环境温度变化对电机温升的影响
温度变化对电机危害的分析
0引言电机是不均质体,从电机的构成和材料来看, 由绕组、浸漆、硅钢、钢材、绝缘胶、绑带、氧化膜绝缘层、涂制绝缘层及加固用绝缘泥、槽楔(木、竹质或树脂) 、填充绝缘导磁材料等十几种材料组成,各种材料的温度特性、膨胀系数都各不相同。
因此,电机温度的骤变(骤升或骤降)对电机影响很大,突出表现在各种材料间由于膨胀系数不同而出现相对移动,材料间出现间隙、裂缝。
电机内部出现的间隙、空隙、裂缝,人们往往会意识到和观察到,但并未思考其成因,并因此忽略对它的关注、管理。
久而久之,随着时间的推移,问题会越积累越多,绕组在定子槽内不能被很好地固定,空隙大到一定程度,绕组会振动。
因为绕组在电能与机械能的转化过程中受力,其局部振动会加剧空隙的扩大,同时也加剧电机绕组本身外层绝缘漆的磨损、脱落,加剧电机耐压和绝缘能力的降低。
这种有害过程发展到一定程度会表现为电机某一相接地或间歇性接地,更严重的情况是二相或三相同时有以上情况发生,最严重的情况是通过电机定子或转子的硅钢片使二相或三相短路, 这种情况一旦发生往往会造成定子或转子严重变形、烧熔、报废。
当然,这种情况少有发生,而经常出现的情况是由于膨胀系数的不同使得绕组松动、振动、噪声加大、槽楔脱落,即使被人们发现, 也已经导致电机本身不得不进行大修处理,电机的使用寿命缩短,大修周期得不到保障。
1电机呼吸现象产生本文所提到的电机既包括异步电机、同步电机,也包括直流电机,既包括电动机也包括发电机。
因此,抛开各种类型电机的特殊性,专门研究电机的普遍性。
众多材料形成的不均质体(定子、转子)的热应力随温度变化,每种材质均会按照自己的膨胀系数随温度变化而膨胀和收缩,有些材料的膨胀系数是相近或相同的,有些则相差较多,膨胀系数的差异意味着热应力大小的不同,膨胀系数相近或相同的材质在一起,热应力相对较小,反之,热应力会相对较大。
理论上讲,只要膨胀系数有差别的材质在一起,那么温度的变化就会带来热应力,热应力的大小取决于膨胀系数差别及温度变化的骤缓,热应力的方向沿电机轴向分为径向胀缩热应力和轴向胀缩热应力,两种应力在分析时可作为单个力来分析,但两个力之间也相互关联,相互影响,同时电机定子、转子的各材质间均有这种应力。
电机在不同温度下的效率损失表
电机在不同温度下的效率损失表电机在不同温度下的效率损失表【引言】电机作为现代工业中最常用的电力转换装置之一，其效率对于工业生产的效益和可持续发展起着重要的作用。
然而，电机在运行中会因为各种因素而产生效率损失，其中温度是一个重要的影响因素。
本文将围绕电机在不同温度下的效率损失进行全面评估，并探讨其中的原因和可能的解决方案。
【主体】一、电机性能与温度相关性分析温度是影响电机性能的重要因素之一。
电机自身的损耗会导致温度升高；另高温环境下的导热不良也会导致电机温度升高。
这些因素相互作用，使得温度成为了影响电机效率的重要因素。
1. 电机效率随温度的变化电机在不同温度下的效率往往存在一定的差异。
以某型号交流电机为例，其工作温度范围为-40℃到+60℃。
当电机工作在较低温度时，其效率较高，能够达到额定效率的90%以上。
随着温度的升高，电机的效率逐渐下降，当温度达到极限温度时，电机的效率可能降低到额定效率的80%左右。
2. 温度对电机损耗的影响温度升高会导致电机内部各部件的电阻增加，从而产生更多的电阻损耗。
高温环境下电机的绝缘性能会降低，从而增加了漏电损耗。
这些额外的损耗会导致电机整体效率下降。
二、温度对电机效率的影响原因分析电机在不同温度下的效率损失主要受到两个方面的影响，即内部原因和外部原因。
1. 内部原因内部原因主要与电机本身结构和材料的特性有关。
电机内部的摩擦、电磁铁的电阻和电磁线圈的损耗等都会导致效率下降。
电机受到高温环境的影响，可能会导致电机散热不良，进一步增加了电机的内部损耗。
2. 外部原因外部原因主要包括工作环境温度、通风条件和冷却系统等方面的因素。
如果电机所处的工作环境温度较高，会导致电机散热不够充分，无法有效降低电机温度。
通风条件不良或冷却系统故障也会影响电机的散热效果，从而造成温度上升和效率下降。
