Kuinka määrittää vaihtovirtamoottoreiden käämien lämpötila niiden vastuksen perusteella

Käämin lämpötilan mittaus moottorin lämmitystestien aikana

Käämien lämpötila määritetään testaamalla moottorin lämmitys. Lämmitystesteillä määritetään absoluuttinen lämpötila tai käämin tai moottorin osien lämpötilan nousu suhteessa jäähdytysaineen lämpötilaan nimelliskuormalla. Sähkökoneiden rakentamisessa käytetyt sähköeristysmateriaalit vanhenevat ja menettävät vähitellen sähköistä ja mekaanista lujuuttaan. Tämän ikääntymisen nopeus riippuu pääasiassa lämpötilasta, jossa eristys toimii.

Lukuisat kokeet ovat osoittaneet, että eristeen kestävyys (käyttöikä) pienenee puoleen, jos lämpötila, jossa se toimii, on 6-8 °C korkeampi kuin tietyn lämmönkestävyysluokan raja.

GOST 8865-93 määrittää seuraavat sähköeristysmateriaalien lämmönkestävyysluokat ja niille ominaiset rajoittavat lämpötilat:

Lämmönkestoluokka — Y A E B F H C Rajalämpötila vastaavasti — 90, 105, 120, 130, 155, 180, yli 180 gr. S

Lämmitystestejä voidaan tehdä suoralla ja epäsuoralla kuormituksella (lämpeneminen sydänhäviöistä). Ne suoritetaan vakiintuneeseen lämpötilaan käytännössä muuttumattomalla kuormituksella. Huomioon otetaan vakaan tilan lämpötila, joka muuttuu 1 tunnin sisällä enintään: 1 °C.

Kuormana lämmitystesteissä käytetään erilaisia ​​laitteita, joista yksinkertaisimpia ovat erilaiset jarrut (kengät, nauhat jne.) sekä reostaatilla toimivan generaattorin tuottamat kuormat.

Kuumennuskokeiden aikana ei määritetä vain absoluuttista lämpötilaa, vaan myös käämien lämpötilan nousua jäähdytysaineen lämpötilan yläpuolelle.

Taulukko 2 Moottorin osien suurimmat sallitut lämpötilan nousut

Sähkömoottoreiden osat

Suurin sallittu lämpötilan esikorotus, ° C, lämmönkestävyyden eristemateriaaliluokalla

Lämpötilan mittausmenetelmä

A

E

V

F

H

Moottoreiden säädettävä käämivirta 5000 kV-A ja enemmän tai sirppitalon pituudella 1 m tai enemmän

60

70

80

100

125

Resistanssi tai lämpötila ilmaisimissa, jotka on järjestetty uriin

Sama, mutta alle 5000 kV A tai s sydämen pituus 1m ja enemmän

50*

65*

70**

85**

105***

Lämpömittari tai koopositio

Asynkronisten roottorimoottorien sauvakäämit

65

80

90

110

135

Lämpömittari tai koopositio

Liukurenkaat

60

70

80

90

110

Lämpömittari tai lämpötila kaiuttimissa

Sydämet ja muut teräsosat, kosketuskelat

60

75

80

110

125

Lämpömittari

Sama, ilman kosketuksen irtoamista käämeistä

Näiden osien lämpötilan nousu ei saa ylittää arvoja, jotka aiheuttaisivat eristeiden tai muiden vastaavien materiaalien vaurioitumisriskin

* Resistanssimenetelmällä mitattaessa sallittua lämpötilaa nostetaan 10 °C. ** Sama, 15 °C:ssa. *** Sama, 20 °C:ssa.

Kuten taulukosta voidaan nähdä, GOST tarjoaa erilaisia ​​​​lämpötilan mittausmenetelmiä riippuen erityisistä olosuhteista ja mitattavien koneiden osista.

