变频器的温升及其试验方法
电力设备温升的检测方法-管理资料
电力设备温升的检测方法-管理资料长期过热将加快电气设备绝缘老化、严重影响其使用寿命(绝缘材料使用温度超过允许值8～12℃，其寿命减半)，。
所以要密切关注和监视电气设备运行中各部分温升的变化，使其在允许范围内工作。
1、变色漆和温蜡片测温法主要用于测量母线和导线接头处及保险丝夹头外部的温度变化，防止过热引起事故。
一般母线有焊接、压接和搭接三种连接方法，不管何种方法，在长期大电流运行中，均会发热，可用变色漆监视其温升。
变色漆是随温度改变颜色的一种涂料。
把它涂在接头处，常温是黄色，30℃以上开始变色，45℃为橙色，65℃为橙赤色。
温度越高，颜色越深。
温度下降，颜色变回。
用温蜡片监视载流导线接头温度也很方便。
温蜡片是由不同熔点的石蜡和地蜡按一定的比例混合配成，有60℃、70℃、80℃等，达到预定温度、温蜡片开始熔化，据此状可判断导线接头温度的变化。
2.温度计测温法常用酒精温度计。
将温度计插入电机吊装螺孔内进行，所测温度再加上10℃就是电机绕组最热点的温度。
把电机的温度减去环境温度就是电机的温升。
此法最应注意不让外界条件影响读数，所以温度计测量部分与被测表面必须接触良好。
用棉花或软木塞紧温度计以减少测量误差。
3.电阻测温法根据导线温度升高其电阻增加的原理，管理资料《电力设备温升的检测方法》(https://www.)。
来进行电机绕组温升的测量。
采用电阻法时。
首先用电桥测出绕组冷态直流电阻R1的数值，再测出电机运行后热态直流电阻R2，代入下式算出绕组的温升。
T2=(R2-R1)/R1×(T1 K)(℃)式中：T2--绕组温升(℃);T1--环境温度(℃);K--温度系数，铜线为235，铝线为228。
用电阻法推算出来的是平均温升，平均温升和最高温升允许相差5℃左右。
如推算出来的温升是60℃，实际最热点的温升已到65℃。
4.埋置检温计法常用的温度计有两种：电阻体和热电阻。
电阻体温度计是利用铂电阻或半导体电阻值随温度改变的性质而制成的。
温升试验条件和试验原理
温升试验条件和试验原理温升试验，这个听起来有点严肃的名字，实则跟我们日常生活中的一些小事儿有着千丝万缕的关系。
想象一下，你刚买的新手机，正兴致勃勃地玩游戏，突然它就发烫了，那种感觉简直像是热锅上的蚂蚁，不知道怎么办才好。
温升试验就是为了测试设备在特定条件下的热表现，确保它们不会像个小火炉一样烤着我们。
因此，在进行这种试验时，我们会模拟设备在极端环境下的表现，让它们“过把瘾”。
这个试验的原理呢，简单说就是让设备在规定的时间和温度下工作，看看它们的温度会上升到多少。
举个例子，就像给你的电饭煲加热米饭，时间一到，米饭熟了，但如果过了火，锅就可能烧干，甚至坏掉。
设备也是这样，温升试验能帮我们找出它们的“底线”。
你要知道，有些设备在高温下可能会表现得像个乖孩子，乖乖地工作，而有些则可能会抗拒，甚至跳脚罢工。
嘿，这就是科技界的小秘密了。
做温升试验的时候，我们需要注意几个关键的条件。
环境温度要控制得当。
想想夏天，外面热得像蒸笼，但你却在空调下，哈哈，这就是对比。
同样，试验中的环境要和实际应用场景相符，这样才能得出靠谱的结果。
然后，电流和负载的设定也不能马虎，电流过大会让设备感到“压力山大”，搞不好就会让它们短路，而负载则关系到设备能否正常运转，别让它们一不小心就“出轨”了。
我们可不想看到心爱的电子产品“开小差”吧。
数据采集也是个大头。
像是在饭桌上，大家各自聊得热火朝天，但你得把每个人说的话都记下来，才能回头总结。
温升试验就是要记录设备在不同温度下的表现，看看它们的温度是“高歌猛进”，还是“平平淡淡”。
如果温度一上来就蹭蹭往上涨，那就得考虑是不是该对设备进行“体检”了，看看它们是不是遇到了什么“难题”。
