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1、8. 电机发热与冷却P1 -pP2损耗热量降低绝缘材料的使用寿命电机温度升高限制电机的输出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击穿强强1种类：漆、薄膜、纤维制品；2 主要指标容许工作温度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0云母、玻璃纤维、石棉，硅有机漆。180 CC 级180 0C950C 时，寿命 2080 C，耐热温度的确定：对于A
2、级绝缘，工作在年； 温度每增加使用寿命减半。例如：工作在1030C 时寿命为 10 年；工作在1210C 时寿命为 5年。Y 、 Y 2 系列电机为 B 级绝缘。二 . 电机的温升和温升限度1 温升 ：电机某部件的温度 冷却介质温度温升环境温度2 温升限度：允许的最高温升海拔高度温度测量方法GB 755 87 规定，当海拔 1000m 时，环境温度规定为 400C。温度计法测表面温度。3 温度测量方法电阻法R234.5t测平均温度（导体温度）R 0234.5t0埋置检温计法测最高温度对于 B 级绝缘400C 1000mPN 5000kw 的交流电机绕组0电阻法测温时，允许温升为80 C08.2
3、 电机的发热和冷却一 . 电机内热量的传导和散出1热源导体内的电阻损耗在内部通过传导电机表面对流1.铁心内的损耗辐射散 发 到 周 围 冷 却 介 质。 中l 热流方向的热路长度；m2 内部传热能力热阻R thl积 m 2A 垂直与热流方的导热面A 热导率 (w/m0 C)385 紫铜0.36 云母0.023 薄空气层电机绕组通过浸漆可提高导热性能3表面散热能力面积散热筋表面散热能力冷却介质的流动速度Y 系列电机为了提高散热能力内外风扇冷却介质温度4电机的工作方式连续电机的工作方式短时周期二 . 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
4、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表面散热系数单位时间的散热量 A A 物体表面散热面积温升dC物体比热单位时间吸收的热量C GG物体质量dtd温升的变化率dtQ dt C G d dtA dtQ C G dA（一阶微分方程）dtdt2ttQ t时的温升A若 Q = C ， 不变， 则（1e T） 0e T0 t0时的温升TCG 时间常数A2电机的发热若 t = 0 0 = 0从冷态开始t（eT ）1tt 0dQ dtCG dAdtddtT 解释： 开始0A0无热量散出e Tdt
5、Ttd0最终d0热量全部散出dtdtT CG 的意义 ：若温升以初始的速率 上升，则在 T 时间内达到稳态温升。At 4T 时，可认为t3电机的冷却：Q 00-0T e T0结论：1）发热和冷却均为指数曲线2）QQ 大，AA 大，3） TCGCG ( 热容量 )TGD 2 lAA (散热能力 )TADl电机容量T发热和冷却的初始阶段d大，测温要快dt测温间隔要短二 .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 = 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。上升，下降交替变化 （周期） = C8.3 电机的冷却方式3自冷式：不装任何的冷却装置径向通风一. 表面冷却自扇冷式：装风扇 轴向通风 P256 图 8 - 6 8 - 7 混合通风开启式通风系统他扇冷却：风扇有另外的电机驱动封闭循环式通风系统二. 内部冷却氢内冷空心导体，冷却介质从中流过，带走热量水内冷8.4 电力变压器的冷却干式变压器风冷电力变压器油浸自冷油浸风冷油浸式变压器强迫油循环4