Lämpömittarimenetelmää käytetään pintalämpötilan määrittämiseen levityskohdassa. (kotelon pinta, laakerit, käämit), ympäristön lämpötila ja moottoriin tuleva ja sieltä poistuva ilma. Käytetään elohopea- ja alkoholilämpömittareita. Vain alkoholilämpömittareita tulee käyttää voimakkaiden vaihtuvien magneettikenttien lähellä, koska ne sisältävät elohopeaa indusoituvat pyörrevirratmittaustulosten vääristymistä. Paremman lämmönsiirron saamiseksi solmusta lämpömittariin kääritään jälkimmäisen säiliö folioon ja painetaan sitten lämmitettyä solmua vasten. Lämpömittarin lämmöneristystä varten kalvolle levitetään kerros puuvillaa tai huopaa, jotta jälkimmäinen ei putoa lämpömittarin ja moottorin lämmitetyn osan väliseen tilaan.

Jäähdytysväliaineen lämpötilaa mitattaessa lämpömittari on asetettava suljettuun metallikuppiin, joka on täytetty öljyllä ja joka suojaa lämpömittaria ympäröivien lämmönlähteiden ja itse koneen säteilylämmöltä sekä vahingossa esiintyviltä ilmavirroilta.

Mitattaessa ulkoisen jäähdytysaineen lämpötilaa sijoitetaan useita lämpömittareita eri kohtiin tarkasteltavan koneen ympärille puolet koneen korkeudesta ja 1-2 m etäisyydelle siitä. Näiden lämpömittareiden lukemien keskimääräinen aritmeettinen arvo otetaan jäähdytysaineen lämpötilaksi.

Lämpöparimenetelmää, jota käytetään laajasti lämpötilan mittaamiseen, käytetään pääasiassa vaihtovirtakoneissa. Termoparit sijoitetaan kelojen kerrosten välisiin rakoihin ja raon pohjalle sekä muihin vaikeapääsyisiin paikkoihin.

Lämpötilojen mittaamiseen sähkökoneissa käytetään yleensä kupari-vakiotermopareja, jotka koostuvat kupari- ja vakiolangoista, joiden halkaisija on noin 0,5 mm. Parina termoparin päät juotetaan yhteen. Liitoskohdat sijoitetaan yleensä paikkaan, jossa on tarpeen mitata lämpötila ("kuuma risteys"), ja toinen pääpari on kytketty suoraan herkän millivolttimittarin liittimiin. korkealla sisäisellä vastuksella… Kohdassa, jossa vakiojohtimen lämmittämätön pää kytkeytyy kuparijohtimeen (mittauslaitteen liittimeen tai siirtymäliittimeen), muodostuu lämpöparin ns. "kylmäliitos".

Kahden metallin (konstantaani ja kupari) kosketuspinnalla tapahtuu EMF, joka on verrannollinen kosketuspisteen lämpötilaan, ja konstantaan muodostuu miinus ja kupariin plus. EMF esiintyy sekä lämpöparin "kuumassa" että "kylmässä" liitoksessa.Koska liitoskohtien lämpötilat ovat kuitenkin erilaisia, EMF-arvot ovat erilaisia, ja koska termoparin ja mittauslaitteen muodostamassa piirissä nämä EMF:t on suunnattu toisiinsa, millivolttimittari mittaa aina EMF-eron. "kuuma" ja "kylmä" liitoskohdat vastaavat lämpötilaeroa.

Kokeellisesti havaittiin, että kupari-vakiotermoparin EMF on 0,0416 mV per 1 °C «kuuma» ja «kylmä» liitosten välisen lämpötilaeron välillä. Näin ollen millivolttimittarin asteikko voidaan kalibroida Celsius-asteina. Koska lämpöpari tallentaa vain lämpötilaeron, absoluuttisen "kuuma" liitoslämpötilan määrittämiseksi lisää lämpömittarilla mitattu "kylmä" liitoslämpötila termoparin lukemaan.

Resistanssimenetelmä — Käämien lämpötilan määrittämistä niiden tasavirtaresistanssista käytetään usein käämien lämpötilan mittaamiseen. Menetelmä perustuu metallien hyvin tunnettuun ominaisuuteen muuttaa vastustuskykyään lämpötilasta riippuen.

Lämpötilan nousun määrittämiseksi käämin vastus mitataan kylmässä ja lämmitetyssä tilassa ja tehdään laskelmia.

