Cách xác định nhiệt độ cuộn dây của động cơ AC bằng điện trở của chúng

Đo nhiệt độ cuộn dây trong quá trình kiểm tra khởi động động cơ

Nhiệt độ của cuộn dây được xác định bằng cách kiểm tra độ nóng của động cơ. Các thử nghiệm gia nhiệt được thực hiện để xác định nhiệt độ tuyệt đối hoặc độ tăng nhiệt của cuộn dây hoặc các bộ phận của động cơ so với nhiệt độ của môi trường làm mát ở mức tải định mức. Vật liệu cách điện được sử dụng trong chế tạo máy điện bị lão hóa và mất dần độ bền điện và cơ học. Tốc độ lão hóa này phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ mà vật liệu cách nhiệt hoạt động.

Nhiều thí nghiệm đã chứng minh rằng độ bền (tuổi thọ) của vật liệu cách nhiệt giảm đi một nửa nếu nhiệt độ mà nó hoạt động cao hơn 6-8 ° C so với giới hạn đối với một loại khả năng chịu nhiệt nhất định.

GOST 8865-93 thiết lập các loại vật liệu cách điện chịu nhiệt sau đây và nhiệt độ giới hạn đặc trưng của chúng:

Lớp chịu nhiệt — Y A E B F H C Giới hạn nhiệt độ tương ứng — 90, 105, 120, 130, 155, 180, trên 180 gr. S

Các thử nghiệm gia nhiệt có thể được thực hiện dưới tải trực tiếp và gián tiếp (sưởi ấm do tổn thất lõi). Chúng được thực hiện đến nhiệt độ đã thiết lập với tải thực tế không thay đổi. Nhiệt độ trạng thái ổn định được tính đến, trong vòng 1 giờ thay đổi không quá: 1 °C.

Các thiết bị khác nhau được sử dụng làm tải trong các thử nghiệm sưởi ấm, trong đó đơn giản nhất là các loại phanh khác nhau (giày, dây đai, v.v.), cũng như các tải được cung cấp bởi máy phát điện hoạt động với bộ biến trở.

Trong các thử nghiệm gia nhiệt, không chỉ nhiệt độ tuyệt đối được xác định mà còn cả độ tăng nhiệt của cuộn dây so với nhiệt độ của môi trường làm mát.

Bảng 2 Mức tăng nhiệt độ tối đa cho phép của các bộ phận động cơ

Bộ phận cho động cơ điện

Mức tăng nhiệt độ trước tối đa cho phép, ° C, với lớp vật liệu cách nhiệt chịu nhiệt

Phương pháp đo nhiệt độ

MỘT

e

V

F

h

Dòng điện cuộn dây thay đổi của động cơ 5000 kV-A trở lên hoặc với chiều dài của nhà hình liềm từ 1 m trở lên

60

70

80

100

125

Điện trở hoặc nhiệt độ trong các máy dò được sắp xếp theo các rãnh

Tương tự nhưng ít hơn 5000 kV A hoặc chiều dài lõi từ 1m trở lên

50*

65*

70**

85**

105***

Nhiệt kế hoặc cooposition

Cuộn dây thanh của động cơ rôto không đồng bộ

65

80

90

110

135

Nhiệt kế hoặc cooposition

Vòng trượt

60

70

80

90

110

Nhiệt kế hoặc nhiệt độ trong loa

Lõi và các bộ phận thép khác, cuộn tiếp xúc

60

75

80

110

125

nhiệt kế

Giống nhau, không có tiếp xúc tách khỏi cuộn dây

Độ tăng nhiệt của các bộ phận này không được vượt quá các giá trị có thể tạo ra nguy cơ hư hỏng vật liệu cách điện hoặc các vật liệu liên quan khác

* Khi đo bằng phương pháp điện trở, nhiệt độ cho phép tăng thêm 10°C. ** Tương tự, ở 15° C. *** Tương tự, ở 20° C.

Có thể thấy từ bảng, GOST cung cấp các phương pháp đo nhiệt độ khác nhau, tùy thuộc vào điều kiện cụ thể và các bộ phận của máy cần đo.

