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 。运行参数：电流一般389-420A，
负荷63.5%-65% 运行频率：47-48HZ 转速：1424r/min，轴承温度：前轴承65℃
左右，后轴承60℃左右，绕组温度：110.℃— 115℃。
2#电机型号Y2SP4008-4（湖南湘电），功率630KW，电压690V，额定电流611A，防护等级IP54 额定转速 1490r/min ，调频范围5-75HZ 功率因数0.90 冷
却方式IC416 ，海拔1400m ，重量3290kg 。运行参数：运行电流380-430A，负
荷62%-65%，运行频率47-48HZ ，转速1430r/min ，轴承温度：前轴承78℃左右，后轴承85℃左右，绕组温度：115.3℃ -125℃。夏秋季随环境温度的增高相应增加。
（3）故障分析：
根据电机其运行参数看：两台电机运行负荷未达到满负荷，经检查电机主线
路至变频器柜出线端约50米左右，变频器柜输出端未装输出电抗器，判断是否
存在变频器输出有高次谐波与集肤效应对电机绕组温度产生影响变频器逆变部分
是将直流电压转换为三相交流电压，通过控制六个桥臂的开关元件导通、关断来
实现三相交流电压的输出，一般改变变频器输出电压的PWM方式，它虽与正弦
波电压幅值等效，但实际上是由一系列矩形波组成，虽然变频器装有滤波装置，
电机的检测方法 一、外观检验要求： 1、定位孔位置正确，外壳和轴的结构尺寸符合图纸要求；外型和安装配合尺寸符合 图样要求,并经抽样装配合格；刚度好,电机安装后运行不变形。 2、引出线长公差±10mm，引线规格为按图纸或认证要求，有相应的认证，引线颜色为红 蓝白三色，红线为主线，蓝线为副线，白线为公共端，引线出线方向正确，线头处理按图纸或样品要求。 3、电机引线长短、颜色符合要求，标志完好，裸线不应有氧化，符合产品认证的CDF。 4、整机装配完整，螺丝紧固，应加有防松弹介；外壳电镀有良好的光泽，镀层无脱落, 色泽均匀；无锈蚀，铁心表面无明显锈蚀。 5、振动：小于2 .5mm/S；（此项我司以振动手感来判定） 6、轴向窜动：小于1.5mm。 7、电机标志清晰，包装完整。铭牌标志包括以下内容： 1）、制造商名或标记；2）、产品型号； 3）、额定电压和频率；4）、产品批号和日期。 二、主要电气参数： 1、在自制测试架上，接好电机引线，将开关打到对应挡，用转速表测其负载转速，（注意： 转速测定时应在电机要求的额定电压及额定频率下进行，各档转速应在图纸要求的转速范围内，公差±100R/MIN） 2、额定功率：（额定电压及额定频率下进行，功率按电机图纸要求，公差按国标）。 3、耐压试验：在1800VAC/0.5mA/3S下无击穿拉弧现象。 4、噪音：在安静的检测室内，用分贝检测仪在距离电机500mm处测其空载噪音，应小于 45dB，具体要求与电机部封样确认。（不得有杂音、异响）
5、泄漏电流：小于0.5mA。 6、绝缘强度：绕组对地绝缘电阻≥2MΩ。 7、低压启动电压值：产品在80%额定电压下于最不利的慢速档仍能正常启动。 （带负载测试）。 8、旋转方向：顺时针转动（从电机前端看）。 9、热保护器：根据每款机型认证的CDF表上的要求使用和验收。 10、常温常压下,实际工作状态可连续运行3000小时以上。 11、负载温升：在1.06倍额定电压和频率下，电机装机后负载运行4小时后，电机绕组 温升小于75K。（电机绝缘等级E级运行温升） 12、用于I类接地防护产品的电机必须有接在标志 ,并应与黄/绿地线牢 固连接。 13、电机使用CBB61电容与同步电机应符合相应的认证要求（符合产品认 证的CDF要求）；外形尺寸符合相应的图纸要求。引线长度及认证要求应符合相应图纸要求或认证要求。 14、电机上使用的摇摆头及连杆应该符合相应的图纸或样品要求。（封样） 15、所使用材料应该符合相应的认证要求，有ROSH要求的应该符合要求。 三、检测规则： 1、电机必须经公司质检部门检测合格后方可入库生产使用。 2、进厂检验按AQL抽样方案，质量水平0.65，检查水平Ⅱ，进行抽样检查。 四、电机进仓及检验完成时间要求 1、电机进仓需提前8小时，质量部需要7小时内完成整批抽检并出据出厂检验报 告，但如果当天下班前送检电机必须加班抽检并出据出厂检验报告；下班后送检电机可以在下一个工作日前4小时内完成检验。（特殊情况除外） 2、如生产部急需电机质量部尽量配合完成抽检，并出据出厂检验报告。
