浅谈电动机的发热与冷却

浅谈电动机常见故障的分析与检修摘要：交流电动机作为现代工业生产中不可或缺的设备之一，其出现故障会对生产效率和设备运行造成极大影响。

本文主要从电动机电气和机械两个方面，对交流电动机常见故障进行分析和处理，探讨如何有效进行检修和维护。

关键词：电动机；常见故障；检修引言交流电动机作为现代工业生产的基础设备之一，具有广泛的应用场景。

然而，由于电动机长时间的运转或者受到不良的运行环境影响，会导致电动机出现各种故障。

交流电动机的故障主要分为电气故障和机械故障两种类型。

在电气方面，常见的故障包括绕组短路、接线错误、绕组过热和绕组绝缘损坏等[1]。

这些故障可能会导致电动机无法正常启动或者运行，或者导致电动机产生异常噪音、振动和过热等问题，从而严重影响生产效率和设备运行。

因此，如何有效分析和处理交流电动机的故障，是维护和保养交流电动机的重要问题。

1 电动机电气常见故障的处理1.1 绕组短路故障绕组短路是指电动机绕组内的绝缘被破坏或老化，导致电流在绕组内形成不正常的通路，进而导致电动机无法正常运转。

这是交流电动机最常见的电气故障之一，其产生的原因主要包括以下几个方面：（1）绝缘老化：电动机绕组绝缘随着使用时间的增加，会逐渐老化，从而导致绝缘性能下降。

如果绝缘老化严重，就会出现短路现象。

（2）绝缘材料损坏：电动机绕组绝缘材料可能因为过度使用或外力损坏而破裂，进而导致电动机出现绕组短路问题。

（3）湿度和污染：如果电动机长期处于潮湿或污染环境下，其绕组绝缘可能会因此而受到损害，导致短路问题。

（4）过电压：电动机在运行过程中，如果突然遭受过大的电压，也可能导致绕组短路。

当电动机出现绕组短路时，会出现一些明显的症状，例如电动机发热、噪音大、启动困难、甚至无法启动等。

为了解决这个问题，我们需要进行以下步骤：（1）拆开电动机：首先需要将电动机拆开，检查绕组的状况。

（2）清洗绕组：如果绕组内有污物或灰尘，需要将其清除[2]，避免对绕组的损坏。

浅谈电动机发热的原因及解决的方法摘要：本文主要针对电动机在实际运行时经常会出现因某些自身或外部故障而引起温升过高或是出现冒烟现象，造成电动机的损坏，要找到原因才能及时解决和处理，才能防止电动机的烧毁，针对这一现象，主要从电动机自身结构和外部干扰等方面的故障对电动机发热原因进行了分析并提出了相应的解决方法。

关键字：电动机发热解决方法0.引言电动机是一种将电能转化成机械能，用来驱动其他装置的电气设备。

广泛应用于水泵、风机、运输机械、搅拌机、农业机械、食品机械等行业领域。

但是由于各种原因，电动机烧毁的情况时有发生，严重影响了我们的生产、生活的安全与稳定。

本文主要结合实际生产过程，从电动机自身结构和外部干扰等方面讨论影响电动机发热的原因、现象以及解决和处理方法，对电动机发热问题进行分析和说明。

1.实际运行中电动机发热的原因及解决方法在实际运行中引起电动机温升过高或是出现冒烟现象的外界原因有很多，因此选择电动机时应考虑电动机的发热、允许过载能力和启动能力。

1.1 电动机正常运行时内部结构引起的发热：电机线圈有电阻R1/R2，当电流流过时电阻发热产生热功率损耗；铁芯的磁场有“磁滞回线”，电能转变的磁能有一部分继续转变为热能了产生热功率损耗；铁芯还有涡流，电能转变的磁能有一部分又变成电流进而又变成热能产生涡流损耗；由于机械转动部件之间有摩擦，电能转变的动能有一部分继续转变为热能了热功率损耗。

解决方法：电机要注意保持通风，及时排出的内部热量，避免造成电动机温度升高，一般情况下电动机都自带冷却风扇来散热（一般电机的冷却风扇套在电机后轴承上和电机一体，随着电机的旋转一起转动；变频电机的冷却风机是独立的，固定在电机后端盖上；大型电机配有自己的冷却风管更深层次的冷却），当运行环境温度较高时，冷却风扇不能满足散热条件时可额外增加轴流风机来帮助散热。

