電動機過熱的主要原因
過熱是電動機繞組和軸承故障的主要原因之一。但這種過熱的原因是什么?了解電動機過熱的原因可以幫助您首先避免問題,或者在問題出現(xiàn)后更容易地找到并解決問題,從而使您的設(shè)備使用壽命更長,從而節(jié)省停機時間和額外費用。
電機過熱損壞
EASA 進(jìn)行的研究表明,當(dāng)工作溫度僅升高 10°C 時,電機的使用壽命將縮短一半。或者,當(dāng)工作溫度降低 10°C 時,壽命將增加一倍。
以下是與電動機過熱相關(guān)的因素:
超載
過載是指設(shè)備的驅(qū)動力面臨高于制造商可接受額定值的阻力,并且可能不是一個持續(xù)存在的問題,因為它與電機驅(qū)動的設(shè)備的負(fù)載變化直接相關(guān)。正如 EASA 所指出的,大多數(shù)電機在僅承受制造商額定負(fù)載的 75% 時以最高效率運行。這使得電機可以在較低的溫度下運行并消耗較少的功率。
通風(fēng)
電機設(shè)計有一個系統(tǒng),允許卸載運行期間產(chǎn)生的熱量。該冷卻系統(tǒng)可由空氣管道、空氣導(dǎo)流板、冷卻風(fēng)扇和其他設(shè)計組件(如散熱片)組成。許多因素會影響冷卻系統(tǒng)發(fā)揮其應(yīng)有功能的能力,例如空氣管道堵塞、污染物或結(jié)冰堆積、運行速度低于額定速度等。
環(huán)境溫度、海拔高度和陽光等外部因素都會影響電機的自我冷卻能力。在環(huán)境溫度高于電機額定值的環(huán)境中運行會導(dǎo)致過熱。更高的海拔意味著更稀薄的空氣,更難帶走熱量。強烈的陽光會使電機外殼發(fā)熱。一些最終用戶甚至將外殼涂成白色,并提供額外的陰影以減少熱量吸收。
電壓
當(dāng)施加的電壓等于制造商的銘牌額定值時,電機將以最佳狀態(tài)運行。在電壓不足的情況下運行電機需要更高的安培數(shù)來產(chǎn)生所需的功率,并且由于電阻,這種額外的電流等于更多的熱量。在高于飽和點的電壓下運行電機也會產(chǎn)生額外的電流,因此會產(chǎn)生過多的熱量。三相電機中的不平衡電壓也會由于電壓尖峰而導(dǎo)致過熱。
電工鋼
交流電機的鐵芯由多片疊層鋼制成,繞組繞在鐵芯上。旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子引起的磁場變化會在鋼芯內(nèi)引起一種稱為渦流的現(xiàn)象。這些渦流很小,只是產(chǎn)生熱量的能量損失。
當(dāng)前密度
隨著電機繞組線徑尺寸的減小,電阻增加。電阻的增加將導(dǎo)致能量以熱量的形式損失。
循環(huán)電流
當(dāng)并聯(lián)線圈組的線圈數(shù)不同時,線圈數(shù)少的電路會產(chǎn)生環(huán)流。這些循環(huán)電流不會增加電機所做的功,而是以熱量的形式損失能量。
諧波
諧波是其他頻率波形對正弦波(整個電路的頻率)的失真。這些干擾可能是由整流器、風(fēng)扇和泵等的添加引起的。產(chǎn)生的奇次諧波將產(chǎn)生與電機產(chǎn)生的扭矩相反的負(fù)扭矩。這種負(fù)扭矩增加了電機的負(fù)載,導(dǎo)致電機必須更加努力地工作,進(jìn)而產(chǎn)生更多的熱量。
概括
在高溫下運行的電動機會導(dǎo)致預(yù)期壽命降低。通過改善通風(fēng)、優(yōu)化設(shè)計或首先選擇能夠勝任任務(wù)的電機來降低工作溫度,將使設(shè)備更加可靠。
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