电机温升 电机的温度与温升大家都知道衡量电机发热程度是用“温升”而不是用“温度”，其单位为：K，（开尔文），K 是一个变量的单位，而℃是一个常量的单位 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、C 7个等级， 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。 GS标准《 90K (GS是德国标准=欧洲标准) UL标准《 75K (UL是美国标准) 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1.5～3K。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。
In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities. 编订：XXXXXXXX 20XX年XX月XX日 电动机温升分析简易版
电动机温升分析简易版 温馨提示：本安全管理文件应用在平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。文档下载完成后可以直接编辑，请根据自己的需求进行套用。 一、用简易方法测定电动机温升 通常巡视和检查电动机运行情况时，习惯 是用手摸一摸电机外壳，以判断电动机是否过 热。正常运行的电动机，其外壳温度不会过 高，也就不会烫得烧手；如果烫得烧手，可能 电动机的温升就过高了。也可以在电动机外壳 上滴上几滴水，如果电机不过热，水滴是慢慢 蒸发冒热气的；如果滴上水滴立即很快蒸发冒 气并发出“咝咝”声，就说明电动机温升过高 了。 当然较准确的是在电动机吊环孔内插入一 支温度计（孔口可用碎布或棉花密封）来测
量，温度计测得的温度一般比绕组最热点温度低10℃～20℃。根据测得的温度推算最热点的温度，正常运行时，不应超过该电动机绝缘等级规定的最高允许温度。 二、造成电动机温升过高的原因 造成电动机温升过高的原因是多方面的，电源、电动机本身、负载以及工作环境和通风散热情况都会导致电动机过热。主要原因归纳如下： 1.电源质量 （1）电源电压高于规定范围（＋10％），使铁芯磁通密度过大，铁耗增加而过热；也使励磁电流加大，导致绕组温升增高。 （2）电源电压过低（－5％），在负载不变情况下，三相绕组电流增大而过热。
一、三相异步电动机变频调速原理 由于电机转速n 与旋转磁场转速1n 接近，磁场转速1n 改变后，电机转速n 也 就随之变化，由公式1 160f n p =可知，改变电源频率1f ，可以调节磁场旋转，从 而改变电机转速，这种方法称为变频调速。 根据三相异步电动机的转速公式为 ()()1 16011f n s n s p = -=- 式中1f 为异步电动机的定子电压供电频率；p 为异步电动机的极对数；s 为异步电动机的转差率。 所以调节三相异步电动机的转速有三种方案。异步电动机的变压变频调速系统一般简称变频调速系统，由于调速时转差功率不变，在各种异步电动机调速系统中效率最高，同时性能最好，是交流调速系统的主要研究和发展方向。 改变异步电动机定子绕组供电电源的频率1f ，可以改变同步转速n ，从而改变转速。如果频率1f 连续可调，则可平滑的调节转速，此为变频调速原理。 三相异步电动机运行时，忽略定子阻抗压降时，定子每相电压为 1111m 4.44m U E f N k φ≈= 式中1E 为气隙磁通在定子每相中的感应电动势；1f 为定子电源频率；1N 为定子每相绕组匝数；m k 为基波绕组系数，m φ为每极气隙磁通量。 如果改变频率1f ，且保持定子电源电压1U 不变，则气隙每极磁通m φ将增大，会引起电动机铁芯磁路饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机，这是不允许的。因此，降低电源频率1f 时，必须同时降低电源电压，已达到控制磁通m φ的目的。 .1、基频以下变频调速 为了防止磁路的饱和，当降低定子电源频率1f 时，保持 1 1 U f 为常数，使气每极磁通m φ为常数，应使电压和频率按比例的配合调节。这时，电动机的电磁转 矩为()()222 2111 111 212222*********p r r m pU f m U s s T f r r f r x x r x x s s ππ?? ???? ? ?? ??? ????? ''??== ?''????'+++'+++ ??? [1][8]
