Ako určiť teplotu vinutí striedavých motorov podľa ich odporu
Meranie teploty vinutia počas testov zahrievania motora
Teplota vinutí sa určuje testovaním motora na zahrievanie. Vykurovacie testy sa vykonávajú na určenie absolútnej teploty alebo nárastu teploty vinutia alebo častí motora vzhľadom na teplotu chladiaceho média pri menovitom zaťažení. Elektroizolačné materiály používané pri konštrukcii elektrických strojov starnú a postupne strácajú svoju elektrickú a mechanickú pevnosť. Rýchlosť tohto starnutia závisí najmä od teploty, pri ktorej izolácia funguje.
Početnými experimentmi sa zistilo, že trvanlivosť (životnosť) izolácie sa zníži na polovicu, ak je teplota, pri ktorej pracuje, o 6-8 °C vyššia ako limit pre danú triedu tepelnej odolnosti.
GOST 8865-93 stanovuje nasledujúce triedy tepelnej odolnosti elektrických izolačných materiálov a ich charakteristické hraničné teploty:
Trieda tepelnej odolnosti — Y A E B F H C Limitná teplota, respektíve — 90, 105, 120, 130, 155, 180, nad 180 gr. S
Vykurovacie skúšky je možné vykonávať pri priamom zaťažení a nepriamom (vykurovanie zo strát v jadre). Vykonávajú sa pri stanovenej teplote s prakticky nezmeneným zaťažením. Do úvahy sa berie ustálená teplota, ktorá sa v priebehu 1 hodiny nezmení o viac ako: 1 °C.
Ako záťaž pri vykurovacích testoch sa používajú rôzne zariadenia, z ktorých najjednoduchšie sú rôzne brzdy (topánky, pásy atď.), Ako aj záťaže poskytované generátorom pracujúcim s reostatom.
Pri zahrievacích skúškach sa zisťuje nielen absolútna teplota, ale aj nárast teploty vinutia nad teplotu chladiaceho média.
Tabuľka 2 Maximálne prípustné zvýšenie teploty častí motora
Diely pre elektromotory
Maximálne prípustné predbežné zvýšenie teploty, ° C, s izolačným materiálom triedy tepelnej odolnosti
Metóda merania teploty
A
E
V
F
H
Variabilný prúd vinutia motorov 5000 kV-A a viac alebo pri dĺžke kosáka 1 m a viac
60
70
80
100
125
Odpor alebo teplota v detektoroch usporiadaných drážkami
Rovnaké, ale menej ako 5000 kV A alebo s dĺžka jadra 1 m a viac
50*
65*
70**
85**
105***
Teplomer alebo cooposition
Tyčové vinutia asynchrónnych rotorových motorov
65
80
90
110
135
Teplomer alebo cooposition
Sklzné krúžky
60
70
80
90
110
Teplomer alebo teplota v reproduktoroch
Jadrá a ostatné oceľové diely, kontaktné cievky
60
75
80
110
125
Teplomer
To isté, bez kontaktu oddeleného od vinutia
Nárast teploty týchto častí nesmie prekročiť hodnoty, pri ktorých by hrozilo poškodenie izolačných alebo iných súvisiacich materiálov
* Pri meraní odporovou metódou sa prípustná teplota zvýši o 10 °C. ** To isté, pri 15 °C. *** To isté, pri 20 °C.
Ako je zrejmé z tabuľky, GOST poskytuje rôzne metódy merania teploty v závislosti od konkrétnych podmienok a častí strojov, ktoré sa majú merať.
Na určenie povrchovej teploty v mieste aplikácie sa používa teplomerová metóda. (plocha skrine, ložiská, vinutia), okolitá teplota a vzduch vstupujúci a vystupujúci z motora. Používajú sa ortuťové a alkoholové teplomery. V blízkosti silných striedavých magnetických polí by ste mali používať iba liehové teplomery, pretože obsahujú ortuť indukujú sa vírivé prúdyskreslenie výsledkov merania. Pre lepší prenos tepla z uzla na teplomer je jeho nádrž zabalená do fólie a potom pritlačená k vyhrievanému uzlu. Pre tepelnú izoláciu teplomeru sa na fóliu nanesie vrstva vaty alebo plsti, aby táto neprepadla do priestoru medzi teplomerom a vyhrievanou časťou motora.
Pri meraní teploty chladiaceho média musí byť teplomer umiestnený v uzavretom kovovom pohári naplnenom olejom a chrániacim teplomer pred sálavým teplom vyžarovaným okolitými zdrojmi tepla a samotným strojom a náhodnými prúdmi vzduchu.
Pri meraní teploty vonkajšieho chladiaceho média je niekoľko teplomerov umiestnených na rôznych miestach okolo skúmaného stroja vo výške rovnajúcej sa polovici výšky stroja a vo vzdialenosti 1 — 2 m od neho. Priemerná aritmetická hodnota údajov týchto teplomerov sa berie ako teplota chladiaceho média.
Metóda termočlánku, široko používaná na meranie teploty, sa používa hlavne v AC strojoch. Termočlánky sú umiestnené v medzerách medzi vrstvami cievok a na dne štrbiny, ako aj na iných ťažko dostupných miestach.
