电动机的温度与温升
电机温升
中小型电动机的温升——资料来自机械设计手册第三版并经整理发热与温升：电动机在运行过程中有能量损耗，可分为固定损耗和可变损耗。
固定损耗包括铁损和机械损耗，与负载大小无关，一般型电动机此项数值较小；可变损耗主要是铜损，是电机发热的主要热源，等于电流的平方乘以电阻。
损耗导致电机发热。
电机的温升：发热与散热达到平衡时电机温度与环境温度之差称为电动机的温升。
若以Q 代表单位时间内电动机的发热量；A代表电动机与环境温度相差1度时，单位时间内电动机的散热量，则温升稳定值∆T=Q/A达到温升稳定值所需的时间：理论上达到温升绝对稳定的时间是无限长的，实际上只能达到基本稳定。
所需要的时间与发热时间常数T有关。
若以C代表电机的热容量，即电动机温度升高1度所需的热量，则T=C/A （A的定义同上）T与电动机的构造和尺寸有关。
小型电动机（中心高80~315属于小型）一般为0.5小时左右，大型电动机（中心高大于630mm属于大型）一般为3~4小时。
电机的冷却时间常数为发热时间常数的2~3倍，采用强迫通风时，两者相等。
T并不就是温升的稳定时间。
温升按指数规律随时间的增加而逐渐趋于稳定值。
下表是根据公式计算出的温升与温升稳定值之比TB与时间的关系表列数据可以用来估计温升稳定值和大致达到温升稳定值所需的时间。
举例来说，如果某小型电动机的T=0.5小时，运行3xT=1.5小时的温升为35度，便可得到TB=0.95，则可以推算出温升稳定值为∆T=35/0.95=36.84度。
电机的绝缘等级与允许温升：电机的绝缘等级决定于所采用的材料的耐热等级。
若电机的主要部件采用不同耐热等级的绝缘材料，则其绝缘等级按绝缘材料的最低耐热等级考核。
一般用途的中小型电机常选用较低耐热等级的绝缘材料，如E级，B级；有特殊要求的如高温环境，频繁启动的电机，则采用较高耐热等级的绝缘材料，但有时为了提高电机的使用寿命与可靠性，往往也采用较高耐热等级的绝缘材料，但其温升按较低等级考核。
电动机的温升和极限容许温升
电动机的温升和极限容许温升电动机温度是指电动机各有些实习发热温度,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数,乃至致使绝缘损坏.为使绝缘不致老化和损坏,对电动机绕组等各有些温度作了一不守时的绑缚,这个温度绑缚便是电动机的容许温度。
电动机的各部温度的凹凸还与外界条件有关,温升便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-------实习冷却状况下的绕组温度(即环境温度,室温不容许逾越40℃);
T2-------发热心况下绕组温度.
1。
第08章 电机的发热与冷却
电机的发热与冷却
• 电机的额定容量还与使用环境有关，若环境温度、冷却介质、 海拔和相对湿度等与规定的不同，则要对额定容量进行修正。 如在高海拔地区使用，空气稀薄，冷却能力差，则应该降低 电机的额定容量。
• 冷却方式对电机的额定容量影响很大，冷却能力越强，电机 各部件的温度越低，额定容量越大。
• 电机的额定容量还与工作制有关，同一台电机，若运行在不 同的工作制下，其额定容量不同。例如，长期运行时的温升 要高于短时运行，其额定容量要小于后者。
电机的发热与冷却
温度测量方法的不同，会造成测量结果的不同。在规定温升限
度的同时，还应规定相应的温度测量方法。
• 温度计法
该方法直接测量温度，非常简便，但只能测量电机各部分的 表面温度，无法得到内部的最高温度和平均温度。
• 电阻法
绕组的电阻R随温度t的升高而增大，满足以下规律
R
R0
T0 t T0 t0
电机的发热与冷却
在电机中，电机的底座和电机周围的空气通常都是不良导热 体，因此热传导主要发生在电机内部。 电机内的热源主要是绕组损耗和铁心损耗，绕组损耗所产生的 热量借助于热传导作用从绕组穿过绝缘传递到铁心中，与铁心 产生的热量一起被传导到电机表面。 可以看出，绕组热量的传导比铁心中热量的传导经过的材料 多，故绕组温度通常高于铁心温度。 将温度场中温度相同的点连接起来，就得到等温线或等温面。 各点热量传导的方向总是与该点温度的空间变化率最大的方向 一致，也就是与通过该点的等温线或等温面的法线方向一致。