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。 电机的允许温升决定于：（1）电机的绝缘等级；（2）电机的使用环境（如海拔和环境温度等）；（3）电机各绕组的冷却方法；（4）电机温升的测量方法。如果用温度计法测量温升，其温升限值（空气冷却）对于E级绝缘为65度；B级为70度；F级为85度；H 级为105度。 电动机铭牌标示的额定功率，应理解为，当电动机在额定条件下长期运行时，因发热而升高的温度恰好达到制造厂所规定的允许温升（即额定温升）数值。电动机的选择与使用，都以不超过额定温升为原则。 电机轴承的允许温升：对于滚动轴承为95度；滑动轴承为80度。 注：1. 以上温度均为摄氏度。 2. 以上内容，特别是数据仅供参考。控制数据以作业文件为准。
电动机知识 电动机的温升过程分析 一、用简易方法测定电动机温升 通常巡视和检查电动机运行情况时，习惯是用手摸一摸电机外壳，以判断电动机是否过热。正常运行的电动机，其外壳温度不会过高，也就不会烫得烧手；如果烫得烧手，可能电动机的温升就过高了。也可以在电动机外壳上滴上几滴水，如果电机不过热，水滴是慢慢蒸发冒热气的；如果滴上水滴立即很快蒸发冒气并发出“咝咝”声，就说明电动机温升过高了。 当然较准确的是在电动机吊环孔内插入一支温度计（孔口可用碎布或棉花密封）来测量，温度计测得的温度一般比绕组最热点温度低10℃～20℃。根据测得的温度推算最热点的温度，正常运行时，不应超过该电动机绝缘等级规定的最高允许温度。 二、造成电动机温升过高的原因 造成电动机温升过高的原因是多方面的，电源、电动机本身、负载以及工作环境和通风散热情况都会导致电动机过热。主要原因归纳如下： 1.电源质量 （1）电源电压高于规定范围（＋10％），使铁芯磁通密度过大，铁耗增加而过热；也使励磁电流加大，导致绕组温升增高。 （2）电源电压过低（－5％），在负载不变情况下，三相绕组电流增大而过热。 （3）三相电源缺相，电动机缺相运行而过热。 （4）三相电压不平衡超过规定（5％），从而引起三相电源不平衡，电机额外发热。
（5）电源频率过低，导致电机转速降低，出力不足，但负载不变，绕组电流增加，电动机过热。 2.电动机本身 （1）误将Δ形接成丫形或丫形接成Δ形，电机绕组过热。 （2）绕组相间、匝间短路或接地，导致绕组电流增大，三相电流不平衡。 （3）绕组并联支路中某些支路断线，造成三相电流不平衡，未断线支路绕组过载发热。 （4）定、转子相擦发热。 （5）鼠笼转子导条断裂，或绕线型转子绕组断线。电机出力不足而发热。 （6）电机轴承过热。 3.负载 （1）电动机长期过载。 （2）电动机起动过于频繁，起动时间过长。 Domain:dnf辅助More:d2gs2f （3）被拖动机械故障，使电动机出力增大，或被卡住不转。 4.环境和通风散热 （1）环境温度高于35℃，进风过热。 （2）机内灰尘过多，不利散热。 （3）风罩或机内挡风板未装，风路不畅。 （4）风扇损坏，未装或装反。 （5）封闭式电机外壳散热片缺损过多，防护式电机风道堵塞。 ·轴流泵和混流泵和区别 ·电动机的工作环境 ·如何避免爱车雨刮被冻住冬季爱车正确
中南大学 《工程训练》 ——设计报告 设计题目：异步电机变频调速 指引教师：黎群辉 设计人：冯露 学号： 专业班级：自动化0906班 设计日期：9月