Phương pháp nhiệt kế được sử dụng để xác định nhiệt độ bề mặt tại điểm ứng dụng. (bề mặt vỏ, vòng bi, cuộn dây), nhiệt độ xung quanh và không khí vào và ra khỏi động cơ. Nhiệt kế thủy ngân và rượu được sử dụng. Chỉ nên sử dụng nhiệt kế rượu gần từ trường xoay chiều mạnh, vì chúng có chứa thủy ngân dòng điện xoáy được cảm ứngsai lệch kết quả đo. Để truyền nhiệt tốt hơn từ nút đến nhiệt kế, bể của cái sau được bọc trong giấy bạc và sau đó áp vào nút được làm nóng. Để cách nhiệt nhiệt kế, một lớp bông gòn hoặc nỉ được phủ lên giấy bạc để lớp sau không rơi vào khoảng trống giữa nhiệt kế và phần được làm nóng của động cơ.

Khi đo nhiệt độ của môi trường làm mát, nhiệt kế phải được đặt trong cốc kim loại đậy kín chứa đầy dầu và bảo vệ nhiệt kế khỏi nhiệt bức xạ phát ra từ các nguồn nhiệt xung quanh và bản thân máy cũng như các luồng không khí ngẫu nhiên.

Khi đo nhiệt độ của môi trường làm mát bên ngoài, một số nhiệt kế được đặt ở các điểm khác nhau xung quanh máy được kiểm tra ở độ cao bằng một nửa chiều cao của máy và ở khoảng cách 1 - 2 m so với máy. Giá trị số học trung bình của số đọc của các nhiệt kế này được lấy làm nhiệt độ của môi trường làm mát.

Phương pháp cặp nhiệt điện, được sử dụng rộng rãi để đo nhiệt độ, chủ yếu được sử dụng trong máy điện xoay chiều. Cặp nhiệt điện được đặt trong các khoảng trống giữa các lớp của cuộn dây và ở dưới cùng của khe, cũng như ở những nơi khó tiếp cận khác.

Để đo nhiệt độ trong máy điện người ta thường dùng nhiệt ngẫu đồng gồm dây đồng và dây Constantan có đường kính khoảng 0,5 mm. Trong một cặp, các đầu của cặp nhiệt điện được hàn lại với nhau. Các điểm giao nhau thường được đặt ở nơi cần đo nhiệt độ ("điểm giao nhau nóng") và cặp đầu thứ hai được kết nối trực tiếp với các cực của millivoltmeter nhạy cảm có điện trở trong cao… Tại điểm mà đầu không nung của dây không đổi nối với dây đồng (tại đầu cực của thiết bị đo hoặc đầu cực chuyển tiếp), cái gọi là "điểm nối lạnh" của cặp nhiệt điện được hình thành.

Trên bề mặt tiếp xúc của hai kim loại (hằng số và đồng), một EMF xảy ra, tỷ lệ thuận với nhiệt độ tại điểm tiếp xúc và một điểm trừ được hình thành trên hằng số và một điểm cộng trên đồng. EMF xảy ra ở cả hai điểm nối "nóng" và "lạnh" của cặp nhiệt điện.Tuy nhiên, do nhiệt độ của các điểm nối khác nhau, nên các giá trị EMF cũng khác nhau và do trong mạch được tạo bởi cặp nhiệt điện và thiết bị đo, các EMF này được hướng vào nhau, nên millivoltmeter luôn đo sự khác biệt về EMF của các điểm nối «nóng» và «lạnh» tương ứng với chênh lệch nhiệt độ.

Bằng thực nghiệm, người ta đã phát hiện ra rằng EMF của cặp nhiệt điện đồng không đổi là 0,0416 mV trên 1 ° C của chênh lệch nhiệt độ giữa các điểm nối «nóng» và «lạnh». Theo đó, thang đo millivoltmeter có thể được hiệu chỉnh theo độ C. Vì cặp nhiệt điện chỉ ghi lại chênh lệch nhiệt độ nên để xác định nhiệt độ đường giao nhau "nóng" tuyệt đối, hãy thêm nhiệt độ đường giao nhau "lạnh" được đo bằng nhiệt kế vào số đọc của cặp nhiệt điện.

Phương pháp điện trở — Xác định nhiệt độ của cuộn dây từ điện trở DC của chúng thường được sử dụng để đo nhiệt độ của cuộn dây. Phương pháp này dựa trên đặc tính nổi tiếng của kim loại là thay đổi điện trở của chúng tùy thuộc vào nhiệt độ.

Để xác định mức tăng nhiệt độ, điện trở của cuộn dây được đo ở trạng thái lạnh và nóng và tính toán được thực hiện.