1.2 长期过负荷：电动机在长时间过负荷运行时，容易引起电机绕组发热，严重时会烧毁电动机：解决方法：应调整负荷，适当的降低负荷运行，尽量不要长期过负荷运行。

浅析三相异步电机发热原因及其处理方法摘要：工厂中常用的拖动设备是三相异步电动机，在实际的操作过程中，电动机常会出现因为某些故障而引起温升过高或是冒烟现象，造成电动机的损坏或是损毁。

针对这种情况，文章基于电气工作的实践经验对电动机发热原因进行了分析并提出解决方法。

关键词：三相异步电动机发热处理文章主要从以下几个方面，即发热原因、发热因素、处理方法等，对在生产过程中出现的发热问题进行分析说明并提出解决对策，保护电机。

1 发热原因分析1.1 电机发热原因主要有频繁启动造成过电流发热，过载造成的过电流发热,散热不畅引起的发热等。

因此，选择电机的功率时，应考虑电机的发热、允许过载和启动能力三方面因素。

电机里也有线圈，有电阻，通电时会发热，因此大功率电机要注意通风。

电机中绕组的绝缘材料的耐热最差，所用绝缘材料都有自身允许的最高温度，当工作过程中的温度能够长期控制在其允许的范围之内的话，绝缘材料的寿命最多可达20年以上；从另一方面来讲，绝缘材料很难一直保持最初的良好性能，会慢慢变脆，使电机寿命减短，如果再严重一些就会导致绝缘材料碳化、变质，甚至不再具有绝缘性能，烧毁电机。

