Sådan bestemmes temperaturen på viklingerne af AC-motorer ved deres modstand
Måling af viklingstemperatur under motoropvarmningstest
Temperaturen af viklingerne bestemmes ved at teste motoren for opvarmning. Opvarmningstest udføres for at bestemme den absolutte temperatur eller temperaturstigningen af viklingen eller dele af motoren i forhold til kølemediets temperatur ved nominel belastning. Elektriske isoleringsmaterialer, der bruges til konstruktion af elektriske maskiner, ældes og mister gradvist deres elektriske og mekaniske styrke. Hastigheden af denne ældning afhænger hovedsageligt af den temperatur, som isoleringen fungerer ved.
Talrige eksperimenter har fastslået, at isoleringens holdbarhed (levetid) reduceres til det halve, hvis temperaturen, hvor den fungerer, er 6-8 ° C højere end grænsen for en given klasse af varmemodstand.
GOST 8865-93 etablerer følgende varmemodstandsklasser af elektriske isoleringsmaterialer og deres karakteristiske begrænsende temperaturer:
Varmemodstandsklasse — Y A E B F H C Grænsetemperatur henholdsvis — 90, 105, 120, 130, 155, 180, over 180 gr. S
Varmetest kan udføres under direkte belastning og indirekte (opvarmning fra kernetab). De udføres til den etablerede temperatur med praktisk talt uændret belastning. Der tages hensyn til steady-state-temperaturen, som inden for 1 time ikke ændres med mere end: 1 °C.
Som belastning i opvarmningstests bruges forskellige enheder, hvoraf de enkleste er forskellige bremser (sko, bånd osv.), samt belastninger leveret af en generator, der arbejder med en reostat.
Under opvarmningstestene bestemmes ikke kun den absolutte temperatur, men også temperaturstigningen af viklingerne over kølemediets temperatur.
Tabel 2 Maksimalt tilladte temperaturstigninger af motordele
Dele til elektriske motorer
Maksimal tilladt forudstigning i temperatur, ° C, med isoleringsmateriale klasse af varmebestandighed
Metode til temperaturmåling
EN
E
V
F
H
Variabel viklingsstrøm af motorerne 5000 kV-A og mere eller med seglhusets længde 1 m og mere
60
70
80
100
125
Modstand eller temperatur i detektorerne arrangeret af rillerne
Samme men mindre end 5000 kV A eller s kernelængde 1m og mere
50*
65*
70**
85**
105***
Termometer eller koposition
Stangviklinger af asynkrone rotormotorer
65
80
90
110
135
Termometer eller koposition
Slip ringe
60
70
80
90
110
Termometer eller temperatur i højttalerne
Kerner og andre ståldele, kontaktspoler
60
75
80
110
125
Termometer
Det samme, uden kontakt adskillelse fra viklingerne
Temperaturstigningen af disse dele må ikke overstige værdier, der ville skabe risiko for beskadigelse af isolering eller andre relaterede materialer
* Ved måling med modstandsmetoden øges den tilladte temperatur med 10 ° C. ** Det samme, ved 15 ° C. *** Det samme, ved 20 ° C.
Som det kan ses af tabellen, giver GOST forskellige metoder til temperaturmåling, afhængigt af de specifikke forhold og dele af maskinerne, der skal måles.
Termometermetoden bruges til at bestemme overfladetemperaturen på påføringsstedet. (husoverflade, lejer, viklinger), omgivelsestemperatur og luft, der kommer ind og ud af motoren. Der anvendes kviksølv- og alkoholtermometre. Kun alkoholtermometre bør bruges i nærheden af stærke magnetiske vekslende felter, da de indeholder kviksølv hvirvelstrømme induceresforvrængning af måleresultater. For bedre varmeoverførsel fra noden til termometeret pakkes sidstnævntes tank ind i folie og presses derefter mod den opvarmede node. Til termisk isolering af termometeret påføres et lag bomuldsuld eller filt på folien, så sidstnævnte ikke falder ind i mellemrummet mellem termometeret og den opvarmede del af motoren.
Ved måling af kølemediets temperatur skal termometeret placeres i en lukket metalkop fyldt med olie og beskytter termometret mod strålevarme afgivet af omgivende varmekilder og selve maskinen samt utilsigtede luftstrømme.
Ved måling af temperaturen på det eksterne kølemedium er flere termometre placeret på forskellige steder rundt om den undersøgte maskine i en højde svarende til halvdelen af maskinens højde og i en afstand af 1 — 2 m fra denne. Den gennemsnitlige aritmetiske værdi af aflæsningerne af disse termometre tages som kølemediets temperatur.
Termoelementmetoden, der er meget brugt til temperaturmåling, bruges hovedsageligt i AC-maskiner. Termoelementer er placeret i mellemrummene mellem lagene af spolerne og i bunden af spalten, samt på andre svært tilgængelige steder.
Til måling af temperaturer i elektriske maskiner anvendes normalt kobber-konstantan termoelementer bestående af kobber og konstantantråde med en diameter på omkring 0,5 mm. I et par er termoelementets ender loddet sammen. Forbindelsespunkterne er normalt placeret på det sted, hvor det er nødvendigt at måle temperaturen ("hot junction"), og det andet par ender er forbundet direkte til terminalerne på det følsomme millivoltmeter med høj indre modstand… På det punkt, hvor den uopvarmede ende af konstantantråden forbindes med kobbertråden (ved måleapparatets terminal eller overgangsterminalen), dannes termoelementets såkaldte "kolde overgang".
