电动机发热与冷却
电动机过热故障原因分析及处理技巧
电动机过热故障原因分析及处理技巧电动机正常运行时温升稳定，并在规定的温升允许范围内。
如果温升过高，或与在同样工作条件下的同类电动机相比，温度明显偏高，就应视为故障了。
电动机运行时温升过高，其产生的影响是的电机的寿命较短，严重时还会造成火灾。
电动机过热往往是电动机故障的综合表现，也是造成电动机损坏的主要原因。
电动机过热，首先要寻找热源，即是由哪一部件的发热造成的，进而找出引起这些部件过热的原因。
一、负载过大若拖动机械传动带太紧和转轴运转不灵活，可造成电动机长期过载运行。
这时应会问机械维修人员适当放松传动带，拆开检查机械设备位转轴灵活，并设法调整负载，使电动机保持在额定负载状态下运行，另外电机所带的负载过多、过大，超过自己额定功率，长时间电流较大，电机处于过载状态。
二、工作环境恶劣如电动机在阳光下曝晒，环境温度超过40℃，或在通风不畅的环境条件下运行，会引起电动机温升道高。
可搭简易凉棚遮荫或用鼓风机、风扇吹风，更应注意清除电动机本身通风道的油污及灰尘，以改善冷却条件，电机的风扇应该保持运行正常。
三、电源电压过高或过低电动机在电源电压变动-5％—+10％范围内运行时，可保持额定功率不变。
若电源电压超过额定电压的10％，会引起铁心磁通密度急剧增加，使铁损增大而导致电动机过热。
具体检查方法是，用交流电压表测量母线电压或电动机的端电压，若是电网电压原因，应向供电部门反映解决；若是电路压降过大，应更换较大截面积的导线和缩短电动机与电源的距离。
四、电源断相若电源断相，使电动机单相运行，短时间就会造成电动机的绕组急剧发热而导致烧毁。
因此，应先检查电动机的熔断器和开关状况，然后用万用表测量前部线路。
由于笼型转子导条断裂、开焊或转子导条截面积太小，使损耗增加而发热，可在停机后测试转子温度，查找故障原因并予以排除电动机起动频繁或正反转次数过多，应限制起动次数，正确选用过热保护或更换适合生产要求的电动机。
三相电压严重不平衡，应检查定子绕组相间或匝间短路及定子绕组接地情况。
电机运行时温度过高的原因
电机运行时温度过高的原因首先，电机运行时温度过高的一个常见原因是电流过大。
当电机负载过大或电机设计无法满足所需的功率时，电机会处于满负荷运行状态，这会导致电流过大，进而产生较大的热量。
此时，电机内部的绕组和铜线等部件易受热损伤，导致电机温度升高。
其次，轴承磨损也是导致电机温度升高的常见原因之一、当电机的轴承磨损严重时，摩擦产生的热量会增加电机的温度。
此外，轴承润滑不良或润滑油的老化等因素也会导致轴承摩擦增加，从而使电机温度升高。
另外，散热不良也是电机运行温度过高的重要原因之一、电机内部的绕组和铜线产生的热量需要通过散热方式排出，如果电机散热不良，热量无法迅速散发，就会导致电机内部温度升高。
散热不良的原因可以是散热器设计不合理、冷却风扇损坏或转速不足等。
绝缘材料老化和损坏也是导致电机温度升高的重要原因。
电机的绝缘材料在长时间的运行过程中会因为高温、湿度等环境因素的影响而老化，绝缘材料老化会导致电机内部的绝缘性能下降，容易发生绝缘击穿等故障，同时也会增加电机的温度。
除了以上几点，电机过载、频繁启停和供电电压波动等因素也会导致电机温度过高。
过载会导致电机运行时电流过大，增加电机的热损耗。
频繁启停会使电机在短时间内多次开关，由于启动阻力和升温惯性等因素，电机温度难以及时降低。
供电电压波动会影响电机的工作效率，增加电机损耗和温度。
为了避免电机温度过高，可以采取以下措施。
首先，合理选择电机的工作负载，确保电机能够在合适的负载下运行，避免电流过大。
其次，定期检查和维护电机的轴承，及时更换磨损严重的轴承和修复轴承润滑不良的问题。
此外，应提高电机散热效率，例如合理设计散热器和选择合适的冷却风扇等。
