Hogyan határozzuk meg a váltakozó áramú motorok tekercseinek hőmérsékletét ellenállásuk alapján
Tekercshőmérséklet mérése a motor felmelegedési tesztjei során
A tekercsek hőmérsékletét a motor fűtési tesztelésével határozzuk meg. Fűtési tesztekkel határozzák meg az abszolút hőmérsékletet vagy a tekercs vagy a motor részei hőmérséklet-emelkedését a hűtőközeg hőmérsékletéhez viszonyítva névleges terhelés mellett. Az elektromos gépek gyártásánál használt elektromos szigetelőanyagok elöregednek, fokozatosan elveszítik elektromos és mechanikai szilárdságukat. Ennek az öregedésnek a sebessége főként attól függ, hogy a szigetelés milyen hőmérsékleten működik.
Számos kísérlet igazolta, hogy a szigetelés tartóssága (élettartam) felére csökken, ha a működési hőmérséklet 6-8 °C-kal magasabb, mint az adott hőállósági osztály határértéke.
A GOST 8865-93 meghatározza az elektromos szigetelő anyagok következő hőállósági osztályait és jellemző határhőmérsékleteiket:
Hőállósági osztály — Y A E B F H C Határhőmérséklet rendre — 90, 105, 120, 130, 155, 180, 180 gr felett. S
A fűtési tesztek végezhetők közvetlen terhelés mellett és közvetetten (magveszteségből származó fűtés). Gyakorlatilag változatlan terhelés mellett a megállapított hőmérsékletre hajtják végre. A steady-state hőmérsékletet veszik figyelembe, amely 1 órán belül legfeljebb: 1 °C-kal változik.
A fűtési teszteknél terhelésként különféle eszközöket használnak, amelyek közül a legegyszerűbbek a különféle fékek (fékek, szalagok stb.), valamint a reosztáttal működő generátor által biztosított terhelések.
A fűtési tesztek során nemcsak az abszolút hőmérsékletet határozzák meg, hanem a tekercsek hőmérséklet-emelkedését is a hűtőközeg hőmérséklete fölé.
2. táblázat A motor alkatrészeinek megengedett legnagyobb hőmérséklet-emelkedése
Elektromos motorok alkatrészei
Maximálisan megengedhető előhőmérséklet-emelés, °C, hőállósági osztály szigetelőanyaggal
Hőmérséklet mérési módszer
A
E
V
F
H
A motorok változtatható tekercselési árama 5000 kV-A és több, vagy 1 m vagy több sarlóház hosszával
60
70
80
100
125
Ellenállás vagy hőmérséklet a hornyok által elhelyezett érzékelőkben
Ugyanolyan, de kevesebb, mint 5000 kV A vagy s mag hossza 1 m és több
50*
65*
70**
85**
105***
Hőmérő vagy koopozíció
Aszinkron rotoros motorok rúdtekercsei
65
80
90
110
135
Hőmérő vagy koopozíció
Csúszógyűrűk
60
70
80
90
110
Hőmérő vagy hőmérséklet a hangszórókban
Magok és egyéb acél alkatrészek, érintkező tekercsek
60
75
80
110
125
Hőmérő
Ugyanaz, érintkezés nélkül a tekercsektől
Ezeknek az alkatrészeknek a hőmérséklet-emelkedése nem haladhatja meg azt az értéket, amely a szigetelő vagy más kapcsolódó anyagok károsodásának kockázatát okozhatja
* Ellenállásmódszerrel történő méréskor a megengedett hőmérséklet 10 °C-kal növekszik. ** Ugyanaz, 15 °C-on. *** Ugyanaz, 20 °C-on.
Amint a táblázatból látható, a GOST különböző hőmérsékletmérési módszereket biztosít, a mérendő gépek konkrét körülményeitől és részeitől függően.