Na meranie teplôt v elektrických strojoch sa zvyčajne používajú medeno-konštantné termočlánky pozostávajúce z medených a konštantánových drôtov s priemerom asi 0,5 mm. V páre sú konce termočlánku spájkované. Spojovacie body sa zvyčajne umiestňujú na miesto, kde je potrebné merať teplotu ("horúce spojenie") a druhý pár koncov je pripojený priamo na svorky citlivého milivoltmetra. s vysokým vnútorným odporom… V mieste, kde sa nezahrievaný koniec konštantanového vodiča spája s medeným vodičom (na svorke meracieho prístroja alebo prechodovej svorke), sa vytvorí takzvaný „studený spoj“ termočlánku.
Na kontaktnom povrchu dvoch kovov (konštantánu a medi) vzniká EMF, úmerné teplote v mieste kontaktu, a na konštantáne sa vytvorí mínus a na medi plus. EMF sa vyskytuje na "horúcom" aj "studenom" spoji termočlánku.Keďže sú však teploty prechodov rôzne, potom sú hodnoty EMF odlišné a keďže v obvode tvorenom termočlánkom a meracím zariadením sú tieto EMF nasmerované k sebe, milivoltmeter vždy meria rozdiel v EMF. «horúce» a «studené» spoje zodpovedajúce teplotnému rozdielu.
Experimentálne sa zistilo, že EMF meď-konštantného termočlánku je 0,0416 mV na 1 ° C teplotného rozdielu medzi «horúcim» a «studeným» spojom. V súlade s tým môže byť stupnica milivoltmetra kalibrovaná v stupňoch Celzia. Keďže termočlánok zaznamenáva iba rozdiel teplôt, na určenie absolútnej teploty „horúceho“ spoja pridajte k údaju termočlánku teplotu „studeného“ spoja nameranú teplomerom.
Odporová metóda — Stanovenie teploty vinutí z ich jednosmerného odporu sa často používa na meranie teploty vinutia. Metóda je založená na známej vlastnosti kovov meniť svoj odpor v závislosti od teploty.
Na určenie nárastu teploty sa meria odpor cievky v studenom a zahriatom stave a vykonajú sa výpočty.
Treba mať na pamäti, že od vypnutia motora do začiatku meraní uplynie nejaký čas, počas ktorého má cievka čas vychladnúť. Preto, aby sa správne určila teplota vinutí v čase odstavenia, t.j. v prevádzkovom stave motora, po vypnutí stroja, pokiaľ je to možné, v pravidelných intervaloch (podľa stopiek), sa vykonáva niekoľko meraní. .Tieto intervaly by nemali presiahnuť čas od okamihu vypnutia po prvé meranie. Merania sa potom extrapolujú vynesením R = f (t).
Odpor vinutia sa meria metódou ampérmeter-voltmeter. Prvé meranie sa vykoná najneskôr 1 minútu po vypnutí motora pri strojoch s výkonom do 10 kW, po 1,5 minúte — pri strojoch s výkonom 10 – 100 kW a po 2 minútach — pri strojoch s výkonom viac ako 100 kW.
Ak sa prvé meranie odporu vykoná nie viac ako 15 - 20 od okamihu odpojenia, potom sa najväčšie z prvých troch meraní považuje za odpor. Ak sa prvé meranie vykoná viac ako 20 s po vypnutí stroja, nastaví sa korekcia chladenia. Za týmto účelom vykonajte 6-8 meraní odporu a vytvorte graf zmeny odporu počas chladenia. Na zvislej osi sú vynesené zodpovedajúce namerané odpory a na vodorovnej osi je čas (presne v mierke) uplynutý od vypnutia elektromotora do prvého merania, intervaly medzi meraniami a krivka znázornená v grafe ako plná čiara. Táto krivka potom pokračuje doľava, pričom si zachováva charakter svojej zmeny, až kým nepretne os y (znázornená prerušovanou čiarou). Úsek pozdĺž osi y od začiatku priesečníka s prerušovanou čiarou určuje s dostatočnou presnosťou požadovaný odpor vinutia motora v horúcom stave.
Hlavná nomenklatúra motorov inštalovaných v priemyselných podnikoch zahŕňa izolačné materiály tried A a B.Napríklad, ak sa na izoláciu drážky a na navinutie drôtu PBB s bavlnenou izoláciou triedy A použije materiál na báze sľudy triedy B, potom motor patrí do triedy tepelnej odolnosti. do triedy A. Ak je teplota chladiaceho média nižšia ako 40 °C (normy sú uvedené v tabuľke), potom pre všetky triedy izolácie možno zvýšiť prípustné zvýšenia teploty o toľko stupňov, ako je teplota chladiaceho média je pod 40 °C, ale nie viac ako 10 °C. Ak je teplota chladiaceho média 40 – 45 °C, potom sa maximálne prípustné zvýšenia teploty uvedené v tabuľke znížia pre všetky triedy izolačných materiálov o 5 °C a pri teplotách chladiaceho média 45-50 °C — pri 10 °C. Teplota chladiaceho média sa zvyčajne berie ako teplota okolitého vzduchu.
Pre uzavreté stroje s napätím nie väčším ako 1500 V je maximálne prípustné zvýšenie teploty statorových vinutí elektromotorov s výkonom menším ako 5000 kW alebo s dĺžkou jadra menšou ako 1 m, ako aj vinutia z r. tyčových rotorov pri meraní teplôt odporovou metódou možno zvýšiť o 5 °C. Pri meraní teploty vinutí metódou merania ich odporu sa zisťuje priemerná teplota vinutí. V skutočnosti pri bežiacom motore majú jednotlivé oblasti vinutia rozdielne teploty. Preto je maximálna teplota vinutia, ktorá určuje trvanlivosť izolácie, vždy o niečo vyššia ako priemerná hodnota.