Cum se determină temperatura înfășurărilor motoarelor de curent alternativ prin rezistența acestora
Măsurarea temperaturii înfășurării în timpul testelor de încălzire a motorului
Temperatura înfășurărilor este determinată prin testarea motorului pentru încălzire. Testele de încălzire sunt efectuate pentru a determina temperatura absolută sau creșterea temperaturii înfășurării sau părților motorului în raport cu temperatura mediului de răcire la sarcina nominală. Materialele electroizolante utilizate în construcția mașinilor electrice îmbătrânesc și își pierd treptat rezistența electrică și mecanică. Rata acestei îmbătrâniri depinde în principal de temperatura la care funcționează izolația.
Numeroase experimente au stabilit că durabilitatea (durata de viață) a izolației este redusă la jumătate dacă temperatura la care funcționează este cu 6-8 ° C mai mare decât limita pentru o anumită clasă de rezistență la căldură.
GOST 8865-93 stabilește următoarele clase de rezistență la căldură a materialelor electroizolante și temperaturile limită caracteristice ale acestora:
Clasa de rezistență la căldură — Y A E B F H C Temperatura limită, respectiv — 90, 105, 120, 130, 155, 180, peste 180 gr. S
Testele de încălzire pot fi efectuate sub sarcină directă și indirectă (încălzire prin pierderi de miez). Se efectuează la temperatura stabilită cu sarcină practic neschimbată. Se ia în considerare temperatura la starea de echilibru, care în decurs de 1 oră se modifică cu cel mult: 1 °C.
Ca sarcină în testele de încălzire, se folosesc diverse dispozitive, dintre care cele mai simple sunt diverse frâne (saboți, benzi etc.), precum și sarcini furnizate de un generator care funcționează cu un reostat.
În timpul testelor de încălzire, se determină nu numai temperatura absolută, ci și creșterea temperaturii înfășurărilor peste temperatura mediului de răcire.
Tabelul 2 Creșteri maxime admise ale temperaturii pieselor motorului
Piese pentru motoare electrice
Precreșterea maximă admisă a temperaturii, °C, cu material izolator clasa de rezistență la căldură
Metoda de măsurare a temperaturii
A
E
V
F
H
Curentul de înfășurare variabil al motoarelor 5000 kV-A și mai mult sau cu lungimea casei secerului de 1 m și mai mult
60
70
80
100
125
Rezistenta sau temperatura in detectoare dispuse de caneluri
La fel, dar mai mică de 5000 kV A sau lungimea miezului s de 1 m sau mai mult
50*
65*
70**
85**
105***
Termometru sau coopoziție
Înfășurări de tijă ale motoarelor cu rotor asincron
65
80
90
110
135
Termometru sau coopoziție
Inele de alunecare
60
70
80
90
110
Termometru sau temperatura în difuzoare
Miezuri și alte piese din oțel, bobine de contact
60
75
80
110
125
Termometru
La fel, fără contact de separare de înfășurări
Creșterea temperaturii acestor părți nu trebuie să depășească valorile care ar crea un risc de deteriorare a materialelor izolatoare sau a altor materiale conexe
* La măsurarea prin metoda rezistenței, temperatura admisă este crescută cu 10 ° C. ** La fel, la 15 ° C. *** La fel, la 20 ° C.
După cum se poate observa din tabel, GOST oferă diferite metode de măsurare a temperaturii, în funcție de condițiile specifice și de părțile mașinilor care trebuie măsurate.
Metoda termometrului este utilizată pentru a determina temperatura suprafeței la punctul de aplicare. (suprafața carcasei, rulmenți, înfășurări), temperatura ambiantă și aerul care intră și iese din motor. Se folosesc termometre cu mercur și alcool. Numai termometrele cu alcool trebuie folosite în apropierea câmpurilor magnetice alternante puternice, deoarece conțin mercur sunt induși curenți turbionaridenaturarea rezultatelor măsurătorilor. Pentru un transfer mai bun de căldură de la nod la termometru, rezervorul acestuia din urmă este învelit în folie și apoi presat pe nodul încălzit. Pentru izolarea termică a termometrului, pe folie se aplică un strat de vată sau pâslă, astfel încât aceasta din urmă să nu cadă în spațiul dintre termometru și partea încălzită a motorului.
La măsurarea temperaturii mediului de răcire, termometrul trebuie plasat într-o cană metalică închisă umplută cu ulei și protejând termometrul de căldura radiantă emisă de sursele de căldură din jur și de mașina în sine și de curenții accidentali de aer.
La măsurarea temperaturii mediului de răcire extern, mai multe termometre sunt amplasate în diferite puncte din jurul mașinii examinate la o înălțime egală cu jumătate din înălțimea mașinii și la o distanță de 1 - 2 m de aceasta. Valoarea medie aritmetică a citirilor acestor termometre este luată ca temperatură a mediului de răcire.
Metoda termocuplului, utilizată pe scară largă pentru măsurarea temperaturii, este utilizată în principal la mașinile cu curent alternativ. Termocuplurile sunt plasate în golurile dintre straturile bobinelor și în partea de jos a fantei, precum și în alte locuri greu accesibile.
Pentru a măsura temperaturile în mașinile electrice, se folosesc de obicei termocupluri cupru-constantan formate din fire de cupru și constantan cu un diametru de aproximativ 0,5 mm. Într-o pereche, capetele termocuplului sunt lipite împreună. Punctele de joncțiune sunt de obicei plasate în locul unde este necesară măsurarea temperaturii („joncțiune fierbinte”), iar a doua pereche de capete este conectată direct la bornele milivoltmetrului sensibil. cu rezistență internă ridicată… În punctul în care capătul neîncălzit al firului constantan se conectează la firul de cupru (la borna dispozitivului de măsurare sau la borna de tranziție), se formează așa-numita „joncțiune rece” a termocuplului.
