Hvordan bestemme temperaturen på viklingene til AC-motorer ved deres motstand
Viklingstemperaturmåling under motoroppvarmingstester
Temperaturen på viklingene bestemmes ved å teste motoren for oppvarming. Oppvarmingstester utføres for å bestemme den absolutte temperaturen eller temperaturstigningen til viklingen eller deler av motoren i forhold til temperaturen på kjølemediet ved nominell belastning. Elektriske isolasjonsmaterialer som brukes i konstruksjonen av elektriske maskiner eldes og mister gradvis sin elektriske og mekaniske styrke. Hastigheten på denne aldring avhenger hovedsakelig av temperaturen som isolasjonen fungerer ved.
Tallrike eksperimenter har fastslått at isolasjonens holdbarhet (levetid) reduseres med det halve hvis temperaturen den fungerer ved er 6-8 ° C høyere enn grensen for en gitt klasse av varmebestandighet.
GOST 8865-93 etablerer følgende varmemotstandsklasser av elektriske isolasjonsmaterialer og deres karakteristiske begrensende temperaturer:
Varmebestandighetsklasse — Y A E B F H C Grensetemperatur, henholdsvis — 90, 105, 120, 130, 155, 180, over 180 gr. S
Varmetester kan utføres under direkte belastning og indirekte (oppvarming fra kjernetap). De utføres til den etablerte temperaturen med praktisk talt uendret belastning. Det tas hensyn til steady-state-temperaturen, som i løpet av 1 time ikke endres med mer enn: 1 °C.
Som belastning i oppvarmingstester brukes forskjellige enheter, hvorav de enkleste er forskjellige bremser (sko, bånd, etc.), samt belastninger levert av en generator som opererer med en reostat.
Under oppvarmingstestene bestemmes ikke bare den absolutte temperaturen, men også temperaturstigningen til viklingene over temperaturen til kjølemediet.
Tabell 2 Maksimal tillatt temperaturøkning av motordeler
Deler til elektriske motorer
Maksimal tillatt forøkning i temperatur, ° C, med isolasjonsmateriale klasse av varmebestandighet
Metode for temperaturmåling
EN
E
V
F
H
Variabel viklingsstrøm til motorene 5000 kV-A og mer eller med lengden på sigdhuset 1 m og mer
60
70
80
100
125
Motstand eller temperatur i detektorene arrangert av sporene
Samme men mindre enn 5000 kV A eller s kjernelengde 1m og mer
50*
65*
70**
85**
105***
Termometer eller koposisjon
Stangviklinger av asynkrone rotormotorer
65
80
90
110
135
Termometer eller koposisjon
Sliperinger
60
70
80
90
110
Termometer eller temperatur i høyttalerne
Kjerner og andre ståldeler, kontaktspoler
60
75
80
110
125
Termometer
Det samme, uten kontakt som skiller fra viklingene
Temperaturøkningen til disse delene må ikke overstige verdier som vil skape risiko for skade på isolasjon eller andre relaterte materialer
* Ved måling med motstandsmetoden økes den tillatte temperaturen med 10 ° C. ** Det samme, ved 15 ° C. *** Det samme, ved 20 ° C.
Som det fremgår av tabellen, gir GOST forskjellige metoder for temperaturmåling, avhengig av de spesifikke forholdene og delene av maskinene som skal måles.
Termometermetoden brukes til å bestemme overflatetemperaturen ved påføringspunktet. (husoverflate, lagre, viklinger), omgivelsestemperatur og luft som kommer inn og ut av motoren. Kvikksølv- og alkoholtermometre brukes. Kun alkoholtermometre bør brukes i nærheten av sterke vekslende magnetiske felt, da de inneholder kvikksølv virvelstrømmer induseresforvrengning av måleresultater. For bedre varmeoverføring fra noden til termometeret blir tanken til sistnevnte pakket inn i folie og deretter presset mot den oppvarmede noden. For termisk isolasjon av termometeret påføres et lag med bomullsull eller filt på folien, slik at sistnevnte ikke faller inn i rommet mellom termometeret og den oppvarmede delen av motoren.
Ved måling av temperaturen på kjølemediet, må termometeret plasseres i en lukket metallkopp fylt med olje og beskytter termometeret mot strålevarme fra omkringliggende varmekilder og selve maskinen, og utilsiktede luftstrømmer.
Ved måling av temperaturen på det eksterne kjølemediet er flere termometre plassert på forskjellige punkter rundt den undersøkte maskinen i en høyde som tilsvarer halve høyden på maskinen og i en avstand på 1 — 2 m fra den. Den gjennomsnittlige aritmetiske verdien av avlesningene til disse termometrene tas som temperaturen til kjølemediet.
Termoelementmetoden, mye brukt for temperaturmåling, brukes hovedsakelig i AC-maskiner. Termoelementer er plassert i hullene mellom lagene av spolene og i bunnen av sporet, samt på andre vanskelig tilgjengelige steder.
For å måle temperaturer i elektriske maskiner brukes vanligvis kobber-konstantan termoelementer bestående av kobber- og konstantantråder med en diameter på ca. 0,5 mm. I et par er endene av termoelementet loddet sammen. Krysspunktene er vanligvis plassert på stedet der det er nødvendig å måle temperaturen ("hot junction"), og det andre paret med ender er koblet direkte til terminalene til det følsomme millivoltmeteret med høy indre motstand… På punktet der den uoppvarmede enden av konstantantråden kobles til kobbertråden (ved terminalen til måleapparatet eller overgangsterminalen), dannes den såkalte "kalde junction" til termoelementet.