交流异步电动机变频调速系统设计 摘要 近年来,交流电机变频调速及其有关技术研究己成为当代电气传动领域一种重要课题,并且随着新电力电子器件和微解决器推出以及交流电机控制理论发展，交流变频调速技术还将会获得巨大进步。 本文对变频调速理论，逆变技术，SPWM产生原理进行了研究，在此基本上设计了一种新型数字化三相SPWM变频调速系统，以8051控制专用集成芯片 SA4828为控制核心，采用IGBT作为主功率器件，同步采用EXB840构成IGBT驱动电路，整流电路采用二极管，可使功率因数接近1，并且只用一级可控功率环节，电路构造比较简朴。 V控制，同步，软件程序使得参数输入和变频器运营方式变本文在控制上采用恒 f 化极为以便，新型集成元件采用也使得它开发周期短。 此外，本文对SA4828三相SPWM波发生器使用和编程进行了详细简介，完毕了整个系统控制某些软硬件设计。 V控制，SA4828波形发生器 核心字:变频调速，正弦脉宽调制， f
目录 摘要................................................ 错误!未定义书签。 1.1 研究目与意义 (1) 1.2本次设计方案简介 (2) 1.2.1 变频器主电路方案选定 (2) 1.2.2 系统原理框图及各某些简介 (3) 1.2.3 选用电动机原始参数 (4) 2交流异步电动机变频调速原理及办法 (5) 2.1 异步电机变频调速原理 (5) 2.2 变频调速控制方式及选定 (6) V比恒定控制 (6) 2.2.1 f 2.2.2 其他控制方式................................ 错误!未定义书签。3变频器主电路设计. (13) 3.1 主电路工作原理 (13) 3.2 主电路各某些设计 (13) 3.3. 采用EXB840IGBT驱动电路 (15) 4控制回路设计 (16) 4.1 驱动电路设计 (16) 4.2 保护电路......................................... 错误!未定义书签。 4.2.1 过、欠压保护电路设计........................ 错误!未定义书签。 4.2.2 过流保护设计................................ 错误!未定义书签。 4.3 控制系统实现 (19) 5变频器软件设计....................................... 错误!未定义书签。 5.1 流程图 (22)
电机检验标准 1、外观要求: 1、1、整机装配完整,螺丝紧固,并有可靠得防腐措施,无污损、碰撞、裂痕等缺陷。 1、2、外壳电镀有良好得光泽,无锈蚀,铁心表面无明显锈蚀; 1、3、电机涂层应均匀,不应有刷痕、收缩、起泡、桔皮、起皱、流卦、针孔、浮色与渗色等缺陷。 1、4、电机铭牌标明项目齐全、正确;电机上有安全警告标志牌,安全标志牌正确可靠;电机上应有明显得红色旋转方向标志;上述标志粘贴牢固、字迹清楚不易磨灭。 铭牌标志包括以下内容: 1、4、1、制造商名或标记; 1、4、 2、产品型号; 1、4、3、额定电压与频率; 1、4、4、产品批号与日期。 1、5、定位孔位置正确,外壳与轴得结构尺寸符合图纸要求。 1、6、引线规格为18AWG1015塑胶线,引线颜色为红蓝白三色,红线为主线,蓝线为副线,白线为公共端,引线出线方向正确,线头剥线15mm。电机引线长短、颜色符合要求,标志完好,裸线不应有氧化。 1、7、接地标志检查:电机应有可靠得接地装置与接地线 2、电机运行状态检查: 2、1、电机应转动平稳、自如、无卡阻停滞等现象。 2、2、电机在额定频率、额定电压得空载电流与空载损耗应控制在某一数值范围内,该数值范围应能保证制造得电机性能符合相应得产品标准。 2、3、振动:通电30S感觉不麻手,振动值小于10、0mm/S。 2、电气参数:
2、1、主要电气参数在自制测试架上,接好电机引线,将开关打到对应挡,用数字转速表测其空载转速, 额定电压: 110V(110V型) 220V(220V型) 380V(380V型) 额定频率: 60Hz(110V型) 50Hz(220V型) 50Hz(380V型) 空载功率: 750W (110V型)(220V型)(380V型) 额定转速: 1380rpm±15%rpm 2、2、噪音:在安静得检测室内,用分贝检测仪在距离电机500mm处测其空载噪音,应小于70dB 2、3、绝缘强度:大于50MΩ/500VDC。 2、4、常温常压下,实际工作状态可连续运行3000小时以上。 2、5、空载温升:在额定电压与频率下,电机装机后空载运行四十分钟后,电机绕组温升小于70K。 2、6、负载温升:在额定电压与频率下,电机装机后负载运行三十分钟后,电机绕组温升小于75K。 3、检验规则 进厂检验按AQL抽样方案,质量水平0、65,检查水平Ⅱ,进行抽样检查。 电机得噪音与扭矩要求全检。