是制造厂对电机在相应的变速范围内的变动负载（包括过载） 和各种条件的规定。 • 离散恒定负载工作制定额 • 等效负载定额 一种为试验目的而规定的定额。
电机的发热与冷却
电机温度与温升的概念及测量和计算
电机温度与温升的概念及测量和计算
电机绕组、轴承及其它部件，只有低于其最高允许工作温度下使用，才能保证其经济使用寿命和运行可靠性。
1．温升电机温升温升限度（1）某一点的温度与参考（或基准）温度之差称温升。
（2）什么叫电机温升。
电机某部件与周围介质温度之差，称电机该部件的温升。
（3）什么叫电机的温升限度。
电机在额定负载下长期运行达到热稳定状态时，电机各部件温升的允许极限，称温升限度。
电机温升限度，在国家标准GB755-65中作了明确规定。
根据统计我国各地的绝对最高温度一般在35～40℃之间，因此在标准中规定+40℃作为冷却介质的最高标准。
电动机的绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级，分A、E、B、F、H级。
允许温升是指电动机的温度与周围环境温度相比升高的限度。
绝缘的温度等级A级E级B级F级H级
最高允许温度（℃）105 120 130 155 180
绕组温升限值（K）60 75 80 100 125
性能参考温度（℃）80 95 100 120 145。
温度与温升
温升就是电机温度比周围环境温度高出的数值.电机温度与温升的概念及测量和计算收藏此信息打印该信息添加：用户发布来源：未知电机绕组、轴承及其它部件，只有低于其最高允许工作温度下使用，才能保证其经济使用寿命和运行可靠性。
《电气时代》2001年第2期刊登的《温度与温升》值得学习和深思。
笔者愿借题再探讨有关认识。
电机的发热避免不了的想到了发热程度，涉及到电机发热程度的理论认识是：温升，温升限度、绝缘材料、绝缘结构，耐热等级等。
因此，要认识和理解上面几个名词的含义，才能更好地注意和修正电机的发热程序。
1．温升电机温升温升限度（1）某一点的温度与参考（或基准）温度之差称温升。
也可以称某一点温度与参考温度之差。
（2）什么叫电机温升。
电机某部件与周围介质温度之差，称电机该部件的温升。
（3）什么叫电机的温升限度。
电机在额定负载下长期运行达到热稳定状态时，电机各部件温升的允许极限，称温升限度。
电机温升限度，在国家标准GB755-65中作了明确规定，如附表所示。
在电机中一般都采用温升作为衡量电机发热标志，因为电机的功率是与一定温升相对应的。
因此，只有确定了温升限度才能使电机的额定功率获得确切的意义。
2．绝缘材料绝缘结构耐热等级（1）什么叫绝缘材料。
用来使器件在电气上绝缘的材料称绝缘材料。
（2）什么叫绝缘结构。
一种或几种绝缘材料的组合称绝缘结构。
（3）什么叫耐热等级。
表示绝缘结构的最高允许工作温度，并在这样的温度下它能在预定的使用期内维持其性能，在允许的范围内及其所分的等级耐热等级。
耐热等级分为Y级90℃、A级10℃、E级120℃、B级130℃、F级155℃、H级180℃和H级以上共七个等级。
从上所述，电机中不同耐热等级的绝缘材料有着不同的最高允许工作温度。
所谓最高允许工作温度是指：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。
三相异步电动机的最高允许温度和最大允许温升
三相异步电动机的最高允许温度和最大允许温升
定期检查电动机的温升，是监视电动机运行状况的直接可靠的方法。
当电动机的电压过低、电动机过载运行、电动机两相运行、定子绕组短路时，都会使电动机的温度上升。
所谓温升是指电动机运行温度与环境温度（或冷却介质温度）的差值。
例如环境温度（即电动机未通电的冷态温度）为30℃，运行后电动机的温度为100℃，则温升为70℃。
温升值反映了电动机运行中的发热状况，是电动机的运行参数。
表1列出了各种绝缘等级的电动机不同部位的最高允许温度和最大允许温升。
表1 三相异步电动机的最高允许温度和最大允许温升