由此可知，温升不协调是导致电机发生故障的主要原因。

下表列出电机绝缘等级对应电机的极限温度。

电机温度与周围环境温度之差称为“温升”。

我国规定的环境温度为：40℃。

1.2 电机定子绕组在发热开始时，由于温升较小、散发热量较少，大部分热量被电机吸收，导致温升τ增长较快。

随温度升高，散发热量不断增长，电机散发热量由于负载不变而维持不变，电机吸收热量不断减少，温升曲线趋于平缓。

最后电机温度不再升高，温升达到稳定值tw，电机发热过程与输出功率如下式：pn=twahn/（1-hn）。

对同样规格的电机欲提高额定功率pn，有3种方法：①可以提高额定效率hn，即采取措施降低电机损耗；②提高散热系数，即加大流通和散热面积；③提高绝缘材料温升。

选定使用的电机，意味着以上三项因素也已经被选定，这就需要在日常的工作中必须要时刻监视电机各部分的温升。

浅谈电动机的发热与冷却摘要：简要介绍电动机热量产生和传递的过程、对电动机正常运行产生的影响和电动机的冷却方式。

关键词：电动机发热热传导冷却电动机（简称电机）在能量转换过程中，其内部将同时产生损耗。

由于损耗的存在，一方面将直接影响到电机的效率和运行的经济性；另一方面，由于损耗的能量最终转化为热能，从而使电机各部分的温度升高。

这将直接影响到电机所用的绝缘材料的寿命，并限制电机的输出，严重时能够将电机烧毁。

因此，一要在设计时注意合理减少电机的损耗；二要努力改善冷却条件，使热量能有效地、尽快地散发出去。

1.电机热量的产生、传导与散出电机中的热源主要是绕组及其铁芯中的损耗。

绕组和铁芯内部均会产生热量，绕组中的损耗与电流的平方成正比。

铁芯内部的热量是由涡流而产生的。

绕组中所产生的热量借传导作用，从铜线穿过绝缘层传到铁芯上，再加上铁芯中产生的热量，一起由铁芯传到电枢的表面，然后借助于对流及辐射作用，把热量散发到周围的空气中。

根据热传导知识可知，热量都是从高温部位传向相对低温部位。

从这样的热传导途径中，可以得出这样的结论：绕组的温度通常总是高于铁芯的温度。

若想降低绕组的温升，一方面要增强电机内部的传热能力，另一方面应该增强部件表面的散热能力。

为了使电机绕组内部热量比较容易地传导到散热表面，应该设法选择导热性能好、耐压强度高、绝缘性能好的绝缘材料。

要求在保证绝缘性能的情况下，降低绝缘层的厚度。

同时，还应设法清除线槽内的导热性能不佳的空气层，如：用油漆等来充填导线与铁芯的间隙。

这样做不仅可以改善导热性能，又可以增强电机的绝缘性能以及机械性能。

电机表面的散热能力与散热表面的面积、空气对冷却表面的速度等因素有关。

一般是采用增大散热面积、改善表面散热性能、增加冷却介质的流动速度以及降低冷却介质的温度等措施来增加散热能力。

电动机在运行时，若温度超过一定的值，首先损坏的是绕组的绝缘。

因为电机中的绝缘材料是耐热性能最差的部分。

电机发热的八大原因和解决措施引言电机作为人们生产和生活中不可缺少的重要的动力提供者，在使用的过程中很多的电机会出现发热很严重的现象，但是很多时候不知道怎么去解决，更加严重的是不知道是什么原因导致的电机发热，这应该是在电机的使用过程中最先掌握的，下面我们一起来了解一下为什么电动机发热很严重的常见原因。

1、电机定、转子之间气隙很小，容易导致定、转子之间相碰在中、小型电机中，气隙一般为0.2mm～1.5mm。

气隙大时，要求励磁电流大，从而影响电机的功率因数;气隙太小，转子有可能发生摩擦或碰撞。

一般由于轴承严重超差及端盖内孔磨损变形，使机座、端盖、转子三者不同轴心引起扫膛，很容易使电机发热甚至烧毁。

如发现轴承磨损应及时更换，对端盖进行更换或刷镀处理，比较简单的处理方法是给端盖镶套。

2、电机的不正常振动或噪音容易引起电机的发热这种情况属于电机本身引起的振动，多数是由于转子动平衡不好，以及轴承不良、转轴弯曲，端盖、机座、转子不同轴心，紧固件松动或电机安装地基不平、安装不到位造成的，也可能是机械端传递过来，应针对具体情况排除。

3. 轴承工作不正常，必定造成电机发热轴承工作是否正常可凭听觉及温度经验来判断。

可用手或温度计检测轴承端判断其温度是否在正常范围内;也可用听棒(铜棒)接触轴承盒，若听到冲击声，就表示可能有一只或几只滚珠轧碎，如果听到有咝咝声，那就是表示轴承的润滑油不足，电机应在运行3,000小时～5,000小时左右换一次润滑脂。

4. 电源电压偏高，励磁电流增大，电机会过度发热过高电压会危及电机绝缘，使其有被击穿的危险。

电源电压过低时，电磁转矩就会降低，如果负载转距没有减小，转子转数过低，这时转差率增大会造成电机过载而发热，长时间过载会影响电机的寿命。

当三相电压不对称时，即一相电压偏高或偏低时，会导致某相电。

电动机发热原因及分析电动机发热是指在电动机工作期间，电动机的温度升高，产生热量的现象。

电动机在运行过程中会发热是正常现象，但如果温度升高过快或过高，则可能会影响电动机的性能和寿命。

下面将对电动机发热的原因及分析进行详细介绍。

1.铁芯损耗：电动机在运行过程中，由于铁芯存在磁滞、涡流损耗等因素，会产生一定的发热。

铁芯损耗会随着电压、频率、磁通密度和负载的增加而增大，导致电动机发热。

2.电阻损耗：电机中的线圈存在一定的电阻，当通过电流时会产生一定的电阻损耗，导致电动机发热。

电阻损耗主要与线圈内电流大小有关，因此过大的电流会导致电动机发热过大。

3.摩擦损耗：电动机轴承和机械装置的运动接触会产生一定的摩擦损耗，使电动机发热。

过大的负载或轴承不良接触会增加摩擦损耗，导致电动机发热过大。

4.风扇冷却不良：电动机通常会配备风扇进行冷却，但如果风扇堵塞或风扇转速不足，会导致电动机的冷却不良，进而导致电动机发热。

5.电动机过载：电动机超负荷工作时，会导致电机发热过大。

过载可能是电动机设计不合理，选择错误或负载突然增大等原因引起。

6.线圈绝缘老化：电动机线圈的绝缘材料随着使用时间的增长会老化，绝缘能力下降，导致电动机发热。

7.电动机散热器不良：电动机散热器的设计不合理、污垢积聚等原因，导致电动机散热不良，进而影响电动机的发热状况。

针对电动机发热的原因，可以通过以下方法进行分析和处理：1.提高导热性能：例如在电动机的设计中增加金属体积，提高散热效果，或者采用导热材料包覆电动机，提高散热效果。

