溫升測試與環(huán)境溫度測試的區(qū)別及聯(lián)系

一到夏季，工程師們總會為電機過熱而煩惱。但大家都知道衡量電機發(fā)熱程度是用“溫升”而不是用“溫度”。電機測試中涉及到溫度的測試主要時溫升測試及環(huán)境溫度測試，本文主要介紹兩者的區(qū)別和聯(lián)系。

一到夏季，工程師們總會為電機過熱而煩惱。但大家都知道衡量電機發(fā)熱程度是用“溫升”而不是用“溫度”。電機測試中涉及到溫度的測試主要時溫升測試及環(huán)境溫度測試，本文主要介紹兩者的區(qū)別和聯(lián)系。

一、電機溫升測試

電機由常溫(其各部分溫度與環(huán)境溫度相同)開始運行，溫度不斷升高，當其高出環(huán)境溫度后，一方面繼續(xù)吸收熱量緩慢升溫。另一方面開始向周圍散發(fā)熱量。當電機處于熱量平衡裝態(tài)，溫度不再升高時，電機的溫度與環(huán)境溫度之差稱之為電機溫升。 既：溫升=電機溫度-環(huán)境溫度，用K為單位。

電機的最高允許溫度是繞組的最高能夠承受的溫度。在此溫度下長期使用時，絕緣材料的物理、機械、化學和電氣性能不發(fā)生顯著惡性變化，如超過此溫度，則絕緣材料的性能發(fā)生質(zhì)變，或引起快速老化。因此，絕緣材料最高允許工作溫度是根據(jù)它經(jīng)濟使用壽命確定的。電機的最高允許溫度確定了，此時溫升的限值就取決于冷卻介質(zhì)的溫度。一般電機中冷卻介質(zhì)是空氣，它的溫度隨地區(qū)及季節(jié)而不同，為了制造出能在全國各地全年都能適用的電機，并明確統(tǒng)一的檢查標準。

圖 1 電機絕緣等級對照表

對電機繞組和其他各部分的溫度測量，目前雖已采用不少先進技術，仍可歸納為電阻法、溫度計法、埋置檢溫計法三種基本方法。

電阻法：導體電阻隨著溫度升高而增大，電阻與溫升存在如下關系，由電阻法測得的溫升是繞組的平均溫升，比繞組的最熱點約低5攝氏度左右。電阻的測量可用伏安法或電橋法測量。在切斷電源后測定，則測得的溫升要比斷電瞬間的實際溫度低。

溫度計法：即用溫度計直接測定電動機的溫升。當電機達到額定運行狀態(tài)時，其溫度也逐漸上升到某一穩(wěn)定值而不再上升，這時可用溫度計測量電機的溫度。此法所測溫度為測點的局部溫度。

埋置檢溫計是將熱電偶或熱電阻溫度計在電機的制造過程中，埋置于電機制造后所不能達到的部位，此法主要用于測量交流定子繞組，鐵心及結構件的溫度。采用這一方法要求在電機的繞組層間至少埋置六個檢溫計，且沿著圓周分布，在保證安全的前提下，都盡可能放在繞組中最熱的部位，并避免檢溫計與冷卻空氣接觸，對于采用空氣冷卻電機是以檢溫計讀書最高者確定繞組的溫升是否合乎要求。

圖 2 電機埋置檢溫計

二、電機環(huán)境溫度測試

對于一些實際會運行在高溫環(huán)境下的電機，在型式試驗時要模擬實際的環(huán)境溫度，再做負載試驗;對于這類測試，一般用一個溫箱罩住被測電機，并對其進行加溫，模擬實際的環(huán)境溫度做實驗。

電機環(huán)境溫度測試一般主要面向兩個方向：

1、針對特種高低溫電機做極限環(huán)境耐久測試。例如高溫電機，采用耐高溫絕緣材料制造，它能夠保證電機在高溫環(huán)境下安全運行，不老化，不燒毀，高溫電機的應用范圍廣，市場前景可期。其電機性能是根據(jù)風機泵類負載的特點設計的，可節(jié)省能源。

2、測量電機在恒溫下的運行狀態(tài)，消除溫度對電機運行參數(shù)的影響。

圖 3 電機環(huán)境實驗箱連接示意圖

三、環(huán)境溫度變化對電機溫升的影響

同一臺電機寒冬時測得的溫升低，盛夏時測得的溫升高，對于正常運行的電機，理論上在額定負荷下其溫升與環(huán)境溫度的高低無關，但實際上還是受環(huán)境溫度等因素影響的。當環(huán)境溫度下降時，正常電機的溫升會稍許減少。這是因為繞組電阻r下降，銅耗減少。溫度每降1℃，r約降0.4%。