此外，要定期检查和更换老化和损坏的绝缘材料，确保电机的绝缘性能良好。
同时，应防止电机过载、减少频繁启停以及加装稳压器等设备以应对供电电压波动。
综上所述，电机运行时温度过高的原因多种多样，常见的包括电流过大、轴承磨损、散热不良、绝缘材料老化和损坏等。
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
浅谈电动机发热的原因及解决的方法
浅谈电动机发热的原因及解决的方法摘要：本文主要针对电动机在实际运行时经常会出现因某些自身或外部故障而引起温升过高或是出现冒烟现象，造成电动机的损坏，要找到原因才能及时解决和处理，才能防止电动机的烧毁，针对这一现象，主要从电动机自身结构和外部干扰等方面的故障对电动机发热原因进行了分析并提出了相应的解决方法。
关键字：电动机发热解决方法0.引言电动机是一种将电能转化成机械能，用来驱动其他装置的电气设备。
广泛应用于水泵、风机、运输机械、搅拌机、农业机械、食品机械等行业领域。
但是由于各种原因，电动机烧毁的情况时有发生，严重影响了我们的生产、生活的安全与稳定。
本文主要结合实际生产过程，从电动机自身结构和外部干扰等方面讨论影响电动机发热的原因、现象以及解决和处理方法，对电动机发热问题进行分析和说明。
1.实际运行中电动机发热的原因及解决方法在实际运行中引起电动机温升过高或是出现冒烟现象的外界原因有很多，因此选择电动机时应考虑电动机的发热、允许过载能力和启动能力。
1.1 电动机正常运行时内部结构引起的发热：电机线圈有电阻R1/R2，当电流流过时电阻发热产生热功率损耗；铁芯的磁场有“磁滞回线”，电能转变的磁能有一部分继续转变为热能了产生热功率损耗；铁芯还有涡流，电能转变的磁能有一部分又变成电流进而又变成热能产生涡流损耗；由于机械转动部件之间有摩擦，电能转变的动能有一部分继续转变为热能了热功率损耗。
解决方法：电机要注意保持通风，及时排出的内部热量，避免造成电动机温度升高，一般情况下电动机都自带冷却风扇来散热（一般电机的冷却风扇套在电机后轴承上和电机一体，随着电机的旋转一起转动；变频电机的冷却风机是独立的，固定在电机后端盖上；大型电机配有自己的冷却风管更深层次的冷却），当运行环境温度较高时，冷却风扇不能满足散热条件时可额外增加轴流风机来帮助散热。
1.2 长期过负荷：电动机在长时间过负荷运行时，容易引起电机绕组发热，严重时会烧毁电动机：解决方法：应调整负荷，适当的降低负荷运行，尽量不要长期过负荷运行。
电机的发热与冷却
对流和辐射 在电机中，通过热传导作用传递到电机表面的热量通常通过两 种方式散发到周围介质中，一是热对流，二是热辐射。 • 热对流是液体或气体中较热部分和较冷部分之间通过循环流
动使温度趋于均匀的过程，是液体和气体中热传递的主要方 式。 • 物体因自身的温度而具有向外发射能量的能力，这种热传递 的方式叫做热辐射。
• 要将电机各部件的温度控制在允许范围内，一方面要降低损 耗，减少电机的发热量，另一方面要提高电机的冷却散热能 力。
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。
(1) 温度计法 其测量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、小电机现场应用最广。
(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。
所谓内部冷却，就是采用空心导体将冷却介质通入导体内部直 接带走热量的冷却方式。采用内部冷却，导体的热量不再经过 绝缘层，而是直接被冷却介质带走，大大提高了冷却效果，改 善了绝缘材料的工作条件。根据冷却介质的不同，内部冷却方 式又分为氢内冷、水内冷和空气内冷。
电机的计算及选型.pdf
15%，25%，40%，60% 四种。.
