第八章电机发热与冷却

第八章.电机发热与冷却Pp-P21限制电机的输出命降低绝缘材料的使用寿电机温度升高热量损耗8.1电机的温升和温升限度一.电机中常用绝缘材料及其容许工作温度1．种类：漆、薄膜、纤维制品；2．容许工作温度击穿强强主要指标A级1050C经过浸渍或者浸于油中的棉纱丝、纸、磁漆（用于变压器）。E级1200C聚脂树脂、环氧树脂及三醋酸纤维等制成的薄膜，聚酯漆。B级1300C云母、玻璃纤维、石棉，提高了耐热性能的有机漆。F级1550C云母、玻璃纤维、石棉，改性合成树脂漆。H级1800C云母、玻璃纤维、石棉，硅有机漆。C级1800C耐热温度的确定：对于A级绝缘，工作在950C时，寿命20年；温度每增加80C，使用寿命减半。例如：工作在1030C时寿命为10年；工作在1210C时寿命为5年。Y、Y2系列电机为B级绝缘。二.电机的温升和温升限度1．温升冷却介质温度—电机某部件的温度：温升2．温度测量方法海拔高度环境温度允许的最高温升温升限度：GB755—87规定，当海拔1000m时，环境温度规定为400C。3．t234.5t234.5RR00最高温度测埋置检温计法（导体温度）测平均温度电阻法测表面温度。温度计法温度测量方法对于B级绝缘400C1000mPN5000kw的交流电机绕组电阻法测温时，允许温升为800C检温计法测温时，允许温升为900C8.2电机的发热和冷却一.电机内热量的传导和散出。散发到周围冷却介质中辐射对流电机表面在内部通过传导铁心内的损耗导体内的电阻损耗热源.12．C)(w/mmAmlAlR02th热导率—积垂直与热流方的导热面—；热流方向的热路长度—热阻内部传热能力0.0230.36385高导热性能电机绕组通过浸漆可提薄空气层云母紫铜3．表面散热能力Y冷却介质温度内外风扇散热筋能力系列电机为了提高散热冷却介质的流动速度面积表面散热能力4．电机的工作方式周期短时连续电机的工作方式二.电机连续运行时电机的发热和冷却电机实际的发热和冷却非常复杂，∵各部分的材料不同，发热不同，散热条件不同。下面引入均质等温固体的概念。1．均质等温固体：表面各点散热情况相同，且内部没有温差的理想发热体。把电机视为均质等温固体（简化分析）单位时间的发热量Q单位时间的散热量αAθA温升物体表面散热面积表面散热系数单位时间吸收的热量dtdGCdtdGC温升的变化率物体质量物体比热AdtdGCQdtAdtdtdGCdtQ（一阶微分方程）若Q=C，α不变，则Tt0Ttee1）（ACGT0ttAQ0时间常数—时的温升—的温升时—2．电机的发热若t=0θ0=0从冷态开始）（Tte1TteTdtd0dtdtTdtd0t0dtd0A0AdtdCGdtQ热量全部散出最终无热量散出开始解释：时间内达到稳态温升。上升，则在：若温升以初始的速率的意义TACGTT4t，可认为时3．电机的冷却：eT00QTt-00结论：1）发热和冷却均为指数曲线2）AQAQ大，，大3）DlAT)(AlDGT)(CGACGT2散热能力　热容量电机容量↑→T↑dtd测温间隔要短测温要快大，发热和冷却的初始阶段二.短时运行和周期性运行的发热和冷却1.短时运行短时运行运行时间短，下一次起动前电机的温升θ=0。周期运行运行周期10分钟，负载持续率15%25%40%60%负载持续率40%意义为：工作4分钟，停机6分钟。θ上升，下降交替变化θ∞（周期）=C8.3电机的冷却方式一.表面冷却7-86-8P256封闭循环式通风系统开启式通风系统风扇有另外的电机驱动他扇冷却：混合通风图轴向通风径向通风装风扇自扇冷式：却装置自冷式：不装任何的冷二.内部冷却空心导体，冷却介质从中流过，带走热量水内冷氢内冷8.4电力变压器的冷却强迫油循环油浸风冷油浸自冷油浸式变压器风冷干式变压器电力变压器