電機的溫升試驗及誤差分析
羅林學 賈桂萍(許昌微型電機廠)
1 引言
溫升試驗是一個重要而費時的型式試驗項目，超過規定的限值將會影響電機的壽命和可靠性。為了提高產品的技術經濟指標，電機的溫升裕度一般不宜取得過大，但電機的電磁參數、材料性能、通風結構的制造質量等都會直接或間接影響電機的損耗和散熱冷卻。電磁計算時，溫升計算的準確度不高。因而，電機的溫升指標必須通過試驗考核確定。
2溫升試驗
電機溫升是電機運行的重要參數之一，溫升試驗的方法有許多種，但應用在電機繞組中的溫升試驗，測量繞組溫升的主要方法是電阻法。
根據繞組導線受熱后電阻值增加的原理，其電阻與溫度間的關系符合式(1)。如果測得溫升試驗前冷態電阻r1及試驗結束瞬間繞組的熱態電阻r2，就可直接按式(1)計算繞組的平均溫升θ。
式中t1—試驗開始時的繞組溫度，℃
t2—試驗結束時的冷卻介質的溫度，℃
k—銅繞組取235
上式中，要求定子繞組的熱態電阻r2需在電機切離電源前用帶電測量裝置測量，但由于條件有限，普通直流電橋用以測量繞組電阻時，規定應在交流電源斷開后再接贏流電橋，繞組熱態電阻就只能在電機切離電源并停車后測量。但是無論動作多么迅速。也總需要一段時間才能測取電阻的數值，而在這一段時間內，可能電機繞組的溫度已經開始下降了，因此新測出的電阻值不是運行中的電阻值，不可能正確反應運行時的溫度，而是冷卻了一段時間后的繞組溫度。可見，繞組熱態電阻的測量足電機溫升試驗的重要步驟，溫升計算的準確與否，關鍵要看所測量的方法是否正確，測量的數據是否準確。
3繞組電阻的測量
電機切離電源后，繞組溫度會立即降低，既使在斷電后15～20s內測得的熱態電阻，計算溫升也比實際溫升低5℃左右，故電機停轉后測得的熱態電阻，可用外推法進行修正。在不具備用帶電測量定子繞組熱態電阻裝置時，準確估算熱態電阻，不僅可提高溫升的測試準確度，而且可方便地測取電機的發熱血線。下面介紹兩種推算熱態電阻r。的方法。
3．1繪制曲線法
電機斷電后，迅速測量繞組熱態電阻，是提高測試準確度的關鍵。按標準規定，自電機斷電至測取繞組熱態電阻第1點的讀數時間間隔，小功率電機應盡可能不大于20s，測量時應快速取得第1次讀數，以后相隔一定時間測量一次，至少測6次。相隔時間長短視繞組冷卻速度而定，以電阻值的變化能從儀表上明顯反映出為準(一般為15～25s)．
以每次測得電阻值的對數值lgr1、lgr2……lgra為縱座標，切離斷電瞬間的時間間隔為橫座標，繪出冷卻曲線lgr=f(t)，最短時間間隔的一點切線延長哇瞽線直到與縱軸相交，即得溫升試驗結束時電機切離電源瞬間的繞組熱態電阻的對數值igr：，如圖1所示。電機斷電瞬間的繞組電阻，也可用r=f(t)曲線進行修正(見圖1)。當讀數點較多時，準確度可與對數曲線法接近。
3．2公式計算法
斷電后，由于做不到立即測量電阻，而造成溫度下降，這時從斷電到真正測得溫度這段時間內，繞組溫度按指數下降。為補償下降的溫度，應計算出修正值。例如經過t。、如后測得的電阻值分別為砭和砭，則有下列關系：
4溫升計算分析
原國標gb755—81《電機基本技術要求》規定，不分功率大小，一律按“電機各部分的溫度在切離線路后測得，測得溫度應加以修正。電機在溫升試驗終結而切離電路瞬間的溫度，可用冷卻曲線延長而外推至切離線路瞬間的方法求得”(冷卻曲線及外推法見圖1)。
現國際gb755—87則改為根據電機功率大小進行外推。電機斷電后，如能在下述時間內測得第1點讀數，則以讀數計算電機的溫升，而不需外推到斷電瞬間。
小功率電機，斷電后間隔時間為15s，p≤50kw，斷電后間隔時間為30s。如果電機額定功率在該規定間隙時間內不能測得第1點讀數，則應盡快測取。用冷卻曲線并用外推法進行修正。將測得的讀數作為時間的函數繪成曲線，并根據電機的額定功率，將此鹽線外推至上 |