数据分析是个技术活，但也别担心，老司机们总能找到其中的“门道”。
温升试验的最终目的嘛，简而言之，就是为了确保设备在各种环境中都能稳定运行。
比如说，汽车在夏天的公路上狂奔，家里的空调在炎热的午后持续工作，或是你那台新买的笔记本在高强度的游戏下依然能保持冷静。
变频条件下电动机的温升与对策
变频条件下电动机的温升与对策为节约能源和改善工艺控制，越来越多的工业过程利用变频器来提高生产系统的综合效率。
本文阐述变频条件下电动机的温升与对策标签：变频；电动机；温升变频器输出的PWM脉冲电压谐波成分丰富、脉冲频率高且上升沿陡直，这种状况与用50Hz的交流正弦波驱动电动机的状况大不相同，在能量转换过程中，电动机内部将不可避免地产生损耗，使电动机的温度升高。
当温升超过最高容许工作温度时，电动机的使用寿命将大幅缩短。
为此，研究电动机的温升问题及其缓解对策是十分重要的。
1 电动机的温升限度电动机中常用的绝缘材料，按其耐热能力，分为A、E、B、F和H等五级。
A级绝缘采用经过浸渍或使用时浸于油中的棉纱、丝和纸等有机材料，E级绝缘是聚脂树脂、环氧树脂及三醋酸纤维等制成的绝缘薄膜，B、F、H级绝缘的基本材料均为云母、石棉及玻璃纤维，但浸渍用漆的耐热性能不同。
下表列出各级绝缘的最高容许工作温度。
上述耐热能力是指可以长期在该温度下使用。
当工作温度超过最高容许工作温度时，使用寿命将迅速缩短。
试验表明，对A级绝缘，若一直处于90～95℃以下时，其使用寿命可达20年；当工作温度在95℃以上时，温度每增高8℃，绝缘的使用寿命就将减少一半(俗称8℃定理）。
一般电动机多采用E级和B级绝缘。
要求在高温场合下使用的电动机，如起重及冶金用电动机，常采用F级和H级绝缘。
电动机某一部分的温度和周围冷却介质的温度之差称为该部件的温升，一般用θ表示。
当该部分所用绝缘材料确定后，部件的最高容许工作温度就确定了，此时温升限度就取决于冷却介质的温度。
冷却介质的温度越高，容许的温升就越低。
考虑到全国各地区和各个季节环境温度的变化较大，国家标准中明确规定，在海拔1000m以下时，环境空气温度规定为40℃，当最高环境温度比40℃高出Δt0时(Δt0不超过20℃），温升限度应相应地减低Δt0；如低于40℃时，温升限度一般维持原值不变。
当海拔在1000m以上，但不超过4000m时，温升限度按试验和使用地点的海拔差别进行校正。
采用电机对拖电能回馈法的变频器温升试验
采用电机对拖电能回馈法的变频器温升试验一个品质良好的变频器都应该通过产品质量认证及其完整的试验，试验类型包括型式试验(Typetest)、出厂试验、抽样试验、选择(专门)试验、验收试验、现场调试试验等。
温升试验是型式试验里的很重要的一项试验，其温升值可间接反映出变频器的工艺结构及电气设计水平、多种缺陷及故障隐患等。
温升的上限值过高会造成因过载、过流、环境温度增加而烧毁变频器。
温升的上限值过低会带来变频器的体积过大、成本增加等不利因素。
变频器的故障率随温度升高而成指数上升，使用寿命随温度升高而成指数下降，环境温度升高10度，变频器使用寿命减半。
所以应保证变频器的使用温度，认真考虑其散热问题。
温升试验的目的在于测定变频器在额定条件下运行时，各部件的温升是否超过规定的极限温升。
试验应在规定的额定电流和工作制，以及在最不利的冷却条件下进行。
大功率变频器的温升试验涉及负载、能耗等问题，合理的试验方法可以达到节能、方便的要求。
1、试验依据2002年制定的国家标准GB/T12668.2-2002《调速电气传动系统第二部分：一般要求—低压交流变频电气传动系统额定值的规定》给出了低压变频器一般额定值规定，在7.3.2“CDM/BDM的标准试验”中对于温升的“试验方法”按《半导体变流器基本要求的规定》GB/T3859.1-1993的6.4.6规定执行。