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
第一节 交流异步电动机变频调速原理 根据电机学原理，交流异步电动机的转速可表示为： )1(**60s p f n -= （2-1-1） 式中： n 一 电动机转速/分钟，单位：r/min ； p 一 电动机磁极对数； f 一 电源频率，单位：Hz ； s 一 转差率，10<
I 一 定子绕组的相电流； r 一 定子绕组电阻与转子绕组电阻折算到定子侧的电阻之和。 交流异步电动机的定子绕组的感应电动势是定于绕组切割旋转磁场磁力线的结果， 其 有效值计算如下： E = K * f * Φ （2-1-3） 式中：Ｋ 一 与电动机结构有关的常数； ｆ 一 电源频率； Φ 一 磁通量 。 由式（2-1-2）知，加在电机绕组端的电源电压Ｕ，一部分产生感应电动势Ｅ，另一部 分消耗在电阻 r （ 定子绕组电阻与转子绕组电阻折算到定子侧的电阻之和 ）上 。其中定 子绕组的相电流 I 由两部分构成： 21I I I += （2-1-4） 电机的定子电流有一小部分1I 用于建立磁场的主磁通，其余大部分2I 用于产生拖动负 载的电磁力。 由式 （2-1-1）知，调整电源频率f 时，可以调节速度n 。 当电源频率f 下降时，由 式 （2-1-3）知，感应电动势随之比例减小；在相电压U 保持不变的情况下，由式（2-1-2） 知，定子绕组的相电流I 相应增大。在很多情况下，电机的负载是基本恒定的，因此用于产 生电磁力的电流2I 是基本不变的，于是1I 将增大；1I 的增大将直接导致主磁通的增大。由 式 （2-1-3），主磁通的增大，将引起感应电动势Ｅ比例增大；由式（2-1-2），感应电动势 Ｅ的增大将使定子电流I 减小。不难理解，通过这样的负反馈，电机将最终稳定在一个新的 工作点。 这样的控制方法看起来似乎没有问题。但实际情况是主磁通容量上限与电机的铁芯有 关。电机的铁芯受制于重量、体积、成本等因素的考虑，不可能做的很大。对于电机设计来 说，设计目标之一就是：当电机处于额定工作状态下时，主磁通接近容量上限。上述的变频 调速方法工作在额定频率以下时，将会导致铁心磁饱和，引起电流波形畸变，有效力矩下降； 严重时，将导致电机发热过快，振动和噪音加大；工作在额定频率以上时，铁心处于弱磁状 态，电磁力矩不足，电机的机械特性变软（转差率s 变大），带载能力下降。 结论：通过只调节电源频率来调节速度的方法不可取。
红外热像仪应用——电机检测 随着红外技术的不断发展，热像仪逐渐被应用于越来越多的民生行业。美国福禄克热像仪作为行业佼佼者，通过多年的推广和开发，已获得各领域工程师的广泛认可，此文将通过真实案例和热图的解说来阐述美国福禄克热像仪是如何应用于点击检测的。 电机是国民经济各部门大量采用的一种动力机械设备，温度是电机工作的重要指标，超过额定温度时每升高10℃，则电机的寿命将缩短一半。电机是企业维持正常生产的重要保证，使用fluke 红外热成像仪对电机进行检测是保证正常生产系统运行的重要措施。 电机温度异常的主要原因 1 电机电气接线接触不良或老化导致电气接线温度异常； 2 电机外壳由于铁心老化、散热不良导致外壳温度过高或温度不均匀； 3 与电机连接的轴承、连轴器由于润滑不良 电机热缺陷的特征描述 1、电机电气接线 根据以往红外热像测试的经验来看，电机电气接线以及线缆接头缺陷所导致的异常发热比较常见。主要原因是： 散热不良导致电机外壳温度异常