På kontaktflaten til to metaller (konstantan og kobber) oppstår en EMF, proporsjonal med temperaturen ved kontaktpunktet, og det dannes et minus på konstantanen og et pluss på kobberet. EMF oppstår både ved de "varme" og "kalde" kryssene til termoelementet.Men siden temperaturene på kryssene er forskjellige, er EMF-verdiene forskjellige, og siden disse EMF-ene i kretsen dannet av termoelementet og måleanordningen er rettet mot hverandre, måler millivoltmeteret alltid forskjellen i EMF av de «varme» og «de kalde» kryssene som tilsvarer temperaturforskjellen.
Det ble funnet eksperimentelt at EMF til et kobber-konstantan termoelement er 0,0416 mV per 1 ° C av temperaturforskjellen mellom de «varme» og «kalde» kryssene. Følgelig kan millivoltmeterskalaen kalibreres i grader Celsius. Siden termoelementet kun registrerer temperaturforskjellen, for å bestemme den absolutte "varme" overgangstemperaturen, legg til den "kalde" overgangstemperaturen målt med termometeret til termoelementavlesningen.
Motstandsmetode - Å bestemme temperaturen på viklinger fra deres DC-motstand brukes ofte til å måle temperaturen på viklinger. Metoden er basert på den velkjente egenskapen til metaller å endre deres motstand avhengig av temperatur.
For å bestemme temperaturstigningen måles spolens motstand i kald og oppvarmet tilstand og det gjøres beregninger.
Det bør huskes at fra det øyeblikket motoren er slått av til starten av målingene, går det litt tid, hvor spolen har tid til å kjøle seg ned. Derfor, for å korrekt bestemme temperaturen på viklingene på tidspunktet for avstengning, det vil si i driftstilstanden til motoren, etter å ha slått av maskinen, om mulig, med jevne mellomrom (i henhold til stoppeklokken), utføres flere målinger. .Disse intervallene bør ikke overskride tiden fra øyeblikket av stans til første måling. Målingene ekstrapoleres deretter ved å plotte R = f (t).
Motstanden til viklingen måles med ammeter-voltmeter-metoden. Første måling utføres senest 1 minutt etter at motoren er slått av for maskiner med en effekt på opptil 10 kW, etter 1,5 minutter — for maskiner med en effekt på 10-100 kW og etter 2 minutter — for maskiner med en effekt på mer enn høyere enn 100 kW.
Hvis den første motstandsmålingen ikke gjøres mer enn 15 — 20 fra frakoblingsøyeblikket, tas den største av de tre første målingene som motstand. Hvis den første målingen tas mer enn 20 s etter at maskinen er slått av, stilles en kjølekorreksjon. For å gjøre dette, gjør 6-8 motstandsmålinger og bygg en graf over motstandsendringen under avkjøling. På ordinataksen er de tilsvarende målte motstandene plottet, og på abscissen er tiden (nøyaktig i skala) som har gått fra det øyeblikket den elektriske motoren slås av til første måling, intervallene mellom målingene og kurven vist i grafen som en solid linje. Denne kurven fortsetter deretter til venstre, og opprettholder endringens natur, til den skjærer y-aksen (vist med en stiplet linje). Segmentet langs ordinataksen fra begynnelsen av skjæringspunktet med den stiplede linjen bestemmer med tilstrekkelig nøyaktighet den ønskede motstanden til motorviklingen i varm tilstand.
Hovednomenklaturen for motorer installert i industribedrifter inkluderer isolasjonsmaterialer i klasse A og B.Hvis for eksempel klasse B glimmerbasert materiale brukes til å isolere sporet og til å vikle PBB-tråd med bomullsisolasjon i klasse A, tilhører motoren varmemotstandsklassen. til klasse A. Hvis temperaturen på kjølemediet er under 40 ° C (standardene for dette er gitt i tabellen), kan for alle isolasjonsklasser den tillatte temperaturøkningen økes med like mange grader som temperaturen på kjølemediet er under 40 ° C, men ikke mer enn 10 ° C. Hvis temperaturen på kjølemediet er 40 — 45 ° C, reduseres de maksimalt tillatte temperaturøkningene angitt i tabellen for alle klasser av isolasjonsmaterialer med 5 ° C, og ved temperaturer på kjølemediet 45-50 ° C - ved 10 ° C. Temperaturen på kjølemediet tas vanligvis som temperaturen på den omgivende luften.
For lukkede maskiner med en spenning på ikke mer enn 1500 V, maksimalt tillatt temperaturøkning av statorviklingene til elektriske motorer med en effekt på mindre enn 5000 kW eller med en kjernelengde på mindre enn 1 m, samt av viklinger fra stangrotorer ved måling av temperaturer ved motstandsmetoden kan økes med 5 ° C. Ved måling av temperaturen på viklingene ved metoden for å måle motstanden deres, bestemmes gjennomsnittstemperaturen til viklingene. I virkeligheten, når motoren går, har de enkelte viklingsområdene en tendens til å ha forskjellige temperaturer. Derfor er den maksimale temperaturen på viklingene, som bestemmer isolasjonens holdbarhet, alltid litt høyere enn gjennomsnittsverdien.