在7.4.2.5“电气传动系统”的专门试验中提到温升试验“在要求的最大负载下，以最低转速、基本转速和最大转速进行温升试验。
温升试验进行到所有温度都稳定为止”。
在GB/T3859.1-1993的“检验与实验”中6.4.6“温升试验”中给出了具体要求：温升试验的目的在于测定变流器在额定条件下运行时各部件的温升是否超过规定的极限温升。
半导体器件的温升极限可以是规定点（例如外壳）的最高温升，也可以是等效结温，由制造厂决定。
变流器各部位的极限温升如表1所示。
部件和部位极限温升（K）主电路半导体器件外壳温升和结温由产品技术条件或分类标准规定主电路半导体器件与导体的连接处裸铜：45 有锡镀层：55 有铜镀层：70母排（非连接处）：铜；铝35；25浪涌吸收器与主电路的电阻元件距外表面30mm处的空气：25表1：变频器各部位的极限温升当按照设备的额定值进行试验时，设备及其组成部分所达到的温度应当不超过表15中给出的温度。
变频电机温升的分析及对策
变频电机温升的分析及对策摘要：调速技术的蓬勃发展，变频器供电电机的温升问题已引起人们的广泛关注。
本文首先介绍了电动机的温升限度；然后结合实例分析了变频器供电对变频电动机温升的影响及其它原因对变频电机温升的影响；最后从降低发热量和提高散热能力两方面提出缓解电机温升的措施，并指出了应用中应注意的问题。
关键词：变频器变频电动机温升及对策一、电动机的温升限度温升是电机与环境的温度差，是由电机发热引起的，是电机设计及运行中的一项重要指标，人们根据不同绝缘材料耐受高温的能力对其规定了7个允许的最高温度，按照温度大小排列分别为：Y、A、E、B、F、H和C。
它们的允许工作温度分别为：90、105、120、130、155、180和180℃以上。
电机各部位的温度限度与绕组接触的铁心温升应不超过所接触的绕组绝缘的温升限度，即A级为60℃，E级为75℃，B级为80℃，F级为100℃，H级为125℃。
二、案例分析1、故障现象云南华联锌铟股份有限公司新田选矿车间长距离（3987米）原矿运输皮带驱动站，由两台690V/630kW变频交流电机进行驱动，两台电机由两台西门子变频器通过“主-从控制”模式运行，根据生产需要，调节电机转速以改变进料量。
每小时运输原矿约400-600吨，担负着车间原矿供料任务，是生产流程中的一个重要关键环节，从2013年9月安装结束运行后，两台电机普遍存在发热严重，并有异常噪音，2#电机尤为明显，运行两年多发生了近5次匝间短路烧毁事故。
2、原因分析及处理措施（1）变频器参数变频器采用西门子原装柜式变频器G150系列，具体参数如下：（2）电机型号参数及运行参数：1#电机型号YLVF400-4-G1（安徽皖南），功率630KW ，电压690V，额定电流612.5A额定转速：1490r/min，防护等级IP54 ，扭矩4033N/m 调频范围5-75HZ ，重量3300kg ，轴承型号6326/6326-S 。
电机绕组温升测试方法
电机绕组温升测试方法
电机绕组温升测试方法
一、绕组温升公式：
△t——绕组温升
R1——实验开始的电阻冷态电阻
R2——实验结束时的电阻热态电阻
k——对铜绕组,等于；对于铝绕组：225
t1——实验开始时的室温
t2——实验结束时的室温
该公式是参照EN60335-1和国家标准;
注,一般绕组温升测试时可t2-t1两者温差值不做考虑;
二、绕组温升公式代入计算方法
1、将电机两根电源线,连接在变频器电源输出端;
2、打开变频电源,调节变频电源仪器相关输出电压、频率值;
3、打开变频输出电源开关,同时记录显示屏中的功率值,该值为冷态电阻R1;
4、在设备测试时,同时记录测试室环境温度值T1;
5、电机连续运行3小时后,再次读取电阻值R2.
