Com determinar la temperatura dels bobinatges dels motors de CA per la seva resistència
Mesura de la temperatura del bobinatge durant les proves d'escalfament del motor
La temperatura dels bobinatges es determina provant el motor per escalfar-se. Es realitzen proves de calefacció per determinar la temperatura absoluta o l'augment de temperatura del bobinat o parts del motor en relació amb la temperatura del medi de refrigeració a la càrrega nominal. Els materials aïllants elèctrics utilitzats en la construcció de màquines elèctriques envelleixen i perden progressivament la seva resistència elèctrica i mecànica. La velocitat d'aquest envelliment depèn principalment de la temperatura a la qual funciona l'aïllament.
Nombrosos experiments han establert que la durabilitat (vida útil) de l'aïllament es redueix a la meitat si la temperatura a la qual funciona és 6-8 ° C superior al límit per a una classe determinada de resistència a la calor.
GOST 8865-93 estableix les següents classes de resistència a la calor dels materials aïllants elèctrics i les seves temperatures límit característiques:
Classe de resistència a la calor — Y A E B F H C Temperatura límit, respectivament — 90, 105, 120, 130, 155, 180, més de 180 gr. S
Les proves d'escalfament es poden realitzar amb càrrega directa i indirecta (escalfament per pèrdues del nucli). Es realitzen a la temperatura establerta amb càrrega pràcticament inalterada. Es té en compte la temperatura en estat estacionari, que en 1 hora no canvia més de: 1 °C.
Com a càrrega en les proves de calefacció, s'utilitzen diversos dispositius, els més senzills dels quals són diversos frens (sabates, bandes, etc.), així com les càrregues proporcionades per un generador que funciona amb un reòstat.
Durant les proves d'escalfament, no només es determina la temperatura absoluta, sinó també l'augment de temperatura dels bobinatges per sobre de la temperatura del medi de refrigeració.
Taula 2 Increments de temperatura màxims permesos de les peces del motor
Peces per a motors elèctrics
Preaugment màxim admissible de la temperatura, °C, amb classe de material aïllant de resistència a la calor
Mètode de mesura de la temperatura
A
E
V
F
H
Corrent de bobinat variable dels motors 5000 kV-A i més o amb la longitud de la casa de la falç 1 m i més
60
70
80
100
125
Resistència o temperatura en els detectors disposats per les ranures
Igual però inferior a 5000 kV A o s de longitud del nucli 1 m i més
50*
65*
70**
85**
105***
Termòmetre o cooposició
Bobinats de varetes de motors de rotor asíncron
65
80
90
110
135
Termòmetre o cooposició
Anells antilliscants
60
70
80
90
110
Termòmetre o temperatura als altaveus
Nuclis i altres peces d'acer, bobines de contacte
60
75
80
110
125
Termòmetre
El mateix, sense separació de contacte dels bobinatges
L'augment de temperatura d'aquestes peces no ha de superar els valors que creïn un risc de dany als aïllants o altres materials relacionats.
* Quan es mesura pel mètode de resistència, la temperatura permesa augmenta en 10 ° C. ** El mateix, a 15 ° C. *** El mateix, a 20 ° C.
Com es pot veure a la taula, GOST ofereix diferents mètodes de mesura de la temperatura, en funció de les condicions específiques i de les parts de les màquines a mesurar.
El mètode del termòmetre s'utilitza per determinar la temperatura superficial en el punt d'aplicació. (superfície de la carcassa, coixinets, bobinatges), temperatura ambient i aire que entra i surt del motor. S'utilitzen termòmetres de mercuri i alcohol. Només els termòmetres d'alcohol s'han d'utilitzar prop de camps magnètics alterns forts, ja que contenen mercuri s'indueixen corrents de Foucaultdistorsió dels resultats de mesura. Per a una millor transferència de calor del node al termòmetre, el dipòsit d'aquest últim s'embolica amb paper d'alumini i després es pressiona contra el node escalfat. Per a l'aïllament tèrmic del termòmetre, s'aplica una capa de cotó o feltre a la làmina, de manera que aquest últim no caigui a l'espai entre el termòmetre i la part escalfada del motor.
Quan es mesura la temperatura del medi de refrigeració, el termòmetre s'ha de col·locar en una tassa metàl·lica tancada plena d'oli i protegint el termòmetre de la calor radiant emesa per les fonts de calor circumdants i la pròpia màquina, i els corrents d'aire accidentals.
Quan es mesura la temperatura del medi de refrigeració extern, es troben diversos termòmetres en diferents punts al voltant de la màquina examinada a una alçada igual a la meitat de l'alçada de la màquina i a una distància d'1 a 2 m d'aquesta. El valor aritmètic mitjà de les lectures d'aquests termòmetres es pren com a temperatura del medi de refrigeració.
El mètode de termoparell, àmpliament utilitzat per a la mesura de la temperatura, s'utilitza principalment en màquines de corrent altern. Els termoparells es col·loquen als buits entre les capes de les bobines i a la part inferior de la ranura, així com en altres llocs de difícil accés.
Per mesurar les temperatures en màquines elèctriques, s'acostumen a utilitzar termoparells de coure-constantà formats per filferros de coure i constantà amb un diàmetre d'uns 0,5 mm. En un parell, els extrems del termopar es solden junts. Els punts d'unió se solen col·locar al lloc on cal mesurar la temperatura ("junció calenta"), i el segon parell d'extrems es connecta directament als terminals del mil·livoltmetre sensible. amb alta resistència interna… En el punt on l'extrem no escalfat del cable constantan es connecta amb el cable de coure (al terminal del dispositiu de mesura o el terminal de transició), es forma l'anomenada "unió freda" del termopar.