三、电机在不同温度下效率损失的解决方案为了降低电机在高温环境下的效率损失，我们可以采取一些措施来改善电机的运行状况。
海拔与温升
海拔及环境温度等对电机的选型影响电机的环境因素a) 海拔。
一般选用的电动机在海拔不超过1000m时全部适用。
当电动机运行地点在1000m至4000m范围时，随着高度的增加，空气密度的减小，电动机散热差，绕组温升增加，但是海拔每升高100m环境气温降低0.5℃至0.65℃，这就补偿了绕组冷却效果差的不足。
这时电动机规定的温升值不必修正。
当电动机运行地点在海拔4000m以上时，电动机温升值要用户与制造厂家协商确定。
b) 环境温度。
电动机运行场合周围气温太低时，电动机绝缘料变脆，轴承润滑脂凝冻结，启动用电容器因电解液冻结而失效。
当气温过高时，绕组的实际温度将会增高（实际温度=环境温度+温升），过热将对绝缘有不良影响。
因此规定：当电机运行地点周围温度经常低于0℃时，绕组温升修正值和电机性能指标，应由用户和制造商协商确定；使用地点温度在0~40℃时，温升限值一般不修正，当使用地点最高气温在40~60℃时，实际温升限值应为标准规定温升值减去环境温度超过40℃部分的差值。
当使用地点温度超过60℃时，温升限值应由用户和制造商协商确定。
c) 环境湿度。
电动机的绝缘电阻随着湿度的增高而降低。
在一般环境湿度条件下，可选用E 级或B级绝缘等级电动机，但对环境湿度高的场合，最好选择绝缘等级高的电动机（例如F级）。
或可选用专用电动机。
d) 电动机周围环境弥漫有害物质时，这些物质如进入电动机内部，就会发生极大危害。
如在使用汽油、丙烷等爆炸性气体的石油、化学工厂，在有煤尘、甲烷气体的煤矿矿井，就必须选用防爆型电动机；在有腐蚀性很强的酸碱气体和液体侵蚀电动机的场合，必须使用防腐蚀式电动机；在有水滴和杂物有可能侵入电动机内部时就要依据不同情况，选用防滴式、防滴防护式、全封闭扇冷式电动机等。
温升测试与环境温度测试的区别及联系
温升测试与环境温度测试的区别及联系
一到夏季，工程师们总会为电机过热而烦恼。
但大家都知道衡量电机发热程度是用温升而不是用温度。
电机测试中涉及到温度的测试主要时温升测试及环境温度测试，本文主要介绍两者的区别和联系。
一、电机温升测试
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。
对电机绕组和其他各部分的温度测量，目前虽已采用不少先进技术，仍可归纳为电阻法、温度计法、埋置检温计法三种基本方法。
电阻法：导体电阻随着温度升高而增大，电阻与温升存在如下关系，由电阻法测得的温升是绕组的平均温升，比绕组的最热点约低5 摄氏度左右。
电阻的测量可用伏安法或电桥法测量。
在切断电源后测定，则测得的温升要比。
电机温升 环境温度
电机温升环境温度电机温升与环境温度近年来，电机在各行各业中的应用越来越广泛。
然而，随着电机工作时产生的热量也逐渐引起了人们的关注。
电机温升问题对于电机的正常运行和寿命有着重要的影响。
其中，环境温度是影响电机温升的一个重要因素。
环境温度是指电机所处的周围空气的温度。
它直接影响着电机的散热效果。
一般来说，环境温度越高，电机的温升也会越高。
这是因为高温会加剧电机内部的热量积聚，导致电机散热困难，从而使电机温度升高。
相反，当环境温度较低时，电机的温升也会相对较低。
当电机长时间在高温环境下工作时，电机温度会逐渐升高，这可能导致电机的绝缘材料老化甚至烧毁，从而影响电机的正常运行。
因此，为了确保电机的稳定工作，我们需要合理控制环境温度，并采取相应的散热措施。
可以通过优化电机的结构设计来提高散热效果。
例如，增加散热片的数量和面积，增加散热风扇的转速等。
这些措施可以增加电机与周围空气的接触面积，提高散热效率，从而有效降低电机的温升。
可以选择适当的环境温度范围来工作电机。
一般来说，电机的额定温度是指电机在额定负载下连续工作时的最高温度。
如果环境温度超过了额定温度，就需要采取相应的降温措施，例如增加散热风扇的数量或者使用风冷式散热装置等。
还可以通过改善工作环境来控制电机的温升。
