温度已经比较高，电机本身的温度升高会更快。
了解了造成电机温升的因素后，我们可以进一步探讨电机的温度和温升的问题。
电机的温度是指电机工作时的实际温度。
在电机正常工作时，会有一个热平衡状态，即电机内部的热量产生与散发的速度相等，从而使得电机的温度保持在一个相对稳定的范围内。
这个温度通常由电机的绝缘材料和工作条件决定。
电机温升是指电机在工作过程中温度的增加。
温升包括局部温升和整体温升两个方面。
局部温升是指电机不同部分的温升差异，通常是由于电机有些部分对散热不利，或者电机局部产生了更多的热量。
整体温升是指整个电机的温升情况，是电机表面温度和环境温度之间的差值。
电机的温度和温升是电机运行状态的重要指标。
通常，电机的温度过高会导致电机绝缘系统老化加速，绝缘性能下降，可能导致绝缘击穿甚至引发事故。
另外，电机温度过高还会影响电机的磁特性，引起电机的效率下降和损耗增加，降低电机的工作效率和寿命。
为了保证电机的正常运行和提高电机寿命，必须合理控制电机的温度和温升，采取一些措施来降低电机的温度：1. 选择合适的电机：根据负载需求选择电机的额定功率和转速，合理匹配电机与负载。
电机的温升定义
电机的温升定义1. 引言电机是一种将电能转换为机械能的装置，广泛应用于各个领域，包括工业、农业、交通等。
在电机运行过程中，会产生一定的热量，这就是所谓的温升现象。
了解电机的温升定义对于电机的设计、运行和维护非常重要。
本文将详细介绍电机的温升定义及其影响因素。
2. 温升定义2.1 温升概念温升是指电机在运行过程中由于内部损耗而产生的热量使得电机内部温度上升的现象。
在理想状态下，电机内部热量与外界环境之间可以达到平衡，使得电机内部温度保持稳定。
然而，在实际情况下，由于损耗等因素，电机内部会出现一定程度的温度上升。
2.2 温升计算方法为了准确计算电机的温升，需要考虑以下几个因素：2.2.1 热阻热阻是指单位面积单位时间内通过材料传导热量的难易程度，通常用R表示。
电机中的各个部件具有不同的热阻，通过计算各个部件的热阻可以得到整个电机的热阻。
2.2.2 热容热容是指单位质量物质在温度变化下吸收或释放的热量，通常用C表示。
电机中的各个部件具有不同的热容，通过计算各个部件的热容可以得到整个电机的热容。
2.2.3 损耗功率损耗功率是指电机在运行过程中因摩擦、转子铜损等原因产生的功率损失。
损耗功率可以通过实验测量或者理论计算得到。
根据以上参数，可以使用以下公式计算电机的温升：ΔT=P loss×RC其中，ΔT表示温升，P loss表示损耗功率，R表示热阻，C表示热容。
2.3 温升限制电机在运行过程中如果温升过高，会对电机造成一定程度的损坏甚至引发火灾等安全事故。
为了保证电机的安全运行，需要对电机的温升进行限制。
通常情况下，电机的温升限制由国际标准和行业规范来确定。
各个国家和地区的标准和规范可能有所不同，但一般情况下，电机的温升限制在80℃左右。
3. 影响因素电机的温升受到多种因素的影响，包括但不限于以下几个方面：3.1 外界环境温度外界环境温度是指电机周围环境的温度。
当外界环境温度较高时，电机的散热效果会受到影响，从而导致温升增加。
电动机温升分析
3.负载 （1） 电动机长期过载。 （2） 电动机起动过于频繁，起动时间过长。 （3） 被拖动机械故障，使电动机出力增大，或被卡住不转。
4.环境和通风散热 （1） 环境温度高于 35℃, 进风过热。 （2） 机内灰尘过多，不利散热。 （3） 风罩或机内挡风板未装，风路不畅。 （4） 风扇损坏，未装或装反。 （5） 封闭式电机外壳散热片缺损过多，防护式电机风道堵塞。 （刘开江）
1. 电源质量
（1）电源电压高于规定范围（＋10％） ，使铁芯磁通密度过大，铁耗增加而过热；也使 励磁电流加大，导致绕组温升增高。
（2）电源电压过低（－5％） ，在负载不ห้องสมุดไป่ตู้情况下，三相绕组电流增大而过热。
（3）三相电源缺相，电动机缺相运行而过热。 （4）三相电压不平衡超过规定（5％） ，从而引起三相电源不平衡，电机额外发热。 （5）电源频率过低，导致电机转速降低，出力不足，但负载不变，绕组电流增加，电动 机过热。 2. 电动机本身 （1）误将Δ形接成丫形或丫形接成Δ形，电机绕组过热。 （2）绕组相间、匝间短路或接地，导致绕组电流增大，三相电流不平衡。 （3）绕组并联支路中某些支路断线，造成三相电流不平衡，未断线支路绕组过载发热。 （4）定、转子相擦发热。 （5）鼠笼转子导条断裂，或绕线型转子绕组断线。电机出力不足而发热。 （6）电机轴承过热。
当然较准确的是在电动机吊环孔内插入一支温度计（孔口可用碎布或棉花密封）来测量， 温度计测得的温度一般比绕组最热点温度低 10℃~20℃ 。根据测得的温度推算最热点的 温度，正常运行时，不应超过该电动机绝缘等级规定的最高允许温度。
二、造成电动机温升过高的原因
造成电动机温升过高的原因是多方面的，电源、电动机本身、负载以及工作环境和通风散 热情况都会导致电动机过热。主要原因归纳如下：
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电动机温升分析