A la superfície de contacte de dos metalls (constantan i coure) es produeix un EMF, proporcional a la temperatura en el punt de contacte, i es forma un menys al constantan i un més al coure. L'EMF es produeix tant a les unions "calentes" com "fredes" del termopar.Tanmateix, com que les temperatures de les unions són diferents, aleshores els valors EMF són diferents, i com que en el circuit format pel termoparell i el dispositiu de mesura, aquests EMF es dirigeixen entre si, el mil·livoltímetre sempre mesura la diferència en EMF. de les unions «calent» i «fred» corresponents a la diferència de temperatura.
Es va trobar experimentalment que l'EMF d'un termoparell de coure-constantà és de 0,0416 mV per 1 ° C de la diferència de temperatura entre les unions "calentes" i "fredes". En conseqüència, l'escala del mil·livoltímetre es pot calibrar en graus centígrads. Com que el termoparell només registra la diferència de temperatura, per determinar la temperatura de la unió "calenta" absoluta, afegiu la temperatura de la unió "freda" mesurada amb el termòmetre a la lectura del termopar.
Mètode de resistència: la determinació de la temperatura dels bobinats a partir de la seva resistència de corrent continu s'utilitza sovint per mesurar la temperatura dels bobinats. El mètode es basa en la coneguda propietat dels metalls de canviar la seva resistència en funció de la temperatura.
Per determinar l'augment de temperatura, es mesura la resistència de la bobina en estat fred i escalfat i es fan càlculs.
Cal tenir en compte que des del moment en què s'apaga el motor fins a l'inici de les mesures, passa un temps, durant el qual la bobina té temps de refredar-se. Per tant, per tal de determinar correctament la temperatura dels bobinatges en el moment de la parada, és a dir, en l'estat de funcionament del motor, després d'apagar la màquina, si és possible, a intervals regulars (segons el cronòmetre), es fan diverses mesures. .Aquests intervals no han de superar el temps des del moment de l'aturada fins a la primera mesura. Aleshores s'extrapolen les mesures representant R = f (t).
La resistència del bobinatge es mesura pel mètode amperímetre-voltòmetre. La primera mesura es realitza com a màxim 1 minut després d'apagar el motor per a màquines amb una potència de fins a 10 kW, després d'1,5 minuts, per a màquines amb una potència de 10-100 kW i després de 2 minuts, per a màquines amb una potència superior a 100 kW.
Si la primera mesura de resistència es fa no més de 15-20 des del moment de la desconnexió, llavors la major de les tres primeres mesures es pren com a resistència. Si la primera mesura es fa més de 20 s després d'apagar la màquina, s'estableix una correcció de refrigeració. Per fer-ho, feu 6-8 mesures de resistència i feu un gràfic del canvi de resistència durant el refredament. A l'eix d'ordenades es representen les resistències mesurades corresponents, i a l'abscissa hi ha el temps (exactament a escala) transcorregut des que s'apaga el motor elèctric fins a la primera mesura, els intervals entre les mesures i la corba que es mostra al gràfic. com una línia sòlida. Aleshores, aquesta corba continua cap a l'esquerra, mantenint la naturalesa del seu canvi, fins que talla l'eix Y (que es mostra amb una línia discontínua). El segment al llarg de l'eix d'ordenades des de l'inici del punt d'intersecció amb la línia discontínua determina amb prou precisió la resistència desitjada del bobinatge del motor en estat calent.
La nomenclatura principal dels motors instal·lats a les empreses industrials inclou materials d'aïllament de classes A i B.Per exemple, si s'utilitza material a base de mica de classe B per aïllar la ranura i per enrotllar filferro PBB amb aïllament de cotó de classe A, el motor pertany a la classe de resistència a la calor. a la classe A. Si la temperatura del medi de refrigeració és inferior a 40 ° C (els estàndards dels quals es donen a la taula), aleshores, per a totes les classes d'aïllament, els augments de temperatura admissibles es poden augmentar tants graus com la temperatura del el medi de refrigeració és inferior a 40 ° C, però no més de 10 ° C. Si la temperatura del medi de refrigeració és de 40 a 45 ° C, els augments de temperatura màxims permesos indicats a la taula es redueixen en 5 per a totes les classes de materials aïllants. ° C, i a temperatures del medi de refrigeració 45-50 ° C — a 10 ° C. La temperatura del medi de refrigeració es pren normalment com la temperatura de l'aire circumdant.
Per a màquines tancades amb una tensió no superior a 1500 V, l'augment de temperatura màxim admissible dels bobinats de l'estator dels motors elèctrics amb una potència inferior a 5000 kW o amb una longitud del nucli inferior a 1 m, així com dels bobinats de Els rotors de varetes a mesura de temperatures pel mètode de resistència es poden augmentar en 5 ° C. Quan es mesura la temperatura dels bobinatges mitjançant el mètode de mesura de la seva resistència, es determina la temperatura mitjana dels bobinatges. En realitat, quan el motor està en marxa, les zones de bobinatge individuals solen tenir temperatures diferents. Per tant, la temperatura màxima dels bobinatges, que determina la durabilitat de l'aïllament, sempre és lleugerament superior al valor mitjà.