6、最终将相关测试值代入绕组温升公式内,得出电机温升值;
三、温升测试仪器：
四、温升测试操作规范：
1、打开变频电源,调整测试电机的相应参数如电压、频率;
2、将温升测试仪器背面的电源输入端电源插头连接到变频电源输出端;
3、将温升测试仪器背面的两个测试端分别连接到被测风机电机连接线;
4、打开温升测试仪器电源开关,同时,打开变频电源器电源输出端开关;
5、当温升测试仪器上分别显示电阻、温升、时间时,将COLD档冷态值,切换到HOT档热态值;另将温升值T档,切换到△T档;
6、通电后,在读温升仪器测试值正确范围内时,Time显示屏中会显示测试运行时间;一般电机测试运行3小时后,读取最终温升测试值;。
电器的温升试验概论
电器的温升试验概论电器的温升试验，就是要测量电器的一些零部件在规定的工作条件下的温升值。
“温升”是指电器零部件的工作温度与周围空气温度之差，将温升值加上电器的最高环境温度就是它的最高工作温度，为保证电器工作的可靠性和使用寿命，这个最高温度不应超过材料的允许极限值。
一、电器的发热与允许温升电器在工作时，由于电流通过导体和线圈而产生电阻损耗；对交流，则由于交变电磁场的作用还会在铁磁体内产生涡流和磁滞损耗。
所有这些损耗全部转变为热能，一部分散失到周围介质中；一部分加热电器使其温度升高。
金属材料在温度高达一定数值后，其机械性能会显著下降，材料机械强度开始下降时的温度称为材料的软化点，以铜为例，长期发热时的软化点为100~200℃。
对于触头材料，除考虑机械强度外还要考虑其氧化问题，一般金属材料的氧化物电阻率都很高，触头氧化后的接触电阻会大大增高，氧化的速度还与触头温度有关。
绝缘材料的绝缘强度也随温度的升高而逐渐降低，不同的绝缘材料耐热性能也有差别，当绝缘材料的温度超过极限温度时，材料急剧老化，温度越高老化越快，寿命也就越短。
由于材料在温度超过一定范围后，上述性能降低，因此在电器设计中必须限制电器工作时的温度不能过高。
为保证电器工作的可靠性和使用寿命，根据材料的绝缘及机械性能的条件，在GB/T14048.1-2000中，对电器发热零部件的温升允许极限值都做了明确的规定。
二、试验依据在GB/T14048.1中对电器的发热部件规定了温升允许极限值，电器在规定条件下进行温升试验，其各部件所测得的温升应不超过以下有关的规定值。
但是，电器部件在正常使用条件下的温升可能会与试验所得值有所不同，它取决于电器安装和连接导体等条件的差异。
以下规定的温升极限适用于新的完好的电器。
1、接线端子的温升极限接线端子的温升不应超过表1的规定值。
表1 接线端子的温升极限2、易近部件的温升极限易近部件的温升不应超过表2的规定值.表2 易近部件的温升极限3、线圈和电磁绕组的温升极限线圈和电磁绕组的温升不应超过表3的规定值。
变频器试验及标准
国家标准低压变频器参数额定值变频调速的控制方式经历了脉宽调制变压变频(PWM —VVVF)、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等技术的发展历程，在控制精度、控制算法的复杂度、通用性等方面得到很大提高。
最新的技术是矩阵式交-交变频，省去了中间直流环节，从而省去了体积大、价格贵的电解电容。
它能实现功率因数为1，输入电流为正弦且能四象限运行，系统的功率密度大。
变频器的试验要求目前，已制订了6项电气传动调速系统的国家及行业标准：GB/T3886.1-2002、JB/T1 0251-2001、GB/T12668.1-2003、GB/T12668.2-2003、GB/12668.3-2004、GB/T12668.4。
此外，GB/12668.5、GB/12668.6正在进行最后阶段的审批。
变频器的试验类型包括型式试验、出厂试验、抽样试验、选择试验、车间试验、验收试验、现场调试试验、目击试验等。
电气试验方面主要是测量变频器的输入、输出值，包括：1）输入值：额定输入电压、额定输入电流、额定容量、有功功率、功率因数、输入各次谐波、输入总失真度。
2）输出值：最大额定输出电压、额定连续电流、额定功率、频率范围、过载能力（过载能力适用于额定的转速范围）、输出各次谐波、输出总失真度。
3）效率：在设计的频率范围内，各个频率下的效率。
变频器的测量与仪器1、测量仪器仪表简介目前常见的测量仪表很多，这里介绍几种常见的仪表。
1) 动铁式仪表：这种仪表测量的是有效值，它的值由固定线圈磁场与其内可动铁之间相互作用的电磁力所确定的偏转角度而确定。
读数误差由动铁的磁饱和以及谐波对线圈内电感的影响引起。
仪表精度一般为0.5级。
2) 整流式仪表：交流电流经整流然后作用于动圈式直流表，按交流电流的有效值确定刻度，其有效值是由整流平均值乘以波形系数求出的。
该种仪表基本用于测量正弦电流波形，在测量非正弦电流的波形时，应注意波形系数。
典型的仪表精度是1.0级。
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2012年12月（中）工业技术科技创新与应用
变频器的温升及其试验方法探讨
