Hur man bestämmer temperaturen på lindningarna på AC-motorer genom deras motstånd

Lindningstemperaturmätning under motoruppvärmningstest

Temperaturen på lindningarna bestäms genom att testa motorn för uppvärmning. Uppvärmningstester utförs för att bestämma den absoluta temperaturen eller temperaturstegringen av lindningen eller delar av motorn i förhållande till kylmediets temperatur vid märklast. Elektriska isoleringsmaterial som används vid konstruktion av elektriska maskiner åldras och förlorar gradvis sin elektriska och mekaniska styrka. Åldringshastigheten beror huvudsakligen på temperaturen vid vilken isoleringen arbetar.

Flera experiment har fastställt att isoleringens hållbarhet (livslängd) minskar med hälften om temperaturen vid vilken den fungerar är 6-8 ° C högre än gränsen för en given klass av värmebeständighet.

GOST 8865-93 fastställer följande värmebeständighetsklasser av elektriska isoleringsmaterial och deras karakteristiska begränsningstemperaturer:

Värmebeständighetsklass — Y A E B F H C Gränstemperatur, respektive — 90, 105, 120, 130, 155, 180, över 180 gr. S

Värmetester kan utföras under direkt belastning och indirekt (värmning från härdförluster). De utförs till den fastställda temperaturen med praktiskt taget oförändrad belastning. Den konstanta temperaturen beaktas, som inom 1 timme ändras med högst: 1 °C.

Som belastning vid uppvärmningstester används olika anordningar, varav de enklaste är olika bromsar (skor, band, etc.), samt belastningar från en generator som arbetar med en reostat.

Under uppvärmningstesterna bestäms inte bara den absoluta temperaturen utan även temperaturstegringen av lindningarna över kylmediets temperatur.

Tabell 2 Högsta tillåtna temperaturökningar för motordelar

Delar till elmotorer

Maximal tillåten förhöjning av temperaturen, ° C, med isoleringsmaterial klass av värmebeständighet

Temperaturmätningsmetod

A

E

V

F

H

Variabel lindningsström för motorerna 5000 kV-A och mer eller med längden på skärehuset 1 m och mer

60

70

80

100

125

Motstånd eller temperatur i detektorerna arrangerade av spåren

Samma men mindre än 5000 kV A eller s kärnlängd 1m och mer

50*

65*

70**

85**

105***

Termometer eller koposition

Stånglindningar av asynkrona rotormotorer

65

80

90

110

135

Termometer eller koposition

Slipringar

60

70

80

90

110

Termometer eller temperatur i högtalarna

Kärnor och andra ståldelar, kontaktspolar

60

75

80

110

125

Termometer

Detsamma, utan att kontakt separerar från lindningarna

Temperaturstegringen av dessa delar får inte överstiga värden som skulle skapa risk för skador på isolering eller andra relaterade material

* Vid mätning med motståndsmetoden höjs den tillåtna temperaturen med 10 ° C. ** Samma, vid 15 ° C. *** Samma, vid 20 ° C.

Som framgår av tabellen tillhandahåller GOST olika metoder för temperaturmätning, beroende på de specifika förhållandena och delarna av maskinerna som ska mätas.

Termometermetoden används för att bestämma yttemperaturen vid appliceringspunkten. (husyta, lager, lindningar), omgivningstemperatur och luft som kommer in och ut i motorn. Kvicksilver- och alkoholtermometrar används. Endast alkoholtermometrar bör användas nära starka växelmagnetiska fält, eftersom de innehåller kvicksilver virvelströmmar inducerasförvrängning av mätresultaten. För bättre värmeöverföring från noden till termometern lindas den senares tank in i folie och pressas sedan mot den uppvärmda noden. För värmeisolering av termometern appliceras ett lager av bomullsull eller filt på folien, så att den senare inte faller in i utrymmet mellan termometern och den uppvärmda delen av motorn.

Vid mätning av kylmediets temperatur måste termometern placeras i en sluten metallkopp fylld med olja och skydda termometern från strålningsvärme som avges av omgivande värmekällor och själva maskinen, och oavsiktliga luftströmmar.

Vid mätning av det externa kylmediets temperatur är flera termometrar placerade på olika ställen runt den undersökta maskinen på en höjd lika med halva maskinens höjd och på ett avstånd av 1 — 2 m från denna. Det genomsnittliga aritmetiska värdet för avläsningarna av dessa termometrar tas som temperaturen på kylmediet.

Termoelementmetoden, flitigt använd för temperaturmätning, används främst i AC-maskiner. Termoelement placeras i springorna mellan spolarnas lager och i botten av slitsen, samt på andra svåråtkomliga ställen.

För att mäta temperaturer i elektriska maskiner används vanligtvis koppar-konstantan termoelement bestående av koppar och konstantantrådar med en diameter på ca 0,5 mm. I ett par är termoelementets ändar sammanlödda. Kopplingspunkterna placeras vanligtvis på den plats där det är nödvändigt att mäta temperaturen ("hot junction"), och det andra paret av ändar är anslutet direkt till terminalerna på den känsliga millivoltmetern med högt inre motstånd… Vid den punkt där den ouppvärmda änden av konstantantråden ansluter till koppartråden (vid mätanordningens anslutning eller övergångsterminalen), bildas termoelementets så kallade "kallövergång".

