Какова максимальная температура обмотки двигателя?
BS EN 60034-1 классифицирует температурные пределы (и пределы повышения) изоляционных материалов. Он определяет максимально допустимую температуру, которую могут выдерживать различные классы изоляционных материалов.
Повышение температуры асинхронного двигателя — это допустимое превышение температуры выше максимальной температуры окружающей среды, которая обычно составляет 40°C. Классы изоляции B, F и H имеют достижимые температурные пределы 130°C, 155°C и 180°C соответственно. Это максимальные температуры, воздействию которых изоляционный материал внутри двигателя может подвергаться в течение короткого периода времени без риска необратимого повреждения. Изоляционные материалы, используемые в классах B, F и H, в целом похожи друг на друга, это такие материалы, как слюда, стекловолокно и асбест, основным отличием которых являются высокотемпературные клеи, скрепляющие материалы между собой.
| Класс изоляции | Максимальная температура окружающей среды. | Максимальное повышение температуры (эксплуатационный коэффициент 1,0) | Максимальное повышение температуры (эксплуатационный коэффициент 1,15) | Максимально достижимая температура |
| б | 40 градусов Цельсия | 80 градусов по Цельсию | 90 градусов Цельсия | 130 градусов Цельсия |
| Ф | 40 градусов Цельсия | 105 градусов Цельсия | 115 градусов Цельсия | 155 градусов Цельсия |
| ЧАС | 40 градусов Цельсия | 125 градусов Цельсия | Неопределенный | 180 градусов Цельсия |
Двигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором обычно поставляются с изоляцией класса F. Однако в зависимости от того, как долго они будут находиться под водой, они также должны иметь степень защиты IP67 или выше. Эти двигатели рассчитаны на работу при температуре окружающей среды от -20 до +40 градусов Цельсия. Повышение температуры окружающей среды до +60°C требует снижения выходной мощности в соответствии со списком ниже.
| Температура окружающей среды (°C) | Выходная мощность % |
| 40 | 100 |
| 45 | 95 |
| 50 | 90 |
| 55 | 85 |
| 60 | 80 |
Максимальная температура, при которой может работать двигатель, также связана с его эксплуатационным коэффициентом, который в процентном отношении кратен номинальной мощности двигателя. Например; Двигатели с коэффициентом эксплуатации 1,15 могут работать только при 115 % FLC только на коротких расстояниях.
Чрезмерно высокие температуры повлияют на производительность и срок службы устройства.
Нередко техник по техническому обслуживанию звонит в сервисный центр по поводу отремонтированного двигателя, который теперь «перегревается». Когда его спрашивают, насколько здесь жарко, он часто отвечает: «Ну, я не могу достать это!» Подумайте об этом ответе на минуту. Среднестатистический человек может выдержать прикосновение к предмету, температура которого составляет около 60–65 градусов по Цельсию (140–150 градусов по Фаренгейту), в зависимости от мозолей, болевого порога или количества людей, которые наблюдают. Теперь помните об этих цифрах, читая следующее обсуждение типичных температур двигателя.
Стандарты NEMA MG 1-2011, 12.43 определяют превышение температуры двигателей при температуре максимум 40°C. Здесь стоит отметить два момента. Во-первых, по стандарту NEMA температура здесь указывается в градусах Цельсия. Эквиваленты по Фаренгейту предоставляются только в соответствующих случаях. Во-вторых, температура окружающей среды относится к температуре окружающего воздуха. Некоторые путают это с ожидаемым повышением температуры двигателя, но это не так.
Температурный класс F (155°C) в наши дни популярен, поэтому это хороший аргумент. При изоляции класса F, в зависимости от конфигурации двигателя, максимально допустимое повышение температуры изоляции обмотки двигателя составляет от 105 до 115°C. Например, если двигатель, о котором сообщается, что он «перегревается», имеет коэффициент эксплуатации 1,15, его максимальное повышение температуры составит 115°C плюс 40°C окружающей среды. Катушка, встроенная в паз, почти всегда является самой горячей частью, поэтому температура катушки этого двигателя может достигать 155°C.