På kontaktfladen af to metaller (konstantan og kobber) opstår en EMF, proportional med temperaturen i kontaktpunktet, og der dannes et minus på konstantanen og et plus på kobberet. EMF forekommer både ved termoelementets "varme" og "kolde" kryds.Men da temperaturerne på krydsene er forskellige, er EMF-værdierne forskellige, og da disse EMF'er i kredsløbet dannet af termoelementet og måleanordningen er rettet mod hinanden, måler millivoltmeteret altid forskellen i EMF af de «varme» og «de kolde» kryds svarende til temperaturforskellen.
Det blev eksperimentelt fundet, at EMF for et kobber-konstantan termoelement er 0,0416 mV pr. 1 ° C af temperaturforskellen mellem de "varme" og "kolde" forbindelser. Derfor kan millivoltmeterskalaen kalibreres i grader Celsius. Da termoelementet kun registrerer temperaturforskellen, skal du tilføje den "kolde" overgangstemperatur målt med termometeret til termoelementets aflæsning for at bestemme den absolutte "varme" overgangstemperatur.
Modstandsmetode - Bestemmelse af temperaturen på viklinger ud fra deres DC-modstand bruges ofte til at måle viklingernes temperatur. Metoden er baseret på metallers velkendte egenskab til at ændre deres modstand afhængig af temperatur.
For at bestemme temperaturstigningen måles spolens modstand i kold og opvarmet tilstand, og der foretages beregninger.
Det skal huskes, at fra det øjeblik, motoren er slukket, indtil målingerne starter, går der noget tid, hvor spolen har tid til at køle ned. Derfor, for korrekt at bestemme temperaturen af viklingerne på tidspunktet for nedlukning, dvs. i motorens driftstilstand, efter at have slukket maskinen, hvis det er muligt, med regelmæssige intervaller (ifølge stopuret), udføres flere målinger .Disse intervaller bør ikke overstige tiden fra nedlukningsøjeblikket til den første måling. Målingerne ekstrapoleres derefter ved at plotte R = f (t).
Modstanden af viklingen måles ved hjælp af amperemeter-voltmeter-metoden. Den første måling udføres senest 1 minut efter, at motoren er slukket for maskiner med en effekt på op til 10 kW, efter 1,5 minutter — for maskiner med en effekt på 10-100 kW og efter 2 minutter — for maskiner med en effekt på mere end højere end 100 kW.
Hvis den første modstandsmåling ikke foretages mere end 15 — 20 fra afbrydelsesøjeblikket, tages den største af de tre første målinger som modstand. Hvis den første måling foretages mere end 20 s efter, at maskinen er slukket, indstilles en kølekorrektion. For at gøre dette skal du lave 6-8 modstandsmålinger og bygge en graf over modstandsændringen under afkøling. På ordinataksen er afbildet de tilsvarende målte modstande, og på abscissen er tiden (præcis i skala) forløbet fra det øjeblik elmotoren slukkes til første måling, intervallerne mellem målingerne og kurven vist i grafen som en fast linje. Denne kurve fortsætter derefter til venstre og bibeholder dens ændrings karakter, indtil den skærer y-aksen (vist med en stiplet linje). Segmentet langs ordinataksen fra begyndelsen af skæringspunktet med den stiplede linje bestemmer med tilstrækkelig nøjagtighed den ønskede modstand af motorviklingen i varm tilstand.
Hovednomenklaturen for motorer installeret i industrivirksomheder inkluderer isoleringsmaterialer i klasse A og B.Hvis f.eks. klasse B glimmerbaseret materiale anvendes til at isolere rillen og til at vinde PBB-tråd med klasse A-bomuldsisolering, så tilhører motoren varmemodstandsklassen. til klasse A. Hvis kølemediets temperatur er under 40 °C (de standarder er angivet i tabellen), så kan de tilladte temperaturstigninger for alle isoleringsklasser øges med lige så mange grader som temperaturen på kølemediet er under 40 ° C, men ikke mere end 10 ° C. Hvis kølemediets temperatur er 40 — 45 ° C, reduceres de maksimalt tilladte temperaturstigninger angivet i tabellen for alle klasser af isoleringsmaterialer med 5 ° C, og ved kølemediets temperaturer 45-50 ° C — ved 10 ° C. Kølemediets temperatur tages normalt som den omgivende lufts temperatur.
For lukkede maskiner med en spænding på højst 1500 V er den maksimalt tilladte temperaturstigning af statorviklingerne på elektriske motorer med en effekt på mindre end 5000 kW eller med en kernelængde på mindre end 1 m, samt af viklinger fra stangrotorer ved måling af temperaturer ved modstandsmetoden kan øges med 5 ° C. Ved måling af viklingernes temperatur ved metoden til måling af deres modstand bestemmes viklingernes gennemsnitlige temperatur. I virkeligheden, når motoren kører, har de enkelte viklingsområder en tendens til at have forskellige temperaturer. Derfor er den maksimale temperatur på viklingerne, som bestemmer isoleringens holdbarhed, altid lidt højere end gennemsnitsværdien.