1）氧化腐蚀：金属表面严重锈蚀氧化，造成金属接触面的电阻值乘几十倍到几百倍的增加； 2）导线断股、接头松动：导体连接部位长期受到机械振动，使得导体压接部位的螺丝松动、导线断股电阻值增大。 3) 因为结构设计、安装工艺质量所引起的异常发热 2、电机外壳温度分布 电机是按照绕组绝缘的热容量进行分级的，过高的热量会使绕组绝缘迅速老化失效，外部运行温度通常比内部温度低大约 20C 。电机外壳温度过高主要表现在两个方面： 1）外壳部分区域温度过高：导致的原因可能是内部铁芯、绕组因绝缘层老 化或损坏导致短路。 2）外壳整体温度过高：电机的周围的空气流动不充分，或电机散热系统出现问题，电机外壳整体温度异常。 3）与电机连接的轴承、连轴器:1)过度润滑；2)缺乏润滑；3)未对准通常会导致轴承问题。 AR01 AR01 电机控制器过热 电机外壳温度不均匀
电机的温度与温升 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT
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（℃） A80 E95 B100 F120 H145 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）。 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
电动机温升的基本测量方法 电力作业人员都知道，电力设备在运行做工的过程中不可避免的要产生热能，进而产生无功功率等，电动机的运行也不例外，其中电动机的温升是判断电动机是否正常运行的一个重要的参考指标，那么电动机的温升具体是怎么测量的呢？ 一，电动机温度热量的产生。 一台电机中的温度分布和热量流通情况十分复杂。各种损耗形成不同的热风损耗转化为热量后，将流过不同的材料，由电机外表面散发至外面。 主要的热源来自电机内部，即来自电流流过导体时产生的铜损耗，以及在铁芯内当磁通变化时所产生的铁损耗。轴承摩擦所产生的热，仅为局部的热源，对绕组和铁芯的温升影响不大。在电机内部，各点的温度是不均匀的。在发热量大而散热不易之处，例如在电枢的槽的底部温度为最高。 当电机开始运转后，由于热量不断产生，各部分温度将继续增加，直到热量的产生和散发达到乎衡为止。 二，电动机散热的基本方式。 1，电机的热量向外发散时主要依靠对流作用，其次为幅射作用。 因为电机的底座和电机所接触的空气都为不良导热体，由传导作用传热主要在电机内部进行。辐射作用的有效表面仅为电机各部分的
外表面。 2，对流作用又可区分为自然对流和强制对流两种。 自然对流作用：是由于和散热面相接触的热空气的上升，且其所逸出的空间由周围的空气的填补； 强制对流作用：是由待备的通风器，例如附装在机轴上的风扇，在冷却表面上形成气流。 旋转着的电枢本身也起着带动气流的作用。限制温升的有效方法是增强散热作用。 三，电动机温升的基本测量方法。 由于电机各部分的发热和散热过程比较复杂，影响的因素很多，所以对温升的计算通常只作近似的估算，在设计电机时，常以经验数据为依据。 测定电机各部分温度的方法，主要有下列四种方法： 1、温度计测量法。 此法用温度计直接测定温度，最为简便。但用温度计仅能接触到电机各部分的表面，所测得的仅为表面温度。用温度计无法测出电机内部的最高温度。 2、电阻测量法。 此法只能用以测定绕组的平均温度。原理： 在电机运转以前，我们先测得绕组的冷态电阻r1,即当绕组温度等于冷却介质温度t1时的电阻。设电机运转以后绕组的湿度升高至t2，绕组的电阻便增加至r2。加温度用摄氏来量度，则对铜线绕组
电动机发热原因及分析 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的，应针对具体情况排除。 振动会产生噪声，还会产生额外负荷。 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
过高的电压会危及电机的绝缘，使其有被击穿的危险。电源电压过低时，电磁转矩就会大大降低，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，会导致某相电流过大，电机发热，同时转距减小会发出“嗡嗡”声，时间长了会损坏绕组。 总之，无论电压过高、过低或三相电压不对称都会使电流增加，电机发热而损坏电机。因此按照国家标准，电机电源电压的变化应不超出额定值的±5%，电机输出功率可保持额定值。电机电源电压不允许超过额定值的±10%，三相电源电压之间的差值不应超出额定值的±5%。我公司曾发生过因为网络电压偏底，所有经变频的电机都无法启动或不能连续开机的情况。 5. 绕组短路，匝间短路，相间短路和绕组断路 绕组中相邻两条导线之间的绝缘损坏后，使两导体相碰，称为绕组短路。发生在同一绕组中的绕组短路称为匝间短路。发生在两相绕组之间的绕组短路称为相间短路。不论是那一种，都会使某一相或两相电流增加，引起局部发热，使绝缘老化损坏电机。绕组断路是指电机的定子或转子绕组碰断或烧断造成的故障。不论是绕组短路或断路都可能引起电机发热甚至烧毁。因此，发生这种情况后必须立即停机处理。 6. 物料泄露进入电机内部，使电机的绝缘降低，从而使电机的允许温升降低