作者：刘开江来源：安全文化网
一、用简易方法测定电动机温升
通常巡视和检查电动机运行情况时，习惯是用手摸一摸电机外壳，以判断电动机是否过热。
正常运行的电动机，其外壳温度不会过高，也就不会烫得烧手；如果烫得烧手，可能电动机的温升就过高了。
也可以在电动机外壳上滴上几滴水，如果电机不过热，水滴是慢慢蒸发冒热气的；如果滴上水滴立即很快蒸发冒气并发出“咝咝”声，就说明电动机温升过高了。
当然较准确的是在电动机吊环孔内插入一支温度计（孔口可用碎布或棉花密封）来测量，温度计测得的温度一般比绕组最热点温度低10℃～20℃。
根据测得的温度推算最热点的温度，正常运行时，不应超过该电动机绝缘等级规定的最高允许温度。
二、造成电动机温升过高的原因
造成电动机温升过高的原因是多方面的，电源、电动机本身、负载以及工作环境和通风散热情况都会导致电动机过热。
主要原因归纳如下：
1.电源质量
（1）电源电压高于规定范围（＋10％），使铁芯磁通密度过大，铁耗增加而过热；也使励磁电流加大，导致绕组温升增高。
（2）电源电压过低（－5％），在负载不变情况下，三相绕组电流增大而过热。
（3）三相电源缺相，电动机缺相运行而过热。
（4）三相电压不平衡超过规定（5％），从而引起三相电源不平衡，电机额外发热。
（5）电源频率过低，导致电机转速降低，出力不足，但负载不变，绕组电流增加，电动机过热。
2.电动机本身
（1）误将Δ形接成丫形或丫形接成Δ形，电机绕组过热。
（2）绕组相间、匝间短路或接地，导致绕组电流增大，三相电流不平衡。
（3）绕组并联支路中某些支路断线，造成三相电流不平衡，未断线支路绕组过载发热。
（4）定、转子相擦发热。
（5）鼠笼转子导条断裂，或绕线型转子绕组断线。
电机出力不足而发热。
（6）电机轴承过热。
3.负载
（1）电动机长期过载。
（2）电动机起动过于频繁，起动时间过长。
（3）被拖动机械故障，使电动机出力增大，或被卡住不转。
4.环境和通风散热
（1）环境温度高于35℃，进风过热。
（2）机内灰尘过多，不利散热。
（3）风罩或机内挡风板未装，风路不畅。
（4）风扇损坏，未装或装反。
（5）封闭式电机外壳散热片缺损过多，防护式电机风道堵塞。
导致步进电机发热的主要原因时间:2010-12-25来源:本站整理作者:电工之家
步进电机作为一种数字式执行元件，在运动控制系统中得到广泛的应用。
许多用户朋友在使用步进电机的时候，感觉电机工作时有较大的发热，心存疑虑，不知这种现象是否正常。
实际上发热是步进电机的一个普遍现象，但怎样的发热程度才算正常，以及如何尽量减小步进电机发热.
1，步进电机为什么会发热？
任何电机都会发热，只是发热程度不同罢了。
对于各种步进电机而言，内部都是由铁芯和绕组线圈组成的。
绕组有电阻，通电会产生损耗，损耗大小与电阻和电流的平方成正比，这就是我们常说的铜损，如果电流不是标准的直流或正弦波，还会产生谐波损耗；铁心有磁滞涡流效应，在交变磁场中也会产生损耗，其大小与材料，电流，频率，电压有关，这叫铁损。
铜损和铁损都会以发热的形式表现出来，从而影响电机的效率。
步进电机一般追求定位精度和力矩输出，效率比较低，电流一般比较大，且谐波成分高，电流交变的频率也随转速而变化，因而步进电机普遍存在发热情况，且情况比一般交流电机严重。
2，步进电机发热的合理范围。
电机发热允许到什么程度，主要取决于电机内部绝缘等级。
内部绝缘性能在高温下（130度以上）才会被破坏。
所以只要内部不超过130度，电机便不会损坏，而这时表面温度会在90度以下。
所以，步进电机表面温度在70-80度都是正常的。
简单的温度测量方法有用点温计的，也可以粗略判断：用手可以触摸1-2秒以上，不超过60度；用手只能碰一下，大约在70-80度；滴几滴水迅速气化，则90度以上了。
3，步进电机工作方式不同，发热也不同。
遇采用恒流驱动技术时，步进电机在静态和低速下，电流会维持相对恒定，以保持恒力矩输出。
速度高到一定程度，电机内部反电势升高，电流将逐步下降，力矩也会下降。
因此，因铜损带来的发热情况就与速度相关了。
静态和低速时一般发热高，高速时发热低。
但是铁损（虽然占的比例较小）变化的情况却不尽然，而电机整个的发热是二者之和，所以上述只是一般情况。
4，步进电机发热会影响步进电机的工作寿命吗？
电机发热虽然一般不会影响电机的寿命，对大多数客户来说没必要理会。
但是，严重的发热会带来一些负面影响。
如电机内部各部分热膨胀系数不同导致结构应力的变化和内部气隙的微小变化，会影响电机的动态响应，高速会容易失步。
又如有些场合不允许电机的过度发热，如医疗器械和高精度的测试设备等。
因此对电机的发热应当进行必要的控制。
我们的步进电机用在钢铁机器人上，环境温度100多度，至今工作正常。
5，步进电机发热问题的解决方案？
如果步进电机驱动器有自动半流模式，尽量让其工作在半流状态，因为此时步进电机全流工作发热最大。
如果负载力矩范围允许的情况下，可以把电机额定电流降下来，比如5A电机，让其工作在4A状态下；
选择低电阻，低电流的步进电机，减少铜损和铁损。
加装风机，强制散热。
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