Pe suprafața de contact a două metale (constantan și cupru) apare un EMF, proporțional cu temperatura din punctul de contact, iar pe constantan se formează un minus și un plus pe cupru. EMF apare atât la joncțiunile „fierbinte” cât și la „rece” ale termocuplului.Cu toate acestea, deoarece temperaturile joncțiunilor sunt diferite, atunci valorile EMF sunt diferite și, deoarece în circuitul format de termocuplu și dispozitivul de măsurare, aceste EMF sunt direcționate unul către celălalt, milivoltmetrul măsoară întotdeauna diferența de EMF. a joncțiunilor «fierbinte» și «rece» corespunzătoare diferenței de temperatură.
Sa constatat experimental că EMF al unui termocuplu cupru-constantan este de 0,0416 mV la 1 ° C din diferența de temperatură dintre joncțiunile „fierbinte” și „rece”. În consecință, scala milivoltmetrului poate fi calibrată în grade Celsius. Deoarece termocuplul înregistrează doar diferența de temperatură, pentru a determina temperatura absolută a joncțiunii „fierbinte”, adăugați temperatura joncțiunii „rece” măsurată cu termometrul la citirea termocuplului.
Metoda de rezistență - Determinarea temperaturii înfășurărilor din rezistența lor DC este adesea folosită pentru a măsura temperatura înfășurărilor. Metoda se bazează pe proprietatea binecunoscută a metalelor de a-și modifica rezistența în funcție de temperatură.
Pentru a determina creșterea temperaturii, rezistența bobinei este măsurată în stare rece și încălzită și se fac calcule.
Trebuie avut în vedere că din momentul în care motorul este oprit și până la începerea măsurătorilor, trece ceva timp, timp în care bobina are timp să se răcească. Prin urmare, pentru a determina corect temperatura înfășurărilor în momentul opririi, adică în starea de funcționare a motorului, după oprirea mașinii, dacă este posibil, la intervale regulate (conform cronometrului), se fac mai multe măsurători. .Aceste intervale nu trebuie să depășească timpul de la momentul opririi până la prima măsurare. Măsurătorile sunt apoi extrapolate prin reprezentarea grafică a R = f (t).
Rezistența înfășurării este măsurată prin metoda ampermetru-voltmetru. Prima măsurare se efectuează nu mai târziu de 1 minut după oprirea motorului pentru mașinile cu o putere de până la 10 kW, după 1,5 minute — pentru mașinile cu o putere de 10-100 kW și după 2 minute — pentru mașinile cu o putere mai mare de 100 kW.
Dacă prima măsurare a rezistenței se face nu mai mult de 15 - 20 din momentul deconectării, atunci cea mai mare dintre primele trei măsurători este luată ca rezistență. Dacă prima măsurătoare este efectuată la mai mult de 20 s după oprirea mașinii, atunci este setată o corecție de răcire. Pentru a face acest lucru, faceți 6-8 măsurători de rezistență și construiți un grafic al schimbării rezistenței în timpul răcirii. Pe axa ordonatelor sunt trasate rezistențele corespunzătoare măsurate, iar pe abscisă este timpul (exact la scară) scurs din momentul în care motorul electric este oprit până la prima măsurătoare, intervalele dintre măsurători și curba prezentată în grafic. ca o linie continuă. Această curbă continuă apoi spre stânga, menținând natura modificării sale, până când intersectează axa y (indicată printr-o linie întreruptă). Segmentul de-a lungul axei ordonatelor de la începutul punctului de intersecție cu linia întreruptă determină cu suficientă precizie rezistența dorită a înfășurării motorului în stare fierbinte.
Nomenclatorul principal al motoarelor instalate în întreprinderile industriale include materiale de izolare din clasele A și B.De exemplu, dacă se folosește material pe bază de mica clasa B pentru a izola canelura și pentru a înfășura firul PBB cu izolație din bumbac clasa A, atunci motorul aparține clasei de rezistență la căldură. la clasa A. Dacă temperatura mediului de răcire este sub 40 ° C (standardele pentru care sunt date în tabel), atunci pentru toate clasele de izolație creșterile admisibile ale temperaturii pot fi crescute cu tot atâtea grade cât temperatura mediu de răcire este sub 40 ° C, dar nu mai mult de 10 ° C. Dacă temperatura mediului de răcire este de 40 - 45 ° C, atunci creșterile maxime admise ale temperaturii indicate în tabel sunt reduse pentru toate clasele de materiale izolante cu 5 ° C, iar la temperaturi ale mediului de răcire 45-50 ° C — la 10 ° C. Temperatura mediului de răcire este de obicei luată ca fiind temperatura aerului înconjurător.
Pentru mașinile închise cu o tensiune de cel mult 1500 V, creșterea maximă admisă a temperaturii înfășurărilor statorice ale motoarelor electrice cu o putere mai mică de 5000 kW sau cu o lungime a miezului mai mică de 1 m, precum și a înfășurărilor de la rotoarele de tijă la măsurarea temperaturilor prin metoda rezistenței pot fi mărite cu 5 ° C. La măsurarea temperaturii înfășurărilor prin metoda de măsurare a rezistenței acestora, se determină temperatura medie a înfășurărilor. În realitate, atunci când motorul funcționează, zonele individuale de înfășurare tind să aibă temperaturi diferite. Prin urmare, temperatura maximă a înfășurărilor, care determină durabilitatea izolației, este întotdeauna puțin mai mare decât valoarea medie.