实验报告 课程名称：数字调速 实验项目：三相异步电机恒压频比调速系统仿真专业班级：自动化1303班 姓名：任永健学号：130302307 实验室号：实验组号： 实验时间：批阅时间： 指导教师：成绩：
沈阳工业大学实验报告 （适用计算机程序设计类） 专业班级：自动化1303班学号：130302307 姓名：任永健 实验名称：三相异步电机恒压频比调速系统仿真 1.实验目的： 熟悉SIMULINK环境。 建立三相异步电机恒压频比调速系统模型并仿真分析。 2.实验内容： 设计并在simulinnk下搭建三相异步电机恒压频比环调速系统 3. 实验方案（程序设计说明） 异步电机的调速有多种方法，转速开环恒压频比控制是交流电动机变频调速最基本的一种控制转速方式，在一般的变频调速装置里面都嵌入有这项功能，工作方式为恒压频比的调速方式能满足大多数场合交流电动机调速控制的要求，使用起来也相对方便，是通用变频器的基本模式。但在低压时候需要一定的补偿电压，采用恒压频比控制，在基频以下的调速过程中的转差率会保持不变，电动机的所以会机械特性会相对较硬，电动机有较好的调速性能。 正选脉冲宽度调制三相逆变电路，是一种以三角波做载波的应用冲量等效原理而获得理想交流电源的电路装置，在调制比与载波比一定的条件下，通过调节外加直流电源的大小就可以获得在额定频率下产生额定电压的正选电压波，通过调节正弦波的频率就可以得到理想的电压频率波，而且调节输入正弦波的频率能得到线性的输出电压幅值。MATLAB在电气领域中的运用随处可见，在这里可以运用MATLAB里的Simulink仿真出具体的模型，通过示波器来观察具体的波形，从而进行进一步的分析。 4. 实验原理（系统的实现方案分析） 首先采用三相双极性SPWM逆变电路产生三相交流电源，全控型器件可以选用IGBT，这样通过调节外加直流电源的大小便可获的理想的输出交流电压源幅值，然后通过改变给定的频率信号来改变异步电机的转速，基本模型如下图所示
电机温升试验 电机中绝缘材料的寿命与运行温度有密切的关系，为保证电机安全、合理的使用，需要监视与测量电机绕组、铁心等其他部分的温度。按国家标准规定，不通绝缘等级的电机绕组有不同的允许温升，如下表所示 若超过规定值,如对B级绝缘的电机，温升每增加10度，电机的寿命将降低一半。因此电机的温升试验，准确的测取个部件的温度，对改进电机的设计和制造工艺，提高电机的质量是非常重要的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。 一、电阻法 在一定的温度范围内，电机绕组的电阻值将随着温度的上升而相应的增加，而且其阻值与温度之间存在着一定的函数关系。根据这一原理，可以通过测定电机绕组的电阻来确定其温度，故称电阻测量法。 当绕组温度在-50~150度范围时，其温升有下式确定
Δθ=(R f-R0)(k+θ0)/R0+θ0-θf 式中R0、θ0分别为绕组的实际冷态电阻和环境温度；R f、θf分别为绕组热态式电阻和环境温度；k为常数，对铜绕组为235，对铝绕组225 如果不能采用带电测量装置，可采用较先进的快捷、准确、数字显示的各种毫欧表或微欧计等直流电阻测量仪。其基本工作原理是采用高准确度、高稳定度的恒流电源所产生的直流电流通到被测电阻上，则电阻两端的电压降将严格的按照电阻值变化 二、温度计法 对电机中不能采用电阻法测量的部位，如定子铁心，轴承及冷却介质等，可采用温度计法来测量。 温度计法是用温度计贴附在可接触的表面来测量温度，所测得的温度是被测点的表面温度。为了减小误差，从被测点到温度计的热传导尽可能的良好，将温度计球面部分用绝热材料覆盖，以免周围冷却介质的影响。温度计除包括水银、酒精等膨胀式温度计外，也包括半导体温度计及非埋置的热电耦或电阻温度计。在电机中存在交变磁场的部分，不可采用水银温度计，因为交变磁场在水银中产生涡流会发热，以致影响测量的准确性。 三、埋置检温计法 埋置检温计法是讲电阻检温计、热电耦或半导体热敏元件埋植于电机内部不能触及的部位，如定子绕组的槽部和铁心内等，经连接导线引到电机外的二次仪表，从而测定温度值。在测量时应控制测量