Конструкция двигателя
Поверхность, к которой пытался прикоснуться наш техник по техническому обслуживанию, будет несколько холоднее температуры катушки, в зависимости от конструкции двигателя. Например, в большом, полностью закрытом чугунном двигателе с вентиляторным охлаждением (IP 54) поверхность может быть на 20–25°C холоднее, чем горячая точка обмотки, но только на 10–15°C холоднее в катаном стальном корпусе. мотор. . Поверхность находится гораздо ближе к катушке. Разница температур обычно намного выше для открытых влагозащищенных двигателей (IP 12) и корпусов с защитой от атмосферных воздействий I (WP I) или II (WP II) – до 60 °C. Разница в поверхностях плоского стального проката и ребристой чугунной рамы также влияет на количество тепла, которое ощущает наш техник.
Конечно, моторы не рассчитаны на работу при максимально допустимой температуре, ведь это сильно снижает срок службы электродвигателя . Фактически, каждые 10°C повышения рабочей температуры сокращают срок службы изоляции вдвое. Таким образом, окончательная конструкция оптимизирует срок службы и производительность двигателя, сохраняя при этом затраты на производство, техническое обслуживание и эффективную эксплуатацию как можно ниже.
Например, предположим, что двигатель вводится в эксплуатацию при повышении температуры на 65°C (очень консервативно по большинству стандартов) в жаркий летний день. Если температура окружающей среды составляет 35°C (95°F), общая температура катушки составит: 65 + 35 = 100°C. Если двигатель изготовлен таким образом, что его поверхность примерно на 20 градусов Цельсия холоднее допустимой температуры корпуса обмотки электродвигателя, температура его поверхности будет равна 100. – 20 = 80°C (176°F) – то есть слишком жарко, чтобы можно было безопасно прикасаться к нему! Помните, что это консервативная конструкция, поэтому температура поверхности многих двигателей будет намного выше.
Двигатели с термической защитой
На первый взгляд, максимальное превышение температуры двигателя, указанное в стандартах NEMA. MG 1, 12.43, похоже, противоречит тому, что предусмотрено для тех же классов изоляции в стандартах NEMA. МГ 1, 12.56 и таблица 12-8. Фактически, максимальные температуры, показанные на рисунке 3, применимы только к двигателям с тепловой защитой.
Термин «термическая защита» на паспортной табличке двигателя указывает на то, что устройство тепловой защиты является неотъемлемой частью машины и при правильном использовании защищает от опасного перегрева. Другими словами, из этого правила исключены двигатели с термической защитой. Если двигатель имеет этот специальный защитный слой, можно допускать более высокие температуры. На предыдущем примере допустимой температуры корпуса электродвигателя можно увидеть, как повышенная температура обмотки влияет на температуру поверхности двигателя.
Тепловая защита и соответствующие температурные ограничения обычно предназначены для двигателей меньшего размера. Однако даже в этом случае производители двигателей не проектируют двигатель для работы при максимально допустимой температуре, если только этого не требуют практические соображения.
Особые случаи допустимой температуры корпуса электродвигателя
В некоторых случаях требуется размещение двигателя в корпусе для снижения шума или по другим причинам. Особое внимание в таких случаях необходимо уделять контролю температуры окружающей среды внутри отсека, где находится двигатель. Если доохладитель подает тот же объем воздуха, что и встроенный вентилятор двигателя, охлаждения обычно достаточно.
Если приводимое оборудование выделяет тепло (например, компрессор) и расположено в моторном отсеке, это может способствовать повышению температуры двигателя. На ум приходит пример (подробности скрыты в целях защиты невиновных): более 100 компрессоров, каждый из которых размещен в корпусе со своим приводным двигателем, оснащенным радиатором для охлаждения газа до допустимой температуры корпуса двигателя при сжатии и сжижении. …было. К сожалению, охлаждающий воздух втягивается через радиатор, а затем выбрасывается вентилятором приводного двигателя. При таком расположении температура окружающей среды в камерах достигает 70 градусов Цельсия и подвергает изоляцию катушки двигателя термической нагрузке до предела. Перегретая смазка также опустошила камеру подшипника и стала причиной многочисленных поломок подшипников.
Контроль температуры является важным фактором успешной работы двигателя. Необходимо проявлять осторожность при проектировании, использовании и обслуживании этих машин, чтобы оптимизировать их производительность и срок службы. Несмотря на все это, можно смело положить руку на двигатель, чтобы проверить, не перегревается ли он. Вместо этого возьмите термометр
Джим Брайан, специалист технической поддержки Ассоциации по обслуживанию электрооборудования (EASA).