2.优化线圈设计：合理选择导热性能好的线圈材料，减小电阻损耗，降低线圈发热。

3.设计合理的风道系统：在电动机设计中应合理设计风道系统，确保风扇能够产生足够的风量，并保证通风口畅通，以保证电动机的良好散热。

4.定期维护：定期检查电动机的散热器和风扇，清除可能影响散热的杂物和污垢，确保电动机散热良好。

5.合理选择负载：在使用电动机时，应合理选择负载，不超过电动机额定负载，避免电动机过载。

电动机的温升与绕组散热设计电动机是一种将电能转换为机械能的装置，广泛应用于各个领域。

然而，在电动机的运行过程中，会产生大量的热能，如果不能及时散热，就会引发温升过高的问题，甚至损坏电动机。

因此，合理的绕组散热设计对于电动机的正常运行至关重要。

温升问题是影响电动机性能和寿命的关键因素之一。

温升过高会导致电动机的绝缘材料老化、绝缘强度下降，甚至引发火灾等严重后果。

因此，在电动机的设计中，必须对温升进行充分考虑，并采取相应的散热措施。

一、散热方式的选择电动机的散热方式通常有自然冷却和强制风冷两种方式。

自然冷却主要依靠周围空气的对流传热，适用于功率较小的电动机。

而强制风冷则通过风扇强制对绕组进行冷却，适用于功率较大的电动机。

绕组散热设计中常用的方法主要有：1. 增加散热表面积，可以通过增加冷却片、增加散热片数量等方式来增加散热表面积，提高热量传递效率。

2. 提高散热介质的流速，通过增大风扇的尺寸或者调整叶片的设计来增加风力，提高冷却效果。

3. 优化绕组材料和绝缘结构，选用导热性能好的材料，减小绝缘层厚度，提高散热效果。

4. 合理设计绕组结构，设置通风孔和通风道，增加空气流通性，提高散热效果。

二、散热材料的选择散热材料的导热性能对绕组散热起着重要的作用。

常用的散热材料有铜和铝。

铜导热性能好，但密度较大，成本较高；而铝导热性能稍差，但具有较低的密度和较低的成本，是一种常见的散热材料。

在选择散热材料时，需要综合考虑电动机的功率、重量、成本等因素。

对于功率较大的电动机，由于发热量较大，通常选择铜作为散热材料；而对于功率较小、体积要求较小的电动机，则可以选择铝作为散热材料。

三、绕组散热设计实例为了更好地说明绕组散热设计的重要性，以下以一台汽车发动机为例进行说明。

汽车发动机是一种功率较大的电动机，所以在设计时需要考虑到绕组散热的问题。

首先，通过使用铜导热材料，提高散热效果。

其次，在发动机的结构设计中，设置散热片和通风孔，增加散热表面积，提高空气流通性。

电动机过热的缘由及处理方法之杨若古兰创作根据多年来从事电动机保护与检修的经验，总结出电动机罕见的过热缘由及处理方法.1、负荷过大.应减轻负荷或换大容量的电动机.2、绕组局部短路或接地，轻时电动机局部过热，严重时绝缘烧坏，散发焦味甚至冒烟.应测量绕组各相的直流电阻，或寻觅短路点，用兆欧表检查绕组是否接地.3、电动机内部接线错误，有一下两种情况：（1）该当△接法误接成Y接法，乃至空载时电流很小，轻载时虽然可带动负荷，但电流超出额定值，使电动机发热. （2）该当Y接法误接成△接法乃至空载时电流可能大于额定电流，使电动机温度敏捷升高.如属上述缘由，可按准确方法更改接线.4、电源电压动摇太大，应将电源电压动摇范围控制在5~10%之间，否则要控制电动机的负荷.5、大修后线圈匝数错误或某极、相、组接线错误，可通过测量电动机三相电流与铭牌或本人三相电流比较，发现成绩予以解决.6、大修后导线截面比本来截面小，要降低负荷或更换绕组.7、定、转子铁芯错位严重，虽然空载电流三相平衡，但大于规定值，应校订铁芯地位并设法固定.8、电动机绕组或接线一相断路，使电动机仅两相工作.应检查三相电流，并立即切除电源，找出断路点偏从头结好. 9、鼠笼转子断条或存在缺陷，电动机运转1~2h,铁芯温度敏捷上升，甚至超出绕组温度，重载或满载时，定子电流超出额定值.