电机热试验的温度测量与分析

工艺与测试电机热试验的温度测量与分析王明军张晓谨秦皇岛融大工程技术有限公司(066004)Temperature Measurement and Analysis for Motor Thermal TestWang Mingjun Zhang XiaojingQinhuangdao Rong Da Engineering Co, Ltd.摘要:讨论电机智能自诊断保护装置在电机热试环境或冷却介质温度的测取,但它不仅安装固定验中的应用。麻烦而且存在较大误差;埋置检温计法需要预关键词:电机热试验温度测定先在测温部位埋置检温计;电阻法适用于测取绕中图分类号:TM3文献标识码:组平均温度,通常不具备带电测温手段时,不能DO编码:10.3969ssn006-2807201101018实时监测绕组温度。该法还需要在电机切断电源applicationprotection devices in motor thermal test was discussed后立即测量绕组电阻,如不能在规定的时间内测Keywords: Motor thermal test Temperature measure得电阻需用外推法进行数据修正。标准规定,连ment续定额电动机,每30min~60min测取次各部位和冷却介质的温度;短时定额和断续周期工作制1电机热试验电动机,每5min~15min测取一次各部位和冷却介质的温度,因此数据的后处理时间长、费工费电机热试验的目的是验证电机在额定负载时。状态下的温升。电机的热试验依据《GB755-2000相比三种测温方法,埋置检温计法在热试验旋转电机定额和性能》、《GBTI032-2005三相测温时,具有测温方便、数据准确的优势。实际异步电动机试验方法》等标准进行。试验中,可利用电机运行监测温度的热电偶或热标准中规定热试验时温度的测量允许采用电阻作为埋置的检温元件温度计法、埋置检温计法或电阻法。其中,温度由于设计选型的热电偶或热电阻规格型号计法适用于定子线圈、定子铁心、轴承等部位、和测温部位的不同,同一时段的测温结果也存在o·o·o·o·o·o·o·o·o·。·o··o·0·0·0·。·。·0·。·。·有任何改变,绝缘防护功能没变,只是生产工艺请了专利。进行了改进,完全能够保证电机定子绕组外围绝文缘和相间绝缘的安全要求,适用于所有机械式1电机工程手册编辑委员会编第四卷机械工业出版社,1982自动嵌线电机定子生产。目前该两项新工艺已2GB49420掉术设备的安全全部推广应用到公可的电机产品的生产中,在减中国煤化工稿期:20100504)员节能增效方面发挥积极作用,生产效率提高了作CNMHG84年7毕业于武汉工70%,年取经济效益100万元以上,目前公可已申学院黄石分院机械制造工艺及设备专业,从事机械制造、冰箱压缩机,电机等相关技术工作26年《电执技术》201年第1期45工艺与测试差别。对电机轴承同时使用WZP固定螺纹式和由于通常热试验中,交流电机定子绕组的测WZPM轴承测温Pt00铂热电阻传感器而言,传温点不少于3个,加上轴承、环境或冷却介质的温感器在轴承端盖上部和水平方向安装的测温试度测量,测温点最少也有6个。对于重要的大型电验表明,除了不同测温部位的测温结果存在较小机和直流电机,测温点就更多。这么多测温点的差别外,对同一时刻测温结果差别较大的原因是大量数据快速采集和实时分析,操作和费用依然源于不同类型的热电阻传感器。WZP固定螺纹式是不可小视的问题。铂热电阻传感器的测温端处于测温孔的空气热因此,使用具有数据记录功能、操作便捷、室中,与测温孔壁、底部非直接接触,均存在约价格低廉的温度测定设备,有助于提高热试验的2mm~3mm间隙,由于轴承套存在热阻,轴承运效率和准确性。转产生的热量经过轴承外圈、轴承套和测温热室中的空气,再传递到传感器的测温端,势必存3智能自诊断保护装置的功能在温度降。而WZPM轴承测温铂热电阻传感器是种表面测温元件,直接接触测量轴承外圈的温电机智能自诊断保护装置由微型显示屏、度,因此两者之间必然存在测量差别。