end
§4 电动机的负载功率计算
一、常值负载功率PL的计算
⒈ 直线运动的生产机械
PL
Fv
102
kW
或PL
Fv
103 kW
F —— 生产机械的静阻力，单位：kg
F 的单位：N
v —— 生产机械的运动速度，单位：m/s v 的单位：m/s
★ 当起动、制动、调速等性能采用交流电动机无法满足时，
则采用直流电动机或晶闸管—直流电动机（KZ—D）系统.。
电动机型式
⒈ 开启式： ⒉ 防护式： ⒊ 封闭式： ⒋ 防爆式：
电动机额定转速
⒈ 电动机连续工作，很少起制动或反转。 ⒉ 电动机经常起制动及正反转，但过渡过程的
持续时间对生产率影响不大。 ⒊ 电动机经常起制动及正反转，过渡过程的
持续时间对生产率影响较大。
电动机额定电压
⒈ 交流电动机按供电电网情况进行选择 电压等级分为：380V、3kV、6kV、10kV
⒉ 直流电动机也要与电源电压相配合 常用的电压等级有：110V、220V、440V
决定电动机容量的主要因素：发热与温升。. end
§1 电动机的发热与冷却
一、电机中热量的传导
电机的各种损耗形成不同的热源，自电机内部 通过不同的材料传递到电机表面，这就是传导。 使用导热系数可以描述传导过程。 导热系数大，传导性能好。 金属材料的导热系数大，绝缘材料的导热系数小， 空气的导热系数最小。
应采取措施改善电机内部的热传导过程。如 ★采用耐压强度高、导热性能好的绝缘材料； ★采用浸漆的方法赶走槽内的空气、增强绝缘
电机的稳态温升 .
在零初始条件下，上述方程的解为
电动机的冷却方式选择要点有哪些
电动机的冷却方式选择要点有哪些电动机在工作过程中，由于电流通过绕组会产生热量，如果这些热量不能及时散发出去，就会导致电动机温度升高，从而影响其性能和寿命。
因此，选择合适的冷却方式对于电动机的正常运行至关重要。
常见的电动机冷却方式主要包括自然冷却、风冷、水冷以及油冷等。
不同的冷却方式具有不同的特点和适用场景，下面我们就来详细探讨一下选择电动机冷却方式时需要考虑的要点。
首先，需要考虑电动机的功率大小。
一般来说，小功率电动机由于发热相对较少，通常采用自然冷却或风冷的方式就能够满足散热需求。
自然冷却就是依靠电动机自身的表面向周围环境散热，这种方式结构简单、成本低，但散热效果相对较差。
风冷则是通过风扇强制吹拂电动机表面来增强散热效果，适用于功率稍大一些的电动机。
而对于中大功率的电动机，由于其发热量大，自然冷却和风冷可能无法有效地将热量散发出去，这时就需要考虑水冷或油冷的方式。
水冷是通过在电动机内部设置水道，让冷却液循环流动来带走热量，散热效果好，但系统相对复杂，成本也较高。
油冷则是利用冷却油来进行热量传递和散发，具有较好的绝缘性能和散热效果。
其次，工作环境也是选择冷却方式的重要因素。
如果电动机工作在多尘、潮湿或者恶劣的化学环境中，风冷方式可能会导致灰尘、水汽或化学物质进入电动机内部，从而影响其正常运行。
在这种情况下，密封性能较好的水冷或油冷方式可能更为合适。
另外，冷却方式的选择还需要考虑电动机的安装空间和成本。
水冷系统通常需要较大的安装空间来布置管道和散热器，而且成本相对较高。
如果安装空间有限或者对成本比较敏感，那么风冷或者自然冷却可能是更好的选择。
再者，电动机的运行频率和负载特性也会影响冷却方式的选择。
如果电动机需要频繁启动、停止或者在高负载下长时间运行，产生的热量会更多，这就需要更高效的冷却方式来保证电动机的温度不会过高。
此外，维护的便利性也是一个需要考虑的因素。
风冷方式相对简单，维护成本较低，而水冷或油冷系统则需要定期检查冷却液或冷却油的质量和液位，维护工作相对复杂。
电机发热的八大原因和解决措施
