电动机绕组温度的测量

　　关于电动机

　　电动机（Motor）是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈（也就是定子绕组）产生旋转磁场并作用于转子（如鼠笼式闭合铝框）形成磁电动力旋转扭矩。电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机，电力系统中的电动机大部分是交流电机，可以是同步电机或者是异步电机（电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速）。电动机主要由定子与转子组成，通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线（磁场方向）方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动。

　　电动机在运行过程中所产生的各种能量损耗（铜耗、铁耗、附加损耗等），都转化为热量，引起电动机绕组、铁芯及轴承等温度升高。异步电动机的允许温升是指在一定环境温度（规定为40℃）时，电动机温度与周围环境温度的差值。它是由制造电动机使用的绝缘材料决定的。常用的绝缘等级为A、E、B、F级，绝缘材料对应的耐热温度分别为105℃、120℃、130℃、155℃。例如，异步电动机铭牌标注的温升为60K，说明环境温度为40℃时，绕组的温升不能超过60K。实测的电动机温度是指发电机各部分的实际温度。它对电动机的绝缘性能影响很大。

　　当电动机处于过负荷或冷却不良状态时，其温度很快超过额定值。这时，即使不会立即烧坏，也将使电动机的寿命因绝缘加速老化而缩短。例如，A级绝缘的电动机，当绕组温度比允许值每升高8℃时，电动机的寿命将缩短一半。因此，在运行中正确测量电动机的温度显得尤为重要。

　　环境温度的测试

　　要找出电动机是否在额定值内运行，关键是测试电动机周围的实际温度。

　　1、测量电动机的实际环境温度

　　室内远处温度，或室内墙上温度不是重要的，而电动机周围的空气温度却很重要，因为这些空气是通过电动机外壳上的入口通道进入电动机内部。有些电动机有回流现象，回流指的是从电动机出口处排放出的热空气旋动着与吸入电动机的冷空气进行稍微混合。因此，在距电动机不远处进气的温度总比室温略高几度（通常3℃～5℃）。增加的这几度，直接加到绕组温度上。电动机所放的位置可能加剧上述情况。如果电动机周围安装有其他机械设备，电机安装靠墙或靠地基太近，或者靠着管道和柱子，则电动机就不能自由排放热空气，回流就变得更为严重，结果导致实际的环境温度可能会高于室温10℃～20℃。

　　2、温度计与进气气流隔开要避免把温度计悬挂在进气口，因为气流会影响温度计而使读数偏低。在温度计与气流之间放一快厚纸挡板，或者把温度计放入一个直径相当大的硬纸管里，这样便于滑动纸管观察读数。

　　测量程序

　　不采用铁心温度计，测量绕组的温度有以下两种方法可供选择。

　　1、把热电偶或电阻检测器直接放在绕组上或嵌入槽中嵌槽检测器通常在电动机制造时，就必须安装好。没有嵌槽检测器的电动机，在现场修理时，如果电动机不完全重绕，则不能正确地把检测器放进槽中。但是，可以把热电偶放在靠近铁心的线圈上，此处绕组从槽中露出。一般至少要安装二个热电偶，定子两端各一个，安装在绕组的顶部（对卧式电动机）用油灰或绝缘垫把热电偶固定在位置上，使空气不能直接吹到热电偶上。应注意不要用带状或片状材料来捆扎热电偶，以免阻碍空气通过绕组。对10000kW以下的电动机，尤其是全封闭式的电动机，采用热电偶所测得的温度读数与总的绕组温度很接近。对较大的电动机，必须进行修正，在端部线圈热电偶的读数上再增加20℃；因此，这种方法不是很可靠，无论何种电动机，即使它是小型电动机，绕组并不是一个单一的值，温度值在不同的测量点上的变化很大。“热测点”测量的结果很少是能接近的，不同类型的电动机“热测点”的部位可能不同。通常把变阻法测得的温度值取其平均值是最可靠的数值。

　　热电偶输出是一个直流低电压，这个直流电压可以用以下两种方法中的一种来转换成温度：

　　（1）在一只毫伏计上读出电压值。参考标准的热电偶电压图表得到“热结”温度值，“热结”是在该热电偶的导线与电动机的绕组连接处。从热电偶供应商可以得到这种标准的热电偶电压表。

　　（2）在直读仪的刻度盘或数字指示器上读出实际的热结温度值。

　　热电偶导线有很多种，型号的选用就比较重要，一般最适合于电动机测量用的热电偶有铁—康铜型或铜—康铜型。也可以用上述型号为20号或24号的双股热电偶线（两根导线放入绝缘套里）制成热电偶。其方法是先切几段热电偶线，其长度以从测量部位拉线到附近的读出仪表处为宜，把每股线的端头绝缘剥掉，然后扭在一起，用焊枪把接头焊成一个焊珠。这个焊珠将是温度反应点。所以，热电偶法也叫“灵敏点”法，沿导线其他部分的温度不会影响读数。

　　2、用变阻法来获得绕组总温度

　　变阻法对小型电动机绕组的温度测量准确性很高，并且几乎所有型号的电动机都使用。

　　对于变阻法，只要用一个电阻桥和遵循几条简单的法则

　　就可以测量温度了。只要把电动机停下来就能进行测量。停机前，电动机要在额定负荷下运行较长时间，使其温度达到“平衡”或已稳定在一个恒定值上。电动机运行时间与温度稳定值的计算，是从常温启动算起，一般需要3h-5h，通常5小时就达到稳定了。也可以用一只温度计或热电偶放在电动机外壳上进行测量，以判断电动机温度是否已经达到稳定。在测量时，每半小时看一次读数，当两次读数相同时，就可以停下电动机，在任意两相引线间进行热电阻测量。但是需要注意环境温度，也是每半小时看一次读数。监视环境温度升高还是降低，用这些数据与电动机温度计上的读数作比较。这样就不会把绕组温度骤降而误认为是绕组温度已达到平衡，这种骤降是环境温度引起的。

　　当把电动机停下来时，要尽快地把测量电桥接在断电后的电动机引出线上。如果启动器正好是在电动机旁边，则可接在启动器上。然而，对大容量低电压电机，由于馈电线的温度比电动机绕组的温度低，因此仅测量馈电线电阻会引起测量上的很大误差。当电桥接于被测点时，要保证电动机电路上的任何自动控制装置已经确定。

　　把任意两根引线的热电阻（用R表示单位为！）。当电动机“冷却”时，也就是说恢复到环境温度时，再次读出的两引线间的电阻（用RC表示），与RC相对应的温度是TC。

　　然后，用下面公式来求出“热”绕组温度Th：

　　Th＝Rh（K＋Tc）／Rc

　　如果电动机绕组是铜线，则K＝2345；如果是铝线，则

　　K＝2.25。

　　上式温度是总的绕组温度，不是温升。要得到绕组温升，可在电动机停下来时，从Th中减去环境温度。Th是指在停机后一分钟或ｎ分钟把电桥接到被测部位上时所测得的值。

　　4、结束语

　　检修、运行人员最容易忽视电动机绕组温度的测量，习惯上用手摸一摸电动机外壳的温度，只要手贴得上去，便可认为电动机在允许的温度范围内；或在高温部位上滴几滴水，有“吱吱”声，就可认为电动机的温度很高了，这种测试方法是不严谨、不准确的。只有正确则量出电动机绕组的温度，才能判断电动机是否在故障状态下运行，保证电动机安全稳定运行。