Cần lưu ý rằng từ lúc tắt động cơ cho đến khi bắt đầu đo, một thời gian trôi qua, trong thời gian đó cuộn dây có thời gian để nguội đi. Do đó, để xác định chính xác nhiệt độ của cuộn dây tại thời điểm tắt máy, tức là ở trạng thái hoạt động của động cơ, sau khi tắt máy, nếu có thể, trong khoảng thời gian đều đặn (theo đồng hồ bấm giờ), một số phép đo được thực hiện .Các khoảng thời gian này không được vượt quá thời gian từ lúc tắt máy đến lần đo đầu tiên. Các phép đo sau đó được ngoại suy bằng cách vẽ đồ thị R = f(t).

Điện trở của cuộn dây được đo bằng phương pháp ampe kế-vôn kế. Phép đo đầu tiên được thực hiện không quá 1 phút sau khi tắt động cơ đối với máy có công suất lên tới 10 kW, sau 1,5 phút — đối với máy có công suất 10-100 kW và sau 2 phút — đối với máy có công suất lớn hơn 100 kW.

Nếu phép đo điện trở đầu tiên được thực hiện không quá 15 - 20 giây kể từ thời điểm ngắt kết nối, thì phép đo lớn nhất trong ba phép đo đầu tiên được coi là điện trở. Nếu phép đo đầu tiên được thực hiện trong hơn 20 giây sau khi tắt máy, thì hiệu chỉnh làm mát sẽ được đặt. Để làm điều này, hãy thực hiện 6-8 phép đo điện trở và xây dựng biểu đồ về sự thay đổi điện trở trong quá trình làm mát. Trên trục tọa độ được vẽ các điện trở đo được tương ứng và trên trục hoành là thời gian (chính xác theo tỷ lệ) trôi qua kể từ thời điểm tắt động cơ điện cho đến lần đo đầu tiên, khoảng thời gian giữa các lần đo và đường cong được hiển thị trong biểu đồ như một đường liền nét. Sau đó, đường cong này tiếp tục sang trái, duy trì bản chất thay đổi của nó, cho đến khi nó cắt trục y (được hiển thị bằng đường đứt nét). Đoạn dọc theo trục tọa độ từ điểm bắt đầu của giao điểm với đường đứt nét xác định với độ chính xác đủ điện trở mong muốn của cuộn dây động cơ ở trạng thái nóng.

Danh pháp chính của động cơ được lắp đặt trong các doanh nghiệp công nghiệp bao gồm vật liệu cách nhiệt loại A và B.Ví dụ: nếu vật liệu làm từ mica loại B được sử dụng để cách điện rãnh và quấn dây PBB với lớp cách điện bông loại A, thì động cơ thuộc loại chịu nhiệt. đến loại A. Nếu nhiệt độ của môi trường làm mát dưới 40 ° C (các tiêu chuẩn được đưa ra trong bảng), thì đối với tất cả các loại vật liệu cách nhiệt, mức tăng nhiệt độ cho phép có thể tăng thêm bao nhiêu độ tùy theo nhiệt độ của lớp cách nhiệt. môi trường làm mát dưới 40 ° C, nhưng không quá 10 ° C. Nếu nhiệt độ của môi trường làm mát là 40 — 45 ° C, thì mức tăng nhiệt độ tối đa cho phép được chỉ ra trong bảng sẽ giảm đi 5 đối với tất cả các loại vật liệu cách nhiệt ° C, và ở nhiệt độ của môi trường làm mát 45-50 ° C — ở 10 ° C. Nhiệt độ của môi trường làm mát thường được coi là nhiệt độ của không khí xung quanh.

Đối với máy điện kín có điện áp không quá 1500 V, mức tăng nhiệt độ tối đa cho phép của cuộn dây stato của động cơ điện có công suất dưới 5000 kW hoặc có chiều dài lõi dưới 1 m, cũng như của cuộn dây từ rôto thanh khi đo nhiệt độ bằng phương pháp điện trở có thể tăng thêm 5 ° C. Khi đo nhiệt độ của cuộn dây bằng phương pháp đo điện trở của chúng, nhiệt độ trung bình của cuộn dây được xác định. Trên thực tế, khi động cơ hoạt động, các khu vực cuộn dây riêng lẻ có xu hướng có nhiệt độ khác nhau. Do đó, nhiệt độ tối đa của cuộn dây, yếu tố quyết định độ bền của lớp cách điện, luôn cao hơn một chút so với giá trị trung bình.