电机发热的八大原因和解决措施引言电机作为人们生产和生活中不可缺少的重要的动力提供者，在使用的过程中很多的电机会出现发热很严重的现象，但是很多时候不知道怎么去解决，更加严重的是不知道是什么原因导致的电机发热，这应该是在电机的使用过程中最先掌握的，下面我们一起来了解一下为什么电动机发热很严重的常见原因。
1、电机定、转子之间气隙很小，容易导致定、转子之间相碰在中、小型电机中，气隙一般为0.2mm～1.5mm。
气隙大时，要求励磁电流大，从而影响电机的功率因数;气隙太小，转子有可能发生摩擦或碰撞。
一般由于轴承严重超差及端盖内孔磨损变形，使机座、端盖、转子三者不同轴心引起扫膛，很容易使电机发热甚至烧毁。
如发现轴承磨损应及时更换，对端盖进行更换或刷镀处理，比较简单的处理方法是给端盖镶套。
2、电机的不正常振动或噪音容易引起电机的发热这种情况属于电机本身引起的振动，多数是由于转子动平衡不好，以及轴承不良、转轴弯曲，端盖、机座、转子不同轴心，紧固件松动或电机安装地基不平、安装不到位造成的，也可能是机械端传递过来，应针对具体情况排除。
3. 轴承工作不正常，必定造成电机发热轴承工作是否正常可凭听觉及温度经验来判断。
可用手或温度计检测轴承端判断其温度是否在正常范围内;也可用听棒(铜棒)接触轴承盒，若听到冲击声，就表示可能有一只或几只滚珠轧碎，如果听到有咝咝声，那就是表示轴承的润滑油不足，电机应在运行3,000小时～5,000小时左右换一次润滑脂。
4. 电源电压偏高，励磁电流增大，电机会过度发热过高电压会危及电机绝缘，使其有被击穿的危险。
电源电压过低时，电磁转矩就会降低，如果负载转距没有减小，转子转数过低，这时转差率增大会造成电机过载而发热，长时间过载会影响电机的寿命。
当三相电压不对称时，即一相电压偏高或偏低时，会导致某相电。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
浅谈电动机的发热与冷却
摘要：简要介绍电动机热量产生和传递的过程、对电动机正常运行产生的影响和电动机的冷却方式。
关键词：电动机发热热传导冷却
电动机（简称电机）在能量转换过程中，其内部将同时产生损耗。
由于损耗的存在，一方面将直接影响到电机的效率和运行的经济性；另一方面，由于损耗的能量最终转化为热能，从而使电机各部分的温度升高。
这将直接影响到电机所用的绝缘材料的寿命，并限制电机的输出，严重时能够将电机烧毁。
因此，一要在设计时注意合理减少电机的损耗；二要努力改善冷却条件，使热量能有效地、尽快地散发出去。
1.电机热量的产生、传导与散出
电机中的热源主要是绕组及其铁芯中的损耗。
绕组和铁芯内部均会产生热量，绕组中的损耗与电流的平方成正比。
铁芯内部的热量是由涡流而产生的。
绕组中所产生的热量借传导作用，从铜线穿过绝缘层传到铁芯上，再加上铁芯中产生的热量，一起由铁芯传到电枢的表面，然后借助于对流及辐射作用，把热量散发到周围的空气中。
根据热传导知识可知，热量都是从高温部位传向相对低温部位。
从这样的热传导途径中，可以得出这样的结论：绕组的温度通常总是高于铁芯的温度。
若想降低绕组的温升，一方面要增强电机内部的传热能力，另一方面应该增强部件表面的散热能力。
为了使电机绕组内部热量比较容易地传导到散热表面，应该设
法选择导热性能好、耐压强度高、绝缘性能好的绝缘材料。
要求在保证绝缘性能的情况下，降低绝缘层的厚度。
同时，还应设法清除线槽内的导热性能不佳的空气层，如：用油漆等来充填导线与铁芯的间隙。
这样做不仅可以改善导热性能，又可以增强电机的绝缘性能以及机械性能。
电机表面的散热能力与散热表面的面积、空气对冷却表面的速度等因素有关。
一般是采用增大散热面积、改善表面散热性能、增加冷却介质的流动速度以及降低冷却介质的温度等措施来增加散热能力。