同时,各数字存储接口、温度传感器接线端、设置操作按种铂热电阻传感器均有不冋的热响应时间τos,键、计算机通讯接口和保护信号输出端口等组由于WZP固定螺纹式铂热电阻传感器的热响应成时间比WZPM轴承测温铂热电阻传感器的热响测温通道数多达8通道,基本满足单台电机应时间大得多,在同一时刻,后者测温数值应更较少测温点的需要。由于智能自诊断保护装置通接近实际值。试验中,上升到同一温度值的时间用性和互换性强,超过8通道测温点,可以使用两差,前者比后者晚得多,约为15min-30min。因此个或多个时间统一校准的智能自诊断保护装置在温度变化状态下特别是热试验结束时刻,以进行测温。智能自诊断保护装置拆装方便,可移及短时定额和断续周期工作制电动机的热试验动到任意地点或现场进行测试。过程中,不能实时反映实际温度值。适用传感器形式为PT00等或其他分度号的各种热电阻传感器,通用三线制接法。测温范围2温度数据的测定为-50℃~+250℃。测温精度<±0.5℃,测温分辨率0℃,满足热试验的要求。为了克服热电阻传感器热响应时间对测温采样方式:8通道10s~600s同步动态采样带来的影响,同时也考虑电机运行时的温度准确采样信息包含对应时间信息、通道号。断电可短监控,埋置的热电阻宜选择热响应时间较小的时继续采样,单独供电的可在断电后长时间采样铂热电阻传感器特别是轴承,应安装直接测量记录数据,不需用外推法进行数据修正轴承外或轴瓦温度的铂热电阻传感器。显示形式:LED或LCD显示屏。也可通过缩短数据采样间隔.如lmin甚至更短的时RS232通讯接口或存储卡,将数据传送到计算机间,测取一次各部位和冷却介质的温度,对于短显示温度函数曲线。时定额和断续周期工作制电动机,特别是模拟冲显示方式:每秒钟8通道同步刷新显示当前击负荷等热试验过程屮的温度测定是必须的,使温度,可查询最高温度、温差、温升及其发生时温度函数曲线更接近温度变化情况,而不是一条刻。手工过渡的曲线。这既有利于电机实际工作状态H中国煤化工的分析也有利于热试验过程中出现异常时及时CNMHG期同步记录数处理。据,存储时长不少于三年。记录存储的数据包括46·2011年第1期《电员技术》工艺与测试每次测量的通道号、测量时刻、温度、温差、温升端螺纹尺寸,在轴承室外盖轴向,向轴承室装配和温度变化率数值等。外形尺寸小,可安装在电轴承外圈的方向钻孔、攻丝,钻孔部位位于电机机本体上。可利用软件分析热试验过程的温度变接线盒一侧。电机总装后,将传感器测温端插入化情况轴承室外盖的安装孔内,使传感器测温端顶住轴承外圈,旋紧螺帽。沿电机端盖和机壳,用固定4用智能自诊断装置进行热试验卡恰当固定传感器引线至智能自诊断装置处。绕组的测温传感器贴紧在非负荷侧三相绕利用电机智能自诊断保护装置,对一台异步组端部斜边处,两者均用铁心的测温传感器,贴电机进行热试验温度测定。电机型号Js137-8额紧在接线盒后面的铁心上,用耐高温AB胶覆盖定功率210kW、额定电压380V、额定电流389A、快速固化,传感器引线从接线盒中引出。额定转速737r/min、B级绝缘、负载端轴承型号测量环境温度的测温传感器,放置在电机机NU322,非负载端轴承型号6322。壳外部。智能自诊断装置用铁条做成支架,固定热试验方法为定子叠频法,1GBT逆变叠频在电机机壳上。将负荷侧和非负荷侧轴承传感器电源柜500kVA,频率电压单独可调(0-630V,接入智能自诊断装置的①、②号通道;A、B、C三0.5Hz-200Hz),电压稳定度05%,频率稳定度相绕组传感器接入智能自诊断装置的③、④、⑤0.5%,波形畸变率<5%叠频试验线路示意图见号通道;铁心传感器接入智能自诊断装置的⑥号图1通道;环境温度传感器接入智能自诊断装置的⑧号通道①4.3温度测定测试时环境温度较低,为缩短试验时间,先在额定电流下进行20min的堵转试验,使绕组温图1异步电机叠频试验示意图度迅速升高到80℃左右。堵转试验时,各部位测41热电阻传感器定温度见表1。轴承测温选择WZPM系列Pt00端面铂热电表1堵转试验各部位温度阻传感器,三线制接法。