应查出故障点，重焊或更换转子.10、绕线式电动机的转子绕组焊接点脱焊，或检查时焊接不良，导致转子过热，转速和转矩明显降低.可检查转子绕组的直流电阻和各焊接点，从头焊接.11、电动机绕组受潮，或有灰尘、油污等附着在绕组上，乃至绝缘降低，应测量电动机的绝缘电阻并进行清扫、干燥.12、电动机在短时间内启动过于频繁.应限制启动次数，准确选用热呵护.13、定子、转子相碰，电动机发出金属撞击声，铁芯温度敏捷上升，严重时电动机冒烟，甚至线圈烧毁.应拆开电动机，检查铁芯上是否有扫膛的痕迹，找出缘由，进行处理.14、环境温度太高，应改善通风、冷却条件或更换耐热等级更高的电动机.15、通风零碎发生故障，应检查风扇是否损坏，扭转方向是否准确，通风孔道是否堵塞.电动机发热的缘由可能还有其他方面，但是我们平时要严酷按照操纵规程准确使用电动机，准确保护电动机，使电动机标明清洁，电流不超出额定值，振动值在范围以内，运转声音正常，轴承正切保护等，电动机的使用寿命必定会耽误的.。

2012年12月内蒙古科技与经济December2012　第24期总第274期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.24T o tal N o.274异步电动机发热的机理与散热措施穆虹秀(内蒙古电力培训中心,内蒙古呼和浩特　010010) 摘　要:以异步电动机为例论述了在运行中热量产生的原理,发热类型和重点发热部位,并说明了造成的危害及减少发热、控制电机温升的常用措施。

关键词:电机;温升;冷却;散热;损耗 中图分类号:T M343 文献标识码:B 文章编号:1007—6921(2012)24—0079—01 电动机在运行的过程中,将电能转换为机械能,随着能量的相互转换,总会有一定的能量损失,这些损失的能量会转变成热能,使电机整体温度升高,同时热量积累将会引起内部绝缘能力的降低,影响电动机的出力,缩短使用寿命。

异步电动机做为现代工业的一种非常普遍的基础机械装置,降低能量损耗,提升工作效率也是当前节能减排的首要措施。

对于电动机内部耐热能力薄弱的绝缘材料,温度过高将使绝缘材料的电性能、机械性能和化学性能显著变差,大大缩短电机的使用寿命,严重时可能将电机烧毁。

因此,电机发热与冷却,这个共同存在、直接影响温升的问题就至关重要。

只要电机的温度高于周围介质的温度,就有热量散发到周围介质中去,电机的温升不仅与电机的发热有关,而且与散热也有关系,因此,重要的外部散热条件,就是加强电机周边环境的通风条件,这将直接影响到电机的温升值。

有效的通风,将极大的改善电机的散热条件,提高电机的工作效率。

1　异步电动机发热机理异步电机由许多物理性质不同的部件组成。

绕组、铁芯、轴、绝缘材料等。

它们的热容量不相同,传热系数也不相同。

各部件热量传递到周围介质的方法与路径各不相同。

从能量守恒的角度看,一部分用来提高电机本身的温度,剩余部分散发到周围介质中去。

因为,电机的稳定温升由单位时间的发热量和散热率所确定,要降低电机的温升可以从两方面考虑: 设法减少电机的损耗,以便减少由损耗而产生的热量; 提高电机的散热能力,改善冷却条件。

大型电机的损耗、发热和冷却摘要大型发电机是电网的主要设备之一，是电能的直接生产者。

大型电机的发展在整个国民经济的发展中占有重要地位。

从电力生产，电网运行、管理的经济性和供电质量来看，电网中主力机组的单机容量应与电网总容量维持一定的比例，例如6～8%。

单机容量越大，则单位容量成本下降，材料消耗降低，其经济性能就越好。

但增加容量势必要增加电机的损耗，同时电机的发热和温升也会上升，如何降低损耗、加强冷却系统，也就成为如何提高出力时必须解决的问题，本文着重在这几个方面做一些分析和探讨。