徐文广
（天津亿鑫通科技股份有限公司，天津300000）
1引言
在传统工业生产中，变频器主要用于对电动机进行控制，而随着科学技术的不断进步，变频器的应用范围越来越广泛，例如可以将变频器应用于逆变电源中。
对用户而言，想要保证变频器能够稳定运行，在选用时需对变频器有一个全面的认识。
型式试验是判定变频器产品标准的一个重要环节，而温升试验作为型式试验中的一项重要检测步骤，其试验中的温升值是衡量变频器整体性能的一个重要因素。
温升数值过大说明变频器很容易在负载过大、电流过强、周围温度过高的情况下被烧毁。
相反，温升数值过低则说明变频器在设计时为增加散热而增大了体积，这便造成了成本过高的问题。
随着变频器温度的升高，其出现故障的频率也随之增大，成指数上升，其使用寿命随之降低，成指数下降，因此，应严格控制变频器的使用温度，在其散热方面狠下功夫。
2变频器的基本原理及发热部位
常规情况下，变频器一般采用AC-DC-AC的变换方式，如图1所示，为常规变频器的主电路原理图，其中包含了AC-DC的整流模块、能耗模块以及DC-AC的逆变模块。
其基本原理是将频率和电压均为固定值的三相电压转换为频率和电压可变的三相交流电。
图1常规变频器主电路原理图
整流模块和逆变模块是变频器中的主要发热部位。
由于在整流过程中，通过三相桥式整流电路的电压频率为固定值，所以只能在降低整流电路压降方面控制温升，但这种方法对温升影响不大。
逆变模块主要用于转变功率，并且作为输出器件，其发热量较多，对温升影响很大。
目前，绝大部分变频器将绝缘栅双极型晶体管（即IGBT）作为其逆变模块的主要器件。
双极型晶体管和金氧半场效晶体管（MOSFET）共同构成了IGBT，由于IGBT工作时，流通电流较大，极间开关频率也较高，这就导致了其功耗很大。
若不能有效控制其发热量，将极易损坏IGBT内部结构。
在变频器工作时，除了IGBT容易产生发热外，诸如其他器件连接处、特定材料的导线、电阻电感等也会产生热量，因此，应该按国家规定标准控制其温升极限值。
3变频器的温升试验
3.1等效法温升试验
如图2所示为等效法温升试验原理图，利用电阻和电感作为其模拟负载，由于这种方法在调节负载方面不够灵敏，且功耗很大，所以已经很少被采用。
图2等效法温升试验原理图
3.2模拟法温升试验
目前主流的温升试验方法是模拟法，如图3所示为模拟法试验原理图，其基本原理是将电动机与变频器相连，作为其负载，然后将电动机与直流发电机通过连接轴相连，达到驱动发电机的目的。
这样，直流发电机产生的电能便能被逆变装置回馈给电网。
如想改变变频器的负载大小，仅需对发电机的励磁进行调节便可，试验过程操作简单，而且功耗很低，逆变器对电网无谐波干扰。
这种方法非常实用于通用V/F变频器中高转速试验，其逆变效果在直流电压较高时非常明显。
在进行模拟法试验时，应注意：作为变频器的负载，电动机的额定容量应与之匹配，发电机和电动机需同轴连接，且容量大抵相当。
图3模拟法温升试验原理图
3.3试验仪器的选择
（1）电压、电流表。
应用频谱分析仪所选电压表、电流表进行校核。
（2）远红外测试仪。
可用其对变频器外表部分进行温度测量，用其显示读数减去当时环境温度即可得到温升值。
（3）热电偶或热敏电阻。
将其与测试部位相粘连，通过测量其两端热电势或电阻值，然后再与所对应的温升分度表对照，即可检测变频器内部温升。
3.4测量方法
在进行变频器温升试验时，应保证所处环境为室温，注意保证周围环境的通风和散热，在变频器周围半米高、一米远的距离均匀放置若干个温度计，在进行测量时，保证变频器输入电压为额定电压，流经电流为额定电流，测量用电流表应调至0.5级以上，并且其指针应超过2/3量程。
这时，方可对变频器的诸如整流模块、IGBT、电路导线等主要部件进行温升测试。
对温度进行测量的时间周期一般需达到4个小时以上，记录温升值的频率应保证每隔半个小时一次，当对比温度变化率不足1℃/h时，即可停止试验，说明温升已趋于稳定。
3.5试验判定
表1所示为生产厂商所提供的标准极限温升，将试验结果与之对比，验证其是否符合要求。
表1主要部件极限温升
4结论
事实证明凡经试验验证符合标准要求,并通过长时间考核的变
频器投运以后,都会有很高的可靠性。
所以了解变频器的发热原因,
并对其进行温升考核是提高变频器使用寿命的重要前提。
参考文献
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电子技术应用,，2010,(10);187-188.
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2011，(03);167-168.
摘要：在日常生活和生产中，已经越来越多的应用到了变频器，其可靠性在很大程度上受散热问题影响。
本文首先分析了变频
器的基本原理及发热部位，然后重点阐述了变频器的温升试验方法。
关键词：变频器；温升；试验方法
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