Hoe de temperatuur van de wikkelingen van AC-motoren te bepalen aan de hand van hun weerstand

Meting van de wikkelingstemperatuur tijdens opwarmingstests van de motor

De temperatuur van de wikkelingen wordt bepaald door de motor te testen op verwarming. Verwarmingstests worden uitgevoerd om de absolute temperatuur of de temperatuurstijging van de wikkeling of delen van de motor te bepalen ten opzichte van de temperatuur van het koelmedium bij nominale belasting. Elektrisch isolerende materialen die worden gebruikt bij de constructie van elektrische machines verouderen en verliezen geleidelijk aan hun elektrische en mechanische sterkte. De snelheid van deze veroudering hangt vooral af van de temperatuur waarbij de isolatie werkt.

Talrijke experimenten hebben aangetoond dat de duurzaamheid (levensduur) van de isolatie met de helft wordt verminderd als de temperatuur waarbij deze werkt 6-8 ° C hoger is dan de limiet voor een bepaalde klasse van hittebestendigheid.

GOST 8865-93 stelt de volgende hittebestendigheidsklassen vast van elektrische isolatiematerialen en hun karakteristieke beperkende temperaturen:

Hittebestendigheidsklasse — Y A E B F H C Grenstemperatuur respectievelijk — 90, 105, 120, 130, 155, 180, meer dan 180 gr. S

Verwarmingstests kunnen worden uitgevoerd onder directe belasting en indirect (verwarming door kernverliezen). Ze worden uitgevoerd tot de vastgestelde temperatuur met vrijwel ongewijzigde belasting. Er wordt rekening gehouden met de stationaire temperatuur, die binnen 1 uur verandert met maximaal: 1 °C.

Als belasting bij verwarmingstests worden verschillende apparaten gebruikt, waarvan de eenvoudigste verschillende remmen zijn (schoenen, banden, enz.), Evenals belastingen die worden geleverd door een generator die werkt met een reostaat.

Tijdens de verwarmingstesten wordt niet alleen de absolute temperatuur bepaald, maar ook de temperatuurstijging van de wikkelingen boven de temperatuur van het koelmedium.

Tabel 2 Maximaal toegestane temperatuurstijgingen van motoronderdelen

Onderdelen voor elektromotoren

Maximaal toegestane voorverhoging van de temperatuur, ° C, met isolatiemateriaal klasse van hittebestendigheid

Temperatuur meetmethode

A

E

V

F

H

Variabele wikkelstroom van de motoren 5000 kV-A en meer of met de lengte van het sikkelhuis 1 m en meer

60

70

80

100

125

Weerstand of temperatuur in de detectoren gerangschikt door de groeven

Hetzelfde maar minder dan 5000 kV A of s kernlengte 1m en meer

50*

65*

70**

85**

105***

Thermometer of coöpositie

Stangwikkelingen van asynchrone rotormotoren

65

80

90

110

135

Thermometer of coöpositie

Slip ringen

60

70

80

90

110

Thermometer of temperatuur in de luidsprekers

Kernen en andere stalen onderdelen, contactspoelen

60

75

80

110

125

Thermometer

Hetzelfde, zonder contact dat loskomt van de wikkelingen

De temperatuurstijging van deze onderdelen mag niet hoger zijn dan waarden die een risico op beschadiging van isolatiemateriaal of andere gerelateerde materialen zouden opleveren

* Bij meting volgens de weerstandsmethode wordt de toegestane temperatuur verhoogd met 10°C. ** Idem, bij 15°C. *** Idem, bij 20°C.

Zoals uit de tabel blijkt, biedt GOST verschillende methoden voor temperatuurmeting, afhankelijk van de specifieke omstandigheden en onderdelen van de te meten machines.