A hőmérő módszerrel határozzuk meg a felületi hőmérsékletet az alkalmazás helyén. (házfelület, csapágyak, tekercsek), környezeti hőmérséklet és a motorba belépő és kilépő levegő. Higany- és alkoholhőmérőket használnak. Erős, váltakozó mágneses mezők közelében csak alkoholos hőmérőket szabad használni, mivel ezek higanyt tartalmaznak örvényáramok indukálódnaka mérési eredmények torzulása. A csomópont és a hőmérő közötti jobb hőátadás érdekében az utóbbi tartályát fóliába csomagolják, majd a felmelegített csomóponthoz nyomják. A hőmérő hőszigetelésére a fóliára vattát vagy filcréteget kell felhordani, hogy az utóbbi ne essen a hőmérő és a motor fűtött része közötti térbe.
A hűtőközeg hőmérsékletének mérésekor a hőmérőt olajjal töltött, zárt fémpohárba kell helyezni, amely megvédi a hőmérőt a környező hőforrások és maga a gép által kibocsátott sugárzó hőtől, valamint a véletlen légáramoktól.
A külső hűtőközeg hőmérsékletének mérésekor a vizsgált gép körül különböző pontokon több hőmérőt helyeznek el a gép magasságának felével megegyező magasságban és attól 1 — 2 m távolságra. Ezeknek a hőmérőknek az átlagos számtani értékét veszik a hűtőközeg hőmérsékletének.
A hőmérsékletmérésre széles körben használt hőelemes módszert főként váltakozó áramú gépekben alkalmazzák. A hőelemeket a tekercsek rétegei közötti résekben és a rés alján, valamint más nehezen elérhető helyeken helyezik el.
Az elektromos gépek hőmérsékletének mérésére általában körülbelül 0,5 mm átmérőjű réz- és konstans vezetékekből álló réz-konstans hőelemeket használnak. Párban a hőelem végeit összeforrasztják. A csatlakozási pontokat általában ott helyezik el, ahol a hőmérsékletet mérni kell ("hot junction"), és a második végpár közvetlenül az érzékeny millivoltmérő kapcsaihoz csatlakozik. nagy belső ellenállással… Azon a ponton, ahol a konstans vezeték fűtetlen vége a rézhuzalhoz csatlakozik (a mérőeszköz vagy az átmeneti terminálon), kialakul a hőelem úgynevezett "hideg csomópontja".
Két fém (konstantán és réz) érintkezési felületén az érintkezési pont hőmérsékletével arányos EMF lép fel, a konstanson mínusz, a rézen pedig plusz képződik. Az EMF a hőelem "meleg" és "hideg" csomópontjában egyaránt előfordul.Mivel azonban a csomópontok hőmérséklete eltérő, ezért az EMF értékek eltérőek, és mivel a hőelem és a mérőeszköz által alkotott áramkörben ezek az EMF-ek egymásra irányulnak, a millivoltmérő mindig méri az EMF különbséget. a hőmérsékletkülönbségnek megfelelő «meleg» és «hideg» csomópontok.
Kísérletileg megállapították, hogy a réz-konstans hőelem EMF-je 0,0416 mV per 1 °C a "meleg" és a "hideg" csomópontok közötti hőmérséklet-különbségre. Ennek megfelelően a millivoltméter skála Celsius fokban kalibrálható. Mivel a hőelem csak a hőmérséklet-különbséget rögzíti, az abszolút "meleg" csatlakozási hőmérséklet meghatározásához adja hozzá a hőmérővel mért "hideg" csatlakozási hőmérsékletet a hőelem leolvasásához.
Ellenállási módszer – A tekercsek hőmérsékletének egyenáramú ellenállásuk alapján történő meghatározását gyakran használják a tekercsek hőmérsékletének mérésére. A módszer a fémek azon jól ismert tulajdonságán alapul, hogy a hőmérséklettől függően változtatja ellenállásukat.
A hőmérséklet-emelkedés meghatározásához megmérik a tekercs ellenállását hideg és meleg állapotban, és számításokat végeznek.
Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a motor leállításától a mérések megkezdéséig eltelik egy kis idő, amely alatt a tekercsnek ideje lehűlni. Ezért annak érdekében, hogy a tekercsek hőmérsékletét leállításkor, azaz a motor üzemállapotában helyesen lehessen meghatározni, a gép leállítása után lehetőség szerint rendszeres időközönként (a stopper szerint) több mérést végeznek. .Ezek az intervallumok nem haladhatják meg a leállítás pillanatától az első mérésig eltelt időt. A méréseket ezután az R = f (t) ábrázolásával extrapoláljuk.
A tekercs ellenállását ampermérő-voltmérő módszerrel mérjük. Az első mérést legkésőbb 1 perccel a motor leállítása után kell elvégezni legfeljebb 10 kW teljesítményű gépeknél, 1,5 perc elteltével - 10-100 kW teljesítményű gépeknél és 2 perc múlva - olyan gépeknél, amelyek 100 kW-nál nagyobb teljesítmény.
Ha az első ellenállásmérés nem több, mint 15-20 a lekapcsolás pillanatától számítva, akkor az első három mérés közül a legnagyobbat veszik ellenállásnak. Ha az első mérés több mint 20 másodperccel a gép kikapcsolása után történik, akkor hűtési korrekció kerül beállításra. Ehhez végezzen 6-8 ellenállásmérést, és készítsen grafikont a hűtés során bekövetkező ellenállásváltozásról. Az ordináta tengelyen a megfelelő mért ellenállások, az abszcisszán pedig a villanymotor kikapcsolásának pillanatától az első mérésig eltelt idő (pontosan a skála szerint), a mérések közötti intervallumok és a grafikonon látható görbe. folytonos vonalként. Ez a görbe ezután balra folytatódik, megtartva a változás jellegét, amíg el nem metszi az y tengelyt (szaggatott vonallal ábrázolva). Az ordináta tengely menti szakasza a szaggatott vonal metszéspontjának kezdetétől kellő pontossággal határozza meg a motor tekercsének kívánt ellenállását forró állapotban.
Az ipari vállalkozásokba telepített motorok fő nómenklatúrája az A és B osztályú szigetelőanyagokat tartalmazza.Például, ha B osztályú csillám alapú anyagot használnak a horony szigetelésére és az A osztályú pamutszigetelésű PBB huzal feltekercselésére, akkor a motor a hőállósági osztályba tartozik. Ha a hűtőközeg hőmérséklete 40 °C alatt van (a szabványokat a táblázat tartalmazza), akkor minden szigetelési osztály esetében a megengedett hőmérséklet-emelkedés annyi fokkal növelhető, ahány fokkal a szigetelés hőmérséklete A hűtőközeg hőmérséklete 40 °C alatt van, de nem haladja meg a 10 °C-ot. Ha a hűtőközeg hőmérséklete 40–45 °C, akkor a táblázatban feltüntetett legnagyobb megengedett hőmérséklet-emelkedés minden szigetelőanyag-osztálynál 5-tel csökken. °C, a hűtőközeg hőmérséklete pedig 45-50 °C — 10 °C-on. A hűtőközeg hőmérsékletét általában a környező levegő hőmérsékleteként veszik.
1500 V-nál nem nagyobb feszültségű zárt gépeknél az 5000 kW-nál kisebb teljesítményű vagy 1 m-nél kisebb maghosszúságú villanymotorok állórész-tekercseinek, valamint a tekercseknek a megengedett legnagyobb hőmérséklet-emelkedése A rúd rotorok az ellenállási módszerrel mért hőmérsékleten 5 ° C-kal növelhetők. Amikor a tekercsek hőmérsékletét az ellenállás mérési módszerével mérik, meghatározzák a tekercsek átlagos hőmérsékletét. A valóságban, amikor a motor jár, az egyes tekercselési területek általában eltérő hőmérsékletűek. Ezért a tekercsek maximális hőmérséklete, amely meghatározza a szigetelés tartósságát, mindig valamivel magasabb, mint az átlagos érték.