表1所列温升都是环境温度为40℃时的值。
若环境温度低于40℃时，可允许保持表内温升值不变。
但环境温度高于40℃时，应以最高允许温度为准，这时的允许温升应以允许温度减去环境温度。
例如，当环境温度为41℃时，B级绝缘定子绕组允许温升为110℃-41℃=69℃ （温度计法）
(1)对于中小型电动机，常用酒精温度计对温度进行测量。
测量时，可把温度计紧靠被测轴承表面或定子铁芯，读表上温度指示值。
测绕组温度时，可旋下吊襻，把温度计插入吊襻螺孔内（温度计底部用金属箔包住）。
读得的温度为绕组表面温度，再加上15℃就是绕组的实际温度。
(2)如果没有上述的温度计，可在确定电动机外壳不带电的情况下，用手背去触电动机外壳的温度。
若手能在外壳上停留而不觉得很烫说明电动机温升正常；若手不能停留，则说明电动机温升过热。
电机绕组温度与温升的国家规定允许标准
电机绕组温度与温升的国家规定允许标准电机绕组温度与温升的国家规定允许标准大家都知道衡量电机发热程度是用“温升”而不是用“温度”来衡量的，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给出基本说明。
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，温度是影响绕组使用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。
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1.5～3℃。
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。
电动机温度不能超过多少度
电动机温度不能超过多少度电机正常运行的温度不宜超过多少度？一般来说，电机机身温度以不超过摄氏80度为好。
当超过该温度时，电机内绕组温度也已经比较高，且肯定会超过80°同时，机身温度也会传输到电机轴伸端，影响电机轴承的润滑等。
电动机温度超过多少会烧坏？一般来说电机绝缘等级如果是A级，环境温度40℃,那么电机的外壳温度应该小于60℃。
电机各部位的温度限度1、与绕组接触的铁心温升（温度计法）应不超过所接触的绕组绝缘的温升限度（电阻法），即A级为60°C,E级为75°C,B级为80°C,F级为100°C,H 级为125℃。
2、滚动轴承温度应不超过95℃,滑动轴承的温度应不超过80℃。
因温度太高会使油质发生变化和破坏油膜。
3、机壳温度实践中往往以不烫手为准。
4、鼠笼转子表面杂散损耗很大，温度较高，一般以不危及邻近绝缘为限。
可预先刷上不可逆变色漆来估计。
电机的温度与温升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。
性能参考温度(°C)A80E95B1OOF120H145绝缘材料根据热稳定性可分为如下7个等级：1、Y级，90度，棉花2、A级,105度3、E级,120度4、B级，130度，云母5、F级，155度，环氧树脂6、H级，180度，硅橡胶7、C级，180度以上常用的B级电机，其内部的绝缘材料往往是F级的，而铜线可能使用H级甚至更高的，来提高其质量。
一般为提高使用寿命，往往规定高级绝缘要求，低一级来考核。
比如，常见的F级绝缘的油泵电机，做B级来考核，即其温升不能超过120度(留10度作为余量，以避免工艺不稳定造成个别电机温升超差)。
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电动机的温度与温升
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。
在运行中，如电动机温升突然增大，说明电动机有故障，风道阻塞或负荷太重。
三、温升与气温等因素的关系
由于各地各时的环境温度不相同，因此必须规定标准的环境温度。
我国早期设计的电动机均采用35℃，而从1965 年后设计的J2、JO2和Y 系列电动机则用40℃。
对于正常运行的电动机，在额定负荷下其温升应与环境温度的高低无关，且当环境温度低于40℃（或35℃）时，其运行温升也不允许超出铭牌额定值。