De thermometermethode wordt gebruikt om de oppervlaktetemperatuur op het aanbrengpunt te bepalen. (behuizingsoppervlak, lagers, wikkelingen), omgevingstemperatuur en lucht die de motor binnenkomt en verlaat. Er worden kwik- en alcoholthermometers gebruikt. Alleen alcoholthermometers mogen worden gebruikt in de buurt van sterke wisselende magnetische velden, aangezien deze kwik bevatten wervelstromen worden opgewektvervorming van meetresultaten. Voor een betere warmteoverdracht van het knooppunt naar de thermometer, wordt de tank van de laatste in folie gewikkeld en vervolgens tegen het verwarmde knooppunt gedrukt. Voor thermische isolatie van de thermometer wordt een laag watten of vilt op de folie aangebracht, zodat deze niet in de ruimte tussen de thermometer en het verwarmde deel van de motor valt.

Bij het meten van de temperatuur van het koelmedium moet de thermometer in een gesloten metalen kom gevuld met olie worden geplaatst en de thermometer beschermen tegen stralingswarmte die wordt afgegeven door omringende warmtebronnen en de machine zelf, en onbedoelde luchtstromen.

Bij het meten van de temperatuur van het externe koelmedium bevinden zich meerdere thermometers op verschillende punten rond de onderzochte machine op een hoogte gelijk aan de helft van de hoogte van de machine en op een afstand van 1 - 2 m ervan. De gemiddelde rekenkundige waarde van de aflezingen van deze thermometers wordt genomen als de temperatuur van het koelmedium.

Thermokoppelmethode, veel gebruikt voor temperatuurmeting, wordt voornamelijk gebruikt in AC-machines. Thermokoppels worden geplaatst in de openingen tussen de lagen van de spoelen en aan de onderkant van de sleuf, evenals op andere moeilijk bereikbare plaatsen.

Voor het meten van temperaturen in elektrische machines worden meestal koper-constantaan-thermokoppels gebruikt, bestaande uit koper- en constantaandraden met een diameter van ongeveer 0,5 mm. In een paar zijn de uiteinden van het thermokoppel aan elkaar gesoldeerd. De knooppunten worden meestal geplaatst op de plaats waar het nodig is om de temperatuur te meten ("hot junction"), en het tweede paar uiteinden is rechtstreeks verbonden met de aansluitingen van de gevoelige millivoltmeter met een hoge interne weerstand… Op het punt waar het onverwarmde uiteinde van de constantaandraad aansluit op de koperdraad (aan de aansluiting van het meetapparaat of de overgangsaansluiting), wordt de zogenaamde "koude overgang" van het thermokoppel gevormd.

Op het contactoppervlak van twee metalen (constantaan en koper) treedt een EMF op, evenredig met de temperatuur op het contactpunt, en wordt een min gevormd op de constantaan en een plus op het koper. EMF treedt op bij zowel de "hete" als de "koude" knooppunten van het thermokoppel.Omdat de temperaturen van de knooppunten echter verschillend zijn, zijn de EMF-waarden anders, en aangezien in het circuit gevormd door het thermokoppel en het meetapparaat deze EMF's naar elkaar worden gericht, meet de millivoltmeter altijd het verschil in EMF van de «warme» en «koude» kruispunten die overeenkomen met het temperatuurverschil.

Experimenteel werd gevonden dat de EMF van een koper-constante thermokoppel 0,0416 mV is per 1 °C van het temperatuurverschil tussen de «hete» en «koude» overgangen. Dienovereenkomstig kan de schaal van de millivoltmeter worden gekalibreerd in graden Celsius. Aangezien het thermokoppel alleen het temperatuurverschil registreert, telt u voor het bepalen van de absolute "hete" junctietemperatuur de met de thermometer gemeten "koude" junctietemperatuur op bij de thermokoppelwaarde.

Weerstandsmethode - Het bepalen van de temperatuur van wikkelingen op basis van hun DC-weerstand wordt vaak gebruikt om de temperatuur van wikkelingen te meten. De methode is gebaseerd op de bekende eigenschap van metalen om hun weerstand te veranderen afhankelijk van de temperatuur.

Om de temperatuurstijging te bepalen, wordt de weerstand van de spoel in koude en verwarmde toestand gemeten en worden berekeningen gemaakt.