例如，可以增加通风设备，提供良好的通风条件，降低环境温度，从而减少电机的温升。
电机温升与环境温度密切相关。
合理控制环境温度，采取适当的散热措施，可以有效降低电机的温升，保证电机的正常运行。
因此，在电机的设计和使用过程中，我们必须重视环境温度对电机温升的影响，合理选择工作环境，确保电机的稳定工作。
只有这样，才能最大限度地发挥电机的功效，延长电机的使用寿命，为各行各业的发展提供有力的支持。
温升测试与环境温度测试的区别
温升测试与环境温度测试的区别一到夏季，工程师们总会为电机过热而烦恼。
但大家都知道衡量电机发热程度是用“温升”而不是用“温度”。
电机测试中涉及到温度的测试主要时温升测试及环境温度测试，本文主要介绍两者的区别和联系。
一到夏季，工程师们总会为电机过热而烦恼。
但大家都知道衡量电机发热程度是用“温升”而不是用“温度”。
电机测试中涉及到温度的测试主要时温升测试及环境温度测试，本文主要介绍两者的区别和联系。
一、电机温升测试电机由常温（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。
图 1 电机绝缘等级对照表对电机绕组和其他各部分的温度测量，目前虽已采用不少先进技术，仍可归纳为电阻法、温度计法、埋置检温计法三种基本方法。
电阻法：导体电阻随着温度升高而增大，电阻与温升存在如下关系，由电阻法测得的温升是绕组的平均温升，比绕组的最热点约低5摄氏度左右。
电阻的测量可用伏安法或电桥法测量。
在切断电源后测定，则测得的温升要比断电瞬间的实际温度低。
温度计法：即用温度计直接测定电动机的温升。
当电机达到额定运行状态时，其温度也逐渐上升到某一稳定值而不再上升，这时可用温度计测量电机的温度。
此法所测温度为测点的局部温度。
埋置检温计是将热电偶或热电阻温度计在电机的制造过程中，埋置于电机制造后所不能达到的部位，此法主要用于测量交流定子绕组，铁心及结构件的温度。
电机的温度与温升(标准版)
电机的温度与温升(标准版)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes( 安全技术 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改电机的温度与温升(标准版)大家都知道衡量电机发热程度是用“温升”而不是用“温度”，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、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。
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。
电动机的温度与温升关系
电动机的温度与温升关系一到夏季，电工们为电动机过热而烦恼。
但大家都知道衡量电动机发热程度是用“温升”而不是用“温度”。
一些初学者为此在实践中提出了各种问题。
例如一台A级绝缘的电动机，温升限度为50℃，那么：1、当气温为15℃而绕组温度为80℃时，电动机能否继续运行?一种回答是，当然行：理由是：虽然温升超过了50℃达65℃，但绕组温度并未超过A组绝缘的最高允许工作温度90℃。
而另一种回答是不行，因为温升超过了。
2、当气温为45℃（如夏季露天或高温车间）而电动机绕组温度为95℃时。
电动机能否继续运行?同样有两种意见：一说不行，而另一说可以。
后者理由是铭牌上不是说温升限度为50℃吗?并未超过此值。
类似上述问题的产生都是由于对温升、温度、绝缘的耐热及发热与散热的平衡等没有明确的概念所致。
一、绝缘材料的耐热等级绝缘材料按耐热能力分为Y、A、E、B、F、H、C 7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，系指电动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，寿命严重缩短。
所以电动机在运行中，温度是寿命的主要因素之一。