关键词电机损耗；大型电机温升；大型电机冷却方式一、引言电机容量的提高主要通过增大电机的线性尺寸和增加电磁负荷两种途径实现。

然而增大线性尺寸同时会增大损耗(因为电机的损耗是与线性尺寸的三次方成正比)，造成电机效率下降。

而增加磁负荷，由于受到磁路饱和的限制也很难实现。

所以提高单机容量的主要措施就在于增加线负荷了。

但增加线负荷就同时会增加线棒铜损，线圈的温度将增加，可能达到无法容许的程度。

这时就必须采用强化冷却技术，以提高散热强度，从而将电机各部分的温升控制在允许范围内，才能保证电机安全可靠地运行。

所以冷却技术的进步是电机向大容量发展的保证。

电机的冷却方式分为气冷和液冷两大类。

气冷的冷却介质包括空气和氢气。

液冷的介质有水、油及蒸发冷却所使用的氟里昂类介质及新型无污染化合物类氟碳介质。

汽轮发电机所采用的冷却方式较为丰富，包括空冷、氢冷、水冷、油冷及蒸发冷，以下将从损耗、温升和冷却方式两个方面来作展开。

二、电机的损耗2.1 关于电机的损耗异步电机中的损耗主要由下列五部份组成：1.定子绕组中电流通过所产生的铜耗（PCu1）；2.转子绕组中电流通过所产生的导体（铝或铜）损耗（PCu2）；3.铁心中磁场所产生的涡流和磁滞损耗（PFe）；4.由于风扇和轴承转动所引起的通风和摩擦损耗（Pfw）；5.由气隙磁场高次谐波所产生的负载杂散损耗（Ps）。

城轨车辆用异步牵引电机的发热与散热分析近年来，随着城市轨道交通的飞速发展，城轨车辆的牵引电机发热与散热问题日益凸显。

为了保证城轨车辆的安全运行和提高牵引电机的使用寿命，对其发热与散热特性进行分析与优化是至关重要的。

一、城轨车辆异步牵引电机的工作原理城轨车辆异步牵引电机是一种常见的电动机，其工作原理基于电磁感应。

电机通过电网供电，电网提供的电流经过电机的定子线圈，产生旋转磁场。

而牵引电机的转子线圈由转速传感器控制，因此可以产生旋转力，驱动车辆运行。

二、异步牵引电机的发热原因发热是城轨车辆异步牵引电机普遍存在的问题之一。

其主要原因如下：1. 电流损耗：电机在工作时，不可避免地会产生电流损耗，这是由电阻引起的。

电流通过定子线圈和转子线圈时，会产生一定电阻和电阻损耗，从而导致发热。

2. 铁损耗：城轨车辆异步牵引电机中的铁芯也会因为磁通的周期性变化而产生剩余磁化和磁暂态，从而引起铁损耗。

铁损耗主要表现为涡流损耗和剩余磁余。

3. 功率损耗：城轨车辆异步牵引电机在传动过程中，会产生摩擦和机械损耗，使得一部分传动能量转化为热能。

三、异步牵引电机的散热方式城轨车辆异步牵引电机的散热方式通常有自然散热、强制风冷和液冷等。

1. 自然散热：自然散热是指通过散热器和散热片等被动器件将发热产生的热量传导到周围空气中。

散热器一般是金属制成，具有较好的散热性能。

电机工作时，产生的热量通过散热器和散热片传导到散热器表面，再通过与周围空气的对流传热散热。

自然散热的优点是简单、可靠，但受限于空气自然对流，散热效果有限。

2. 强制风冷：强制风冷是指通过电机内部的风扇进行散热。

风扇通过强制对流使得电机内部的热量迅速传递到风扇下游，并将热量带走。

风扇进风口吸入周围空气，经过电机的散热器后形成热风，冷却电机。

相比于自然散热，强制风冷能更有效地提高热量传输速度，更适用于功率较大的电机。

3. 液冷：液冷是指通过冷却剂（如水）对电机进行散热。

液冷散热的主要原理是通过将电机内部产生的热量传递给冷却剂，再通过冷却剂的流动带走热量。