Houd er rekening mee dat er vanaf het moment dat de motor wordt uitgeschakeld tot het begin van de metingen enige tijd verstrijkt waarin de spoel de tijd heeft om af te koelen. Om de temperatuur van de wikkelingen correct te bepalen op het moment van uitschakelen, d.w.z. in de bedrijfstoestand van de motor, worden daarom na het uitschakelen van de machine, indien mogelijk met regelmatige tussenpozen (volgens de stopwatch), verschillende metingen uitgevoerd .Deze intervallen mogen de tijd vanaf het moment van uitschakeling tot de eerste meting niet overschrijden. De metingen worden vervolgens geëxtrapoleerd door R = f (t) uit te zetten.

De weerstand van de wikkeling wordt gemeten volgens de ampèremeter-voltmeter-methode. De eerste meting wordt uitgevoerd uiterlijk 1 minuut nadat de motor is uitgeschakeld voor machines met een vermogen tot 10 kW, na 1,5 minuut - voor machines met een vermogen van 10-100 kW en na 2 minuten - voor machines met een vermogen van meer dan hoger dan 100 kW.

Als de eerste weerstandsmeting niet meer dan 15 - 20 vanaf het moment van ontkoppeling wordt uitgevoerd, wordt de grootste van de eerste drie metingen als weerstand genomen. Als de eerste meting meer dan 20 s na het uitschakelen van de machine wordt uitgevoerd, wordt een afkoelingscorrectie ingesteld. Voer hiervoor 6-8 weerstandsmetingen uit en maak een grafiek van de weerstandsverandering tijdens het koelen. Op de ordinaat staan ​​de corresponderende gemeten weerstanden en op de abscis de tijd (exact op schaal) die is verstreken vanaf het moment dat de elektromotor is uitgeschakeld tot aan de eerste meting, de intervallen tussen de metingen en de curve in de grafiek als een vaste lijn. Deze curve gaat dan verder naar links, met behoud van de aard van zijn verandering, totdat hij de y-as snijdt (weergegeven door een stippellijn). Het segment langs de ordinaat vanaf het begin van het snijpunt met de stippellijn bepaalt met voldoende nauwkeurigheid de gewenste weerstand van de motorwikkeling in warme toestand.

De belangrijkste nomenclatuur van motoren die in industriële ondernemingen zijn geïnstalleerd, omvat isolatiematerialen van klasse A en B.Als bijvoorbeeld op mica gebaseerd materiaal van klasse B wordt gebruikt om de groef te isoleren en PBB-draad met katoenisolatie van klasse A te winden, dan behoort de motor tot de hittebestendigheidsklasse. tot klasse A. Als de temperatuur van het koelmedium lager is dan 40 ° C (de normen hiervoor staan ​​in de tabel), dan kunnen voor alle isolatieklassen de toegestane temperatuurstijgingen worden verhoogd met zoveel graden als de temperatuur van de koelmedium lager is dan 40 °C, maar niet hoger dan 10 °C. Als de temperatuur van het koelmedium 40 - 45 °C bedraagt, worden de in de tabel aangegeven maximaal toegestane temperatuurstijgingen voor alle isolatiematerialenklassen met 5 verminderd ° C, en bij temperaturen van het koelmedium 45-50 ° C - bij 10 ° C. De temperatuur van het koelmedium wordt meestal genomen als de temperatuur van de omringende lucht.

Voor gesloten machines met een spanning van niet meer dan 1500 V, de maximaal toelaatbare temperatuurstijging van de statorwikkelingen van elektromotoren met een vermogen van minder dan 5000 kW of met een kernlengte van minder dan 1 m, evenals van wikkelingen vanaf staafrotoren bij het meten van temperaturen door de weerstandsmethode kunnen met 5 ° C worden verhoogd. Bij het meten van de temperatuur van de wikkelingen door de methode van het meten van hun weerstand, wordt de gemiddelde temperatuur van de wikkelingen bepaald. Als de motor draait, hebben de afzonderlijke wikkelgebieden in werkelijkheid de neiging om verschillende temperaturen te hebben. Daarom is de maximale temperatuur van de wikkelingen, die de duurzaamheid van de isolatie bepaalt, altijd iets hoger dan de gemiddelde waarde.