二、温升温升是电动机与环境的温度差，是由电动机发热引起的。
运行中的电动机铁心处在交变磁场中会产生铁损。
绕组通电后会产生铜损。
还有其他杂散损耗等。
这些都会使电动机温度升高。
另一方面电动机也会散热，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前增大了。
所以说温升是电动机设计及运行中的一项重要指标，标志着电动机的发热程度。
电机的温度与温升模版
电机的温度与温升模版引言：电机温度是电机运行过程中一个重要且不可忽视的参数。
电机温度的升高会直接影响到电机的性能和寿命，因此对电机温度进行合理的分析和控制对于电机的安全运行非常重要。
本文将对电机温度与温升模型进行详细的介绍和分析。
一、电机温度的影响因素电机温度受到多个因素的影响，主要包括以下几个方面：1.1 电机负载：电机的负载大小直接影响到电机的工作状况和温度升高程度。
当电机负载较小时，由于电机内部的自冷作用较为明显，温升较低。
当电机负载较大时，电机内部的自冷作用减弱，温升较高。
1.2 辅助散热措施：电机的散热措施也会对电机的温度产生影响。
例如，通过电机外部散热片增加散热面积、使用散热风扇或液冷方式冷却等措施，可以降低电机的温度升高。
1.3 环境温度：环境温度的高低也会对电机的温度产生影响。
当环境温度较高时，电机的温度升高速度较快；当环境温度较低时，电机的温度升高速度较慢。
1.4 电机绝缘等级：电机的绝缘等级决定了电机能够承受的最高温度。
当电机的工作温度超过绝缘等级所规定的最高温度时，可能会导致电机的绝缘损坏，从而影响电机的安全运行。
二、电机温度与温升模型电机温度与温升模型是用来描述电机在运行过程中温度变化的数学模型。
根据热学原理，电机温度的变化可以通过下面的公式来描述：T = T0 + P × Rth其中，T为电机的最终温度，T0为电机的初始温度，P为电机的功率，Rth为电机的热阻。
根据这个模型，我们可以通过测量电机的功率和热阻来计算电机的温度升高。
2.1 电机功率的测量：电机的功率可以通过测量电机的电流和电压来计算。
电机功率的计算公式为：P = U × I其中，P为电机的功率，U为电机的电压，I为电机的电流。
2.2 电机热阻的测量：电机的热阻可以通过测量电机的温升和功率来计算。
电机热阻的计算公式为：Rth = (T - T0) / P其中，Rth为电机的热阻，T为电机的最终温度，T0为电机的初始温度，P为电机的功率。
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。
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环境温度变化对电机温升的影响
同一台电机寒冬时测得的温升低，盛夏时测得的温升高，其原因主要是石碑 环境温度比冬天高，电机的电阻增加。
在同样的负载下，电机损耗增加，所以温升增加。
小型异步电动机的损耗主要是定子、转子铜耗和杂散耗（以下简称I 2
R 损耗）产生的温升θCu ，其约占总温升θ的90%；还有铁耗、机械损耗所产生的温升θk ，只占θ的10%，而且在额定负载范围内，可以认为θk 不是随负载而变化的。
总温升：
θ=θk +θCu （℃） (4-157)
其中θCu =KI 2
R，K 为等效的发热损耗系数，对于给定的电机，可以认为K 不变。
若定子绕组电阻在环境温度为t 2、温升为θ’时是R’；在环境温度为t 1，温升为θ时是R。
就有：
如果冬天试验时的环境温度t 1=0℃，试验得电机的温升θ=70℃；
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N G
.C
O
M
而夏天试验时环境温度t 2=40℃，那么可以估计夏天的温升差值和温
升θ’大致是：
由此可见，冬天试验的电机合格（E 级，70℃），夏天就不合格了（82℃）。
这一点，应引起设计者和检验者以及使用者的注意！而
且随着电机绝缘等级的提高，环境温度对温升的影响越大。
当环境温
度从0℃变到40℃时，各级绝缘计算的温升差值△θ列于表4-11中。