安全管理编号：LX-FS-A12718 电动机温升分析标准范本 In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or activity reaches the specified standard 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
电动机温升分析标准范本 使用说明：本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 一、用简易方法测定电动机温升 通常巡视和检查电动机运行情况时，习惯是用手摸一摸电机外壳，以判断电动机是否过热。正常运行的电动机，其外壳温度不会过高，也就不会烫得烧手；如果烫得烧手，可能电动机的温升就过高了。也可以在电动机外壳上滴上几滴水，如果电机不过热，水滴是慢慢蒸发冒热气的；如果滴上水滴立即很快蒸发冒气并发出“咝咝”声，就说明电动机温升过高了。 当然较准确的是在电动机吊环孔内插入一支温度计（孔口可用碎布或棉花密封）来测量，温度计测得
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/7f7774116.html, 异步电动机变频调速系统的探讨与分析 作者：肖萍 来源：《数字化用户》2013年第15期 【摘要】随着现代电力电子技术的不断发展，变频调速系统具有调速范围宽，精度高等优点而被广泛的应用于各行各业。但在其变频调速的过程中也会出现实际运行中所不允许的现象出现，如何更好的避免出现这种状态，本文并通过具体适用的过程对其中的问题进行探讨。 【关键词】变频转速问题 变频调速的引入：由电机学理论可知，异步电动机的转速公式为：式中?1异步电动机的供电频率，p为极对数，S为转差率。根据上式我们可以得知异步电动机的调速原理可分为变频，变极，变转差率。由于变极调速只是有级的调速。转差率的调速是损耗功率，因此在这三种调速，变频调速适用效率高。这就是变频调速的提出。那么在变频调速的过程中我们又会碰到一些什么问题呢？ 在一些电动机铭牌上我们都可以看到各项额定值如：供电电源频率、额定工作电压，额定工作电流、额定输出功率、额定输出转速以及满载时的功率因数等一些重要参数。这些参数都是被作为电动机正常运行时的重要依据。如只改变变频调速状态时，电动机铭牌上参数就会发生变化。电动机也就不能正常运行。为什么会这样啊？下面就来分析一下吧： 首先分析工作频率向下调的情况，若?1↓，由式则可知道Фm↑，这样就会引起主磁路上磁通饱和，励磁电流则急剧升高，使得定子铁心损耗急剧加大。这样就会使电动机动的输出功率下降，这样调频后输出功率也就不是额定功率值了，按照铭牌值所选择的机械负载也就达不到其应用的要求了。这是问题之一。 第二分析工作频率向上调的情况，若?1↑，则Фm↓，则TE下降，这样电动机的负载能力也降低，对一定的负载会因拖不动而堵转。而电动机一些铭牌值也发生了变化。这又是问题之二。这两种情况在实际运行中是都所不允许的。 由此可知，如只改变频率也不能正常调速，而在许多情况下，在调节定子频率的同时也调节定子电压，通过改变电压和频率配合，而实现不同类型的调频调速。 上面对变频调速原理所出现的问题过程状态进行了分析研究。而在具体的应用上变频调速也会碰到一些实际的情况。 具资料了解到有一类型的风机基本参数点为：转速为1170r/min，升压为39.2KPa，流量为99.5m3/min，厂家给本风机配套电动机功率为4极90KW，传动方式为皮带传动。实际使用中，用户需要对风机流量进行调节控制，就采用了变频调速控制，把转速变化范围规定在800—1170 r/min之间，传动方式相应的改为直联传动方式。用户按样本自配的电动机功率仍然