电机型式试验之温升试验

3.5 温升试验

⑴ 温升试验目的

温升试验是要求电机在额定工作情况下运行到热稳定时各个发热元件,例如绕组，换向器，集电环，铁心，轴承等，所达到的温升值，所谓热稳定是指发热元件在运行条件不变的情况下，前后一小时之内的温度变化不超过1K（温升值是一个温度差值，为了与实际温度单位℃相区别，电机标准中规定用另一个温度单位开尔文K作为温升的单位，但是习惯中还是说度或者写成℃）的状态，所谓温升，就是指热态时的温度与冷态（发热元件与周围温度环境之差不超过2K时，称该元件处在实际冷状态）时温度之差。电机温升的高低，决定着电机绝缘的使用寿命，所以这项试验对电机的质量具有非常重要的作用。

⑵ 温升的测量方法

对于获得电机各个部位温度升值的方法，因为部件的不同放法也不尽相同。 对于比较方便的放置普通酒劲温度计的部件，如外壳，开启式电机的定子铁心或者定子绕组等，可用温度计直接测量。

对于不能长时间放置温度计，但在电动机运行或停机时能直接接触到的部件，如集电环，换向器，轴承等，可用半导体温度计测量。

对于不能从外接接触的部件，例如封闭式电机的定转子绕组，一般采用电阻法测量。

所谓电阻法，是利用一般金属导体的电阻与温度有一种固定关系的原理，其关系式在前面的直流电阻测量中讲出，用此方法时，首先在实际冷态下测得绕组的直流电阻R0和温度θ0，再测得温升稳定时的热态电阻R1与环境温度θ1，此时该绕组的温升△θ用以下式子便可求出

Rf—R0 △θ=R(Ka+θ0)+θ0－θ1 (3-10) 0

⑶ 冷却介质的测量方法

① 对采用周围空气冷却的电动机，可用几只温度计分布在冷却空气进入电动机的途径中进行测量，温度计应安置在距电动机1-2m处。温度计球部处于电动机高度的一半的位置，并且应该防止外来辐射热及气流的影响，取几只温度计读数的平均值作为冷却空气的温度，习惯成为环境温度，

② 对采用外接冷却器及普通管道通风冷却的电机，应放在电机的进风口处测量冷却介质的温度。

③ 对采用外冷却器冷却的电动机，应该在冷却器的出口处测量，对于水冷却器的电机，水温应该在冷却器的入口处测量。

⑷ 试验时间的规定

试验一般从冷态开始，试验结束的时间由电机的工作制来确定。

对于连续工作制的电机，应加满载运行到温度稳定为止住。一般要三个小时左右，为了缩短试验的时间，在刚开始的半小时时间内，可采用适当超载，堵住进风孔等方法使温度加快上升。

对于短时工作制的电机，必须从冷态开始，加满载运行到该电机所规定的额定工作时间，例如半小时，一小时等。

试验时，应该定时的记录数据，包括交流电机的定子电流，电压，输入功率，转速或者逆差，电机有关部分的（一般有定子铁心，外壳，进风和出风）的温度，冷却介质温度等。

⑸ 试验结束时冷却介质温度θ2的确定

对于连续工作制（S1）和S3（周期工作制）等断续周期工作制的电机，应该才去在整个试验过程中最后的1/4时间内，按相等时间间隔测的的几个温度计读数的平均值。

对于S2工作制的电机，若定额为30min及以下，取试验开始与结束时温度计读数的平均值，若定额为30-90min，取得1/2试验时间温度计的读数与结束时温度计读数的平均值。

⑵ 绕组及其他部件温度的确定方法

① 绕组：试验结束后，采取有效的方法尽快使电机停转并测出其直流电阻Rf，严格的将，Rf应该是断电瞬间的数值，但是由于这一数值不好测的，因为国家标准中规定对于不同功率的电机，若测到第一点绕组时距断电时刻的时间不大于下表规定，便认为符合试验要求。

表3-7温升试验后测的第一点绕组温度的时间标准

被测试电机的小功率电机

额定容量/KW

≤50 51-200 201-5000

电机段能到测

的低一点电阻

数值之间的时 15

间/s 30 90 120

另外，国家标准还规定，当电机断能后所测电阻值岁时间的延长而增加，达到一个最大值之后再开始下降，应该以这个最大值参与绕组的温升计算，见下图C。当电机断能后所测得第一点的电阻所用时间超过了上表的要求，则允许将曲线向上延长到上表所规定的时间或者专门规定的时间，查出对应的电阻值，然后进行绕组的温升计算。如下图（d）所示，但是超过的时间为上表两倍的时间以上时，确定最长允许时间和计算热态电阻的方法要通过协商决定。 R2

R2

（a

）R2=f（t）曲线

（b）lgR2=f（t）

R2

R2

R2R20

0 （c）电阻先上升后下降 （d）外推求规定时间的电阻

图3-10电机断能后绕组电阻与时间的关系曲线

由上述试验和测量得到的绕组冷态电阻R1（Ω）和冷态介质温度θ1（℃）。热态电阻R2（Ω）和热态介质温度θ2（℃）后，用下式计算温升试验时的电机绕组温升△θt（K）

R2－R1∆θt=(K+θ1)+θ1－θ2R1 (3-11)

其中 K—常数，实际为在0℃时导体电阻温度系数的倒数，如果没有专门的规定，对铜绕组取值235，对铝绕组取值225。

② 铁心：用试验结束时所测的的铁心温度减去上述环境温度θf，则可以得到铁心温升。

③ 轴承：在温升试验即将结束的时，用半导体点温度计，在接近轴承外围的部位，测取轴承温度。

④ 集电环和换向器:在温升稳定停机后，尽快在其表面取得，一般使用电导体温度计，集电环和换向器的温升值为上述测量值与温升试验环境θf之差。