如一台正在运行的A 级绝缘电动机，当环境温度降到10℃时，并不意味着温升允许扩大到80℃。
有人认为只要绕组温度不超过规定的90℃即可。
这不全对，如负荷未增加，而温升达到
80℃，这说明电动机本身出了故障。
那么，额定负载下运行的电动机温
升是否与气温等因素毫无关系呢：不! 是稍有影响的。
1、气温下降时，正常电动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、自冷电动机的环境温度每增10℃，则温升增1.5 ～3℃。
这是因为绕组铜损随气温上升而增加。
气温变化对大型电动机和封闭电动机影响较大。
3、空气湿度升高10%，因导热改善，温升可降0.07 ～0.38 ℃，平均为0,19 ℃。
4、海拔以1000m为标准，每升100m，温升增加温升极限值的1%。
四、极限工作温度与最高工作温度细心人会看出矛盾：为什么一会儿说A 级的极限工作温度为105℃，一会儿又说A 级的最高允许工作温度是90℃呢?这与测量方法有关。
不同的测量方法，其反映出的数值不同，含义也不一样。
1、温度计法其测结果反映的是绕组绝缘的局部表面温度。
这个数字平均比绕组绝缘的实际最高温度即“最热点”低15℃左右。
该法最简单，在中、小电动机现场应用最广。
对低电阻绕组，此法比电阻法准确。
由于水银温度计在交变磁场中会因涡流损耗发热，故在交流电动机中使用酒精温度计。
2、电阻法其测量结果反映的是整个绕组铜线温度的平均值。
该数比实际最高温度按不同的绝缘等级降低5～15℃。
该法是测出导体的冷态及热态电阻，按有关公式算出平均温升。
3、埋置检测温度计试验时将铜或铂电阻温度计或热电偶埋置在绕组、铁
心或其他需要测量预期温度最高的部件里。
其测量结果反映出测温元件接触处的温度。
大型电动机常采用此法来监视电动机的运行温度。
在100～200℃范围内铜或铂电阻温度计较准确，而热电偶不常用。
另外，封闭扇冷式电动机用电阻法测得的温度比温度计法测得的高0～15%；防护式高10%～2 0%。
而电阻法与预埋铜电阻检温计相差± 5%。
综上所述，各种测量方法所测量到的温度与实际最高温度都有差值，不能真正反映出绝缘材料的实际最高温度，因此需将绝缘材料的“极限工作温度”减去此差值才是“最高允许工作温度” 。
五、电动机各部位的温度限度
1、与绕组级接触的铁心温升（度计法）应不超过所接触的绕组绝缘的温升限度（电阻法），即A级为60℃，E级为75℃，B级为80℃，F 级为100℃，H 级为125℃。
对于封闭式电动机，温度计可插入机座的吊环螺孔与铁心接解。
2、滚动轴承温度应不超过95℃，滑动轴承的温度应不超过80。
因温度太高会使油质发生变化和破坏油膜。
温度计应插近滚珠轴承外圈或滑动轴承下轴瓦。
如测轴承盖温度，其值比外圈低15%～25%。
如测油池上层油温，其值比轴瓦低15℃。
3、机壳温度实践中往往以不烫手为准。
4、鼠笼转子表面杂散损耗很大，温度较高，一般以不危及邻近绝缘
为限。
可预先刷上不可逆变色漆来估计。
六、故障的排除当发生下列任一种情况时，说明电动机有故障：1、温度超过最高工作温度。
2、温升超过规定或温升虽然未超过规定，但在低负荷时温升突然增大。
这两类故障的判断和排除方法是：1、在额定负荷下温升未超过温升限度，仅由于环境温度超过40℃而使电动机温度超过最大允许工作温度。
这种现象说明电动机本身是正常的。
解决的办法是用人工方法使环境温度下降，如办不到，则必须减负荷运行。
2、在额定负载下温升超出铭牌规定。
不管什么情况，均属有故障，必须停机检查，特别对温升突然变大更要注意。
其外部原因有：电网电压太低或线路压降太大（超过10%），负载太重（超过10%），电动机与机械配合不当；内部原因有；单相运行、匝间短路、相间短路、定子接地、风扇损坏或未紧固、风道阻塞、轴承损坏，定转子相擦、电动机与电缆接头发热（特别是铜铝或铝铝连接）、电动机受腐蚀或受潮等。
此外，从理论上讲电动机均可正反转，但有些电动机的风扇有方向性，如反了，温升会超出许多。
总之，必须针对各种具体情况，排除故障。