On pidettävä mielessä, että moottorin sammutuksesta mittausten alkamiseen kuluu jonkin aikaa, jonka aikana kelalla on aikaa jäähtyä. Siksi käämien lämpötilan määrittämiseksi oikein sammutushetkellä, eli moottorin käyttötilassa, koneen sammuttamisen jälkeen, mikäli mahdollista, säännöllisin väliajoin (sekuntikellon mukaan) tehdään useita mittauksia. .Nämä intervallit eivät saa ylittää sammutushetkestä ensimmäiseen mittaukseen kuluvaa aikaa. Mittaukset ekstrapoloidaan sitten piirtämällä R = f (t).

Käämityksen resistanssi mitataan ampeerimittari-volttimittarilla. Ensimmäinen mittaus suoritetaan viimeistään 1 minuutin kuluttua moottorin sammutuksesta koneille, joiden teho on enintään 10 kW, 1,5 minuutin kuluttua - koneille, joiden teho on 10-100 kW ja 2 minuutin kuluttua - koneille, joissa on teho on yli 100 kW.

Jos ensimmäinen resistanssimittaus tehdään korkeintaan 15 - 20 erotushetkestä, resistanssiksi otetaan suurin kolmesta ensimmäisestä mittauksesta. Jos ensimmäinen mittaus tehdään yli 20 s kuluttua koneen sammuttamisen jälkeen, asetetaan jäähdytyskorjaus. Tee tätä varten 6-8 vastusmittausta ja rakenna kaavio resistanssin muutoksista jäähdytyksen aikana. Ordinaattiselle akselille on piirretty vastaavat mitatut resistanssit ja abskissalle aika (täsmälleen mittakaavassa), joka on kulunut sähkömoottorin sammutuksesta ensimmäiseen mittaukseen, mittausten väliset aikavälit ja kaaviossa näkyvä käyrä yhtenäisenä linjana. Tämä käyrä jatkuu sitten vasemmalle säilyttäen muutoksen luonteen, kunnes se leikkaa y-akselin (esitetty katkoviivalla). Ordinaatta-akselilla oleva segmentti katkoviivan leikkauspisteen alusta määrittää riittävällä tarkkuudella moottorin käämityksen halutun resistanssin kuumassa tilassa.

Teollisuusyrityksiin asennettujen moottoreiden päänimikkeistö sisältää luokkien A ja B eristemateriaalit.Jos esimerkiksi luokan B kiillepohjaista materiaalia käytetään uran eristämiseen ja PBB-langan kelaamiseen luokan A puuvillaeristeellä, niin moottori kuuluu lämmönkestävyysluokkaan. luokkaan A. Jos jäähdytysaineen lämpötila on alle 40 °C (jonka standardit on annettu taulukossa), niin kaikkien eristysluokkien sallittuja lämpötilan nousuja voidaan nostaa niin monta astetta kuin jäähdytysaineen lämpötila on jäähdytysaineen lämpötila on alle 40 °C, mutta enintään 10 °C. Jos jäähdytysaineen lämpötila on 40–45 °C, taulukossa ilmoitettuja enimmäislämpötilan nousuja vähennetään kaikkien eristysmateriaaliluokkien osalta 5 prosentilla °C ja jäähdytysaineen lämpötiloissa 45-50 °C — 10 °C:ssa. Jäähdytysväliaineen lämpötilaksi otetaan yleensä ympäröivän ilman lämpötila.

Suljetuissa koneissa, joiden jännite on enintään 1500 V, sähkömoottoreiden, joiden teho on alle 5000 kW tai joiden sydämen pituus on alle 1 m, staattorikäämien suurin sallittu lämpötilan nousu sekä käämien suurin sallittu lämpötilan nousu. sauvaroottoreita mitattaessa lämpötiloja vastusmenetelmällä voidaan nostaa 5 ° C. Mitattaessa käämien lämpötilaa niiden vastuksen mittausmenetelmällä, määritetään käämien keskilämpötila. Todellisuudessa moottorin käydessä yksittäisillä käämitysalueilla on taipumus olla eri lämpötilat. Siksi käämien maksimilämpötila, joka määrää eristyksen kestävyyden, on aina hieman keskiarvoa korkeampi.