电动机在运行时，若温度超过一定的值，首先损坏的是绕组的绝缘。
因为电机中的绝缘材料是耐热性能最差的部分。
如果电机运行时工作温度超过绝缘材料允许的最高温度，轻则加速绝缘层的老化过程，缩短电机的使用寿命；重则绝缘层碳化变质，也就损坏了电机。
所以，据此规定电动机的额定容量，电动机长期在此容量下运行时，不会超过绝缘材料所允许的最高温度。
所以，“电机的工作温度低于绝缘材料允许的最高温度”是保证电机长期安全运行的必要条件，这也是按照发热条件选择电动机功率的最基本的依据。
2.电机发热对其运行方式的影响
电动机的温度是发热与冷却综合作用的结果，温升和冷却需要一个过程，其温升不仅取决于负载的大小，而且也和负载的持续时间有关。
一般来说，电机的运行方式按发热情况（工作制）分为三类，即连续工作制、短时工作制和断续工作制。
不同的工作制代表
了不同的发热和散热的时间比例。
实际上，不管电机运行采用哪种工作制，不管如何发热和散热，只要能够保证工作温度低于允许温度，电机就不会被烧毁。
如果电机常年运行在严寒地区，散热条件比较好，在功率选择的环节上，可以适当带动比较大一点的负载；如果电机运行在海拔高于1000米的高原地区，由于空气稀薄、散热条件差，电机在工作时应该降低使用负载。
3.电机的冷却方式
电机的冷却直接影响其使用寿命和额定容量。
所以，改善电机的冷却条件就显得尤为重要。
目前的电机均采用较高的电磁负荷，以提高材料的利用率。
同时，电机的单机容量也日益增大。
因此，必须改进电机的冷却系统，以提高其散热能力。
工程中对电机的冷却要求是：冷却效果要好，各部分不产生局部过热，冷却系统的结构要尽可能简单，消耗功率要少，成本要尽可能低。
冷却方式分为表面冷却和内部冷却两种：
（1）表面冷却。
表面冷却时，冷却介质仅仅通过绕组的绝缘表面、铁芯和机壳的表面间接地把热量带走。
所以，表面冷却也叫间接冷却。
此冷却系统结构简单，多在中、小型电机中采用，冷却介质为空气。
表面冷却系统按结构可以分为自冷式、自扇冷式和它扇冷式三种。
自冷式电机不需要装设任何的冷却装置，仅仅依靠部件表面的
辐射和冷却介质的自然对流，把电机内部产生的热量带走。
此方法的缺点是散热能力差，仅仅应用于低功率的小型电机中。
自扇冷式电机的转子上装有风扇，当电机转动时利用风扇产生的风压强迫空气流动，吹拂散热表面，大大增强了散热能力。
它扇冷式的风扇不由电机本身驱动，而是由另外的动力装置独立驱动。
不论是自扇冷式电机还是它扇冷式电机，如果冷却空气直接从外界空气中获得，通过电机内部把热量带走后，又释放到周围的大气中，则此电机为开启式通风系统，多为小型电机所使用。
为保证电机内部的清洁，吸入的空气最好过滤。
若气体在密封的系统内循环，该循环气体依次通过电机和冷却器，把电机内部的热量带到冷却器，在由冷却器把热量带走，则为封闭循环式通风系统。
此系统多用于大型电机中。
（2）内部冷却。
此方法是采用空心导体，把冷却介质通入导体内部后直接带走热量的冷却方式。
随着线性尺寸和电机容量的增大，发热和冷却问题越来越严重。
在大型电机中，发热和冷却问题往往成为限制电机极限容量的主要因素之一。
为解决这一难题，通常采用内部冷却方式。
内部冷却方式对于大型电机来讲，是一个发展方向。
4.结语
电动机运行时，由于绕组和铁芯都会发热，如果不及时把热量散发走，会导致电动机的温度升高，进而烧毁电动机中耐热性能最差的绕组绝缘层。
所以，电动机的发热与冷却问题将直接影响到电
动机的选择和运行方式。
为切实解决好这一问题，我们可以考虑电机的冷却环节，改善散热条件，以保证电动机运行的可靠性。
参考文献：
[1]陈世昆.《电机设计》，机械工业出版社，2000.
[2]魏永田、孟大伟、温嘉斌.《电机内热交换》，机械工业出版社，1998.。