测量范围-50℃~180℃堵转时负荷测轴承承入相组|B相组粑绕组铁心环热响应时间tos≤6s、材料Cr8Ni9Ti、引线材料F46导线、波纹护套管引线、测温端φ6×18,螺纹95140156M8×0.75。1010496405404513680绕组测温选择WZP系列P100铂热电阻传感0596580690n201947器,三线制接法。测温范-50℃-200.应x00811021m31a4518721282时间to≤≤6s、材料lCr8Ni9Ti、引线材料F46导堵转试验结束后,进行额定电压空转试验线、引线具有屏蔽线,测温端外径ψ6mm。用红外测温仪对比测敏轴承端盖温度,各部位测为了检验铁心发热情况使用与绕组相同的定温度见表2。铂热电阻传感器测t铁心温度。表2空转试验各部位温度为便于直接获取数据,使用与绕组相同的铂热电阻传感器,通过电机智能自诊断保护装置直堵转时间负荷侧轴承|侧轴承A相绕组B相绕组(粗绕组铁心环境中国煤化工接测量环境温度CNMHG382|299[8742传感器和智能自诊断装置的布置1016829990根据电机轴承室尺寸,按照轴承传感器测温20224/231921157163154288|95《电机技术》2011年第1期·47工艺与利试由于倒换接线,停机20min重新起动后,用况叠频法将定子电流调节到N进行热试验55min,然后调节定子电流到N,进行20min过载试5结论验,用红外测温仪对比测量轴承端盖温度,各部位测定温度见表3。在电机热试验中,使用电机智能自诊断保护表3叠频热试验各部位温度装置测温,可以随时、直观查看各测温部位的数热试验时间负荷侧轴乐丰列侧轴乐A组|B栏组〔组铁据记录的数据传送至计算机软件中,形成连3042024114244续的试验福度曲线断电后可继续记录数据,既039103IN303292612733235340407113不用人工事后绘制曲线,也不用再测量绕组电19322328351372358459113阻并外推至停机时绕组平均温度。图2为上述几39423913319个试验项目的定子A相绕组温度曲线(包括各试290313739838210验项目之间的停机时间)。图中曲线为试验温度N333342942416441424551144曲线,左侧陡升段(1001/211316-~13:31)为堵转试验时绕组温度,中间较低段(13:37~13:57)7N到432656|9】8为空转试验时绕组温度,中右侧缓升段(14:1671xi35s1s4668H-15:31)为热试验时绕组温度,右侧一段(15:314.4测温数据的分析之后)为停机后的绕组温度。当鼠标指向曲线中堵转试验时,没有扇冷条件绕组温度急剧一点即可显示该点的时间温度数值,极大上升而热传导较慢,绕组端部与铁心外圆的温方便试验数据的后处理工作。度差别较大。垂语3:定子A相绕型习Di2空转试验过程,由于电流不大,绕组端部与m⊥“铁心外同的温度差别缩减,转子叶片对定子绕组端部直接吹拂迅速降温,而铁心积聚的热量缓慢辐射散热,使得绕组端部温度最终低于铁心外圆温度。从表3热试验数据可看出,绕组端部温度在转子叶片吹拂下,始终低于铁心外圆温度。电机图2定子A相绕组温度曲线断电后立即测量A相绕组直流电阻,外推至停机时绕组平均温度为52℃,与绕组端部传感器测量可根据需要任意设定各测温部位的报警、保结果相差1.3℃。护阀值,超温时报警,有利于试验过程中的异常由于铁心发热是由绕组传递过来的,槽内绕保护组的实际温度应比铁心高,绕组端部测量的温度可设定相关部位的允许温差、温升、变化率和停机外推的绕组平均温度都不能准确反映槽的报警、保护阀值和超限时报警便于判断被试内绕组的实际温度。因此,通过埋置检温计测量电机存在的缺陷和故障,以便改进。绕组温度,应考虑埋置检温计部位的通风散热情r稿日期:2010-05-04中国煤化工◆。◆。●。◆。◆。◆。◆●。◆o◆o●o◆o●o◆o●CNMHG°°°°°°°《电机技术》一欢迎各界·刊登广告·技术咨询48·2011年第1期《电执技术》