På kontaktytan av två metaller (konstantan och koppar) uppstår en EMF, proportionell mot temperaturen vid kontaktpunkten, och ett minus bildas på konstantanen och ett plus på kopparn. EMF förekommer vid både de "heta" och "kalla" korsningarna av termoelementet.Men eftersom temperaturerna på korsningarna är olika, är EMF-värdena olika, och eftersom dessa EMF i kretsen som bildas av termoelementet och mätanordningen är riktade mot varandra, mäter millivoltmetern alltid skillnaden i EMF av de "heta" och "de kalla" korsningarna som motsvarar temperaturskillnaden.

Det visade sig experimentellt att EMF för ett koppar-konstantan termoelement är 0,0416 mV per 1 ° C av temperaturskillnaden mellan de "heta" och "kalla" korsningarna. Följaktligen kan millivoltmeterskalan kalibreras i grader Celsius. Eftersom termoelementet endast registrerar temperaturskillnaden, för att bestämma den absoluta "heta" kopplingstemperaturen, lägg till den "kalla" kopplingstemperaturen mätt med termometern till termoelementets avläsning.

Resistansmetod — Att bestämma temperaturen på lindningar utifrån deras DC-resistans används ofta för att mäta temperaturen på lindningarna. Metoden bygger på den välkända egenskapen hos metaller att ändra deras motstånd beroende på temperatur.

För att bestämma temperaturstegringen mäts spolens motstånd i kallt och uppvärmt tillstånd och beräkningar görs.

Man bör komma ihåg att från det ögonblick som motorn stängs av tills mätningarna börjar går det en tid, under vilken spolen har tid att svalna. Därför, för att korrekt bestämma temperaturen på lindningarna vid tidpunkten för avstängning, d.v.s. i motorns drifttillstånd, efter avstängning av maskinen, om möjligt, med regelbundna intervall (enligt stoppuret), görs flera mätningar .Dessa intervall bör inte överskrida tiden från avstängningsögonblicket till den första mätningen. Mätningarna extrapoleras sedan genom att plotta R = f (t).

Lindningens resistans mäts med amperemeter-voltmetermetoden. Den första mätningen görs senast 1 minut efter att motorn stängts av för maskiner med en effekt på upp till 10 kW, efter 1,5 minuter — för maskiner med en effekt på 10-100 kW och efter 2 minuter — för maskiner med en effekt överstigande 100 kW.

Om den första resistansmätningen inte görs mer än 15 — 20 från urkopplingsögonblicket, tas den största av de tre första mätningarna som motstånd. Om den första mätningen görs mer än 20 s efter att maskinen stängts av, ställs en kylningskorrigering in. För att göra detta, gör 6-8 motståndsmätningar och bygg en graf över resistansförändringen under kylning. På ordinataaxeln är motsvarande uppmätta resistanser avsatta, och på abskissan är tiden (exakt i skala) som förflutit från det att elmotorn stängs av till den första mätningen, intervallen mellan mätningarna och kurvan som visas i grafen som en heldragen linje. Denna kurva fortsätter sedan till vänster, med bibehållen karaktär av dess förändring, tills den skär y-axeln (visas med en streckad linje). Segmentet längs ordinataaxeln från början av skärningspunkten med den streckade linjen bestämmer med tillräcklig noggrannhet det önskade motståndet hos motorlindningen i varmt tillstånd.

Huvudnomenklaturen för motorer installerade i industriföretag inkluderar isoleringsmaterial i klasserna A och B.Till exempel, om klass B glimmerbaserat material används för att isolera spåret och för att linda PBB-tråd med klass A bomullsisolering, så tillhör motorn värmebeständighetsklassen. till klass A. Om kylmediets temperatur är under 40 °C (standarderna för vilka anges i tabellen), kan för alla isoleringsklasser de tillåtna temperaturökningarna ökas med lika många grader som temperaturen på kylmediet är under 40 ° C, men inte mer än 10 ° C. Om kylmediets temperatur är 40 — 45 ° C, reduceras de högsta tillåtna temperaturökningarna som anges i tabellen för alla klasser av isoleringsmaterial med 5 ° C, och vid temperaturer på kylmediet 45-50 ° C — vid 10 ° C. Temperaturen på kylmediet tas vanligtvis som temperaturen på den omgivande luften.

För slutna maskiner med en spänning på högst 1500 V är den maximalt tillåtna temperaturökningen av statorlindningarna på elektriska motorer med en effekt på mindre än 5000 kW eller med en kärnlängd på mindre än 1 m, samt för lindningar från stavrotorer vid mätning av temperaturer med motståndsmetoden kan ökas med 5 ° C. Vid mätning av lindningarnas temperatur med metoden för att mäta deras motstånd, bestäms medeltemperaturen för lindningarna. I verkligheten, när motorn är igång, tenderar de enskilda lindningsområdena att ha olika temperaturer. Därför är lindningarnas maximala temperatur, som bestämmer isoleringens hållbarhet, alltid något högre än medelvärdet.