關于電機的溫度和溫升

 “溫升"是衡量和評價電機發(fā)熱程度的重要參數(shù)，電機額定負載時熱平衡狀態(tài)下測得。終端客戶感知電機好壞，慣常做法就是摸電機，看殼體溫度如何，雖不準確卻也大體把脈了電機溫升狀況。

電機發(fā)生故障時，最為顯著的初始特征就是“手感"溫升異常：“溫升"突然增大或超過正常工作溫度。這時若能及時采取措施，至少可以避免大的財產(chǎn)損失，甚至躲過一場災難。

溫升是電機工作溫度與環(huán)境溫度的差值，是由電機運行時發(fā)熱引起。運行中的電機鐵芯處在交變磁場中會產(chǎn)生鐵損，繞組通電后會產(chǎn)生銅損，還有其它雜散損耗等，這些都會使電機溫度升高。

電機在發(fā)熱的同時也會散熱，當發(fā)熱與散熱相等時即達到平衡狀態(tài)，溫度不再上升而穩(wěn)定在一個水平上，也就是我們常說的熱穩(wěn)定。

當發(fā)熱增加或散熱減少時都會打破平衡，使溫度繼續(xù)上升，擴大溫差，我們就必須增采取散熱措施，使電機在另一個較高的溫度下再度達到新的平衡。但這時的溫差即溫升已比以前增大了(公眾號:泵管家)，所以說溫升是電機設計及運行中的一項重要指標，標志著電機的發(fā)熱程度，在運行中，如電機溫升突然增大，說明電機有故障，或風道阻塞或負荷太重。

對于正常運行的電機，理論上在額定負荷下其溫升應與環(huán)境溫度的高低無關，但實際上還是與環(huán)境溫度、海拔等因素有一定關系。

● 當氣溫下降時，由于繞組電阻下降，銅耗會減少，因此正常電機的溫升會稍許降低。

● 對自冷電機，環(huán)境溫度每增10℃，溫升會增加1.5~3℃。這是因為繞組銅損隨氣溫上升而增加。所以氣溫變化對大型電機和封閉電機影響較大，無論電機設計者還是使用者都應該清楚該問題。

● 空氣濕度每高10%，因導熱條件會改善，溫升可降0.07~0.4℃?？諝鉂穸仍黾拥耐瑫r又衍生出另一個問題，就是電機非運行狀態(tài)下的防潮問題，針對于溫熱環(huán)境，我們就必須采取措施避免電機繞組受潮，按照濕熱帶環(huán)境工況設計和維護。

● 電機在高海拔環(huán)境運行時，海拔以1000m為標準，每升100m，溫升增加其極限值的1%。該問題是設計人員必須考慮的問題，我們型式試驗的溫升值并不能代表實際運行狀態(tài)，也就是說對于高原環(huán)境電機，應通過實際數(shù)據(jù)的積累，適度提高其指標裕度。

對于電機生產(chǎn)廠家，更關注電機的溫升，但對于電機使用終端客戶，則更直觀的關注電機溫度；一臺好的電機產(chǎn)品，應同時兼顧溫升與溫度，確保電機的性能指標及壽命符合要求。

某一點的溫度與參考（或基準）溫度之差稱為溫升。也可以稱某一點溫度與參考溫度之差。電機某部件與周圍介質溫度之差，稱電機該部件的溫升；溫升是一個相對值。

在允許的范圍內及其所分的等級即電機的耐熱等級。如果超過這個限度，絕緣材料的壽命就急劇縮短，甚至會燒毀。這個溫度限度，稱為絕緣材料的允許溫度。

電機在額定負載下長期運行達到熱穩(wěn)定狀態(tài)時，電機各部件溫升的最高允許極限，稱溫升限度。絕緣材料的允許溫度，就是電機的允許溫度；絕緣材料的壽命，一般就是電機的壽命。但從客觀的角度分析，電機的實際溫度對軸承、潤滑脂等有直接的關系，所以，應綜合考量這些關聯(lián)因素。

電機負載運行時，從盡量發(fā)揮它的作用出發(fā)，所帶負載即輸出功率越大越好（若不考慮機械強度）。但是輸出功率越大、損耗功率就會越大，電機溫度就會越高。我們知道，電機內耐溫最薄弱的東西是絕緣材料，如漆包線。絕緣材料耐溫有個限度，在這個限度內，絕緣材料的物理、化學、機械、電氣等各方面性能都很穩(wěn)定，其工作壽命一般約為20年。

絕緣等級表示絕緣結構的最高允許工作溫度等級，電機在這樣的溫度下，能在預定的使用期內維持其性能。

絕緣材料的極限工作溫度，系指電機在設計預期壽命內，運行時繞組絕緣中最熱點的溫度。根據(jù)經(jīng)驗，在實際情況下環(huán)境溫度和溫升均不會長期達設計值，因此一般壽命在15~20年。如果運行溫度長期接近或超過材料的極限工作溫度，則絕緣的老化會加劇，壽命也會大大縮短。

所以電機在運行中，工作溫度是壽命的主要和關鍵因素。也就是說關注電機溫升指標的同時應充分考慮電機的實際運行工況，按照工況的嚴酷程度，預留足夠的設計裕度。

電機電磁線、絕緣材料、絕緣結構的綜合應用實體，與制造工藝裝備、技術指導文件緊密相關，是工廠最為機密的技術。在電機安全評價中，將絕緣系統(tǒng)作為一項關鍵的綜合評價對象。

絕緣性能是電機非常關鍵的性能指標，綜合反映了電機的安全運行性能和設計制造水平。

在電機方案設計環(huán)節(jié)，首要考慮的是采用怎樣的絕緣系統(tǒng)，該絕緣系統(tǒng)是否與工廠的工藝裝備水平匹配，在行業(yè)中是還是落后。特別要強調的是量力而行最為重要，否則工藝裝備水平達不到的情況下一味追求，再先進的絕緣系統(tǒng)也制造不出絕緣性能可靠的電機來。

●   電磁線選擇的符合性。電機電磁線的選擇應與電機絕緣等級相匹配；對于變頻調速電機還要考慮電暈對電機的影響。實際經(jīng)驗證實，厚漆膜電機線可以適度包容電機溫度以及溫升的一些影響，但電磁線的耐熱等級更重要。這是不少設計人員容易錯覺的一個常見問題。

●   復合材料的選擇必須嚴格控制。在一個電機廠檢查時發(fā)現(xiàn)，因材料短缺的問題，生產(chǎn)工人會用低于圖樣要求的材料代用，這種代用導致電機存在極大的質量隱患。

●   對于軸承系統(tǒng)的影響。電機溫升是一個相對值，但電機溫度則是一個絕對值，電機溫度較高時，通過軸直接傳到軸承的溫度會更高，如果是通用型軸承，則軸承很容易失效，再加上潤滑脂的流失和失效，則電機很容易出現(xiàn)軸承系統(tǒng)問題，直接導致電機故障，甚至是致命性的匝間或過載。

●   電機的使用工況。是電機設計初期必須考慮到的問題，按照高溫環(huán)境測算電機的工作溫度，對于高原環(huán)境電機，實際的電機溫升要高于試驗溫升值。