电动机温升分析(正式版)

电动机的温升与过载保护随着电动机在各个领域的广泛应用，对其温升和过载保护问题的研究也越来越重要。

本文将从电动机的温升原理、过载保护的作用和方法等方面进行探讨。

一、电动机的温升原理电动机在运行时会产生热量，而这部分热量主要由电动机的铜耗、铁耗和机械耗等造成。

其中，铜耗是由于电流通过线圈时产生的电阻导致发热，铁耗是由于铁心材料的磁滞和涡流损耗引起的，而机械耗则是由于机械运动时产生的摩擦和空气阻力所致。

电动机的温升可通过以下公式进行计算：Δθ = 1.0 × (Pc / G) + θ_a其中，Δθ为电动机的温升，Pc为电动机的总功率损耗，G为电动机的空气冷却量，θ_a为环境温度。

二、过载保护的作用过载保护是为了防止电动机在长时间或大负载运行时温度升高过快或过高而导致损坏。

过载保护的作用主要有以下几点：1. 保护电动机和设备：过载会导致电动机发热过高，进而影响设备的正常运行。

通过过载保护装置的启动，可以及时切断电源，避免对电动机和设备的损坏。

2. 保护操作人员安全：过载时电动机可能会发生故障，如短路或绕组断线等，引发危险情况。

通过过载保护装置的作用，可以及时切断电源，保护操作人员的人身安全。

3. 提高电动机的使用寿命：过载会导致电动机长时间在高温状态下运转，加速电机部件的老化和损坏。

过载保护装置的运行可以避免这种情况，从而延长电动机的使用寿命。

三、过载保护方法为了保证电动机的安全运行，可以采取以下几种过载保护方法：1. 电流保护：通过设置电流保护装置，当电动机的电流超过额定值时，自动切断电源，避免电动机过载。

这种方法适用于单相电动机和小型三相电动机。

2. 温度保护：通过温度传感器，实时检测电动机的温度，当温度超过设定值时，自动切断电源。

这种方法适用于大型三相电动机和高温环境下的电动机。

3. 过负荷继电器保护：将过负荷继电器连接到电动机的回路上，当电动机的负荷超过额定值时，继电器动作切断电源。

这种方法适用于无法直接测量电流和温度的情况。

量， 如冲剪机 、 离心 甩水机 、 球磨 机等 ， 起动时 阻力矩 大 ， 起动
低扬 程 ， 出水量增 加 ， 负载重 ， 使 电动机过载 。某些 设备 的轴
功 率 与 速 度 成 平 方 或 立 方 的关 系 。 如风扇 ， 速度增 加 １ 倍， 功 率 需 增 ３倍 。 因 此 ． 不 适 当使用 设备 ． 也 会 造 成 电 动 机 的 过 载。 （ ２ ） 若 制造 上存 在缺 陷 ， 修 理 中 应 加 以 消 除 。例 如 气 隙 大， 往往 空载 电流接 近 、 甚 至 大 于 额 定 电流 ； 铁芯 质量 差 ， 毛
机 以前 ． 应仔 细检查 气 隙配合 情况 和铁 芯质 量 ． 并采 取 相应
措 施予 以改进 。 例如． 适 当增加 匝数而不 减小导线 截面 ， 原 用
纱 布线改用 高强度 漆包线 ． 采用 耐高温 而又 比较 薄的聚 酯薄
膜等． 同时适 当减少 电动机的负荷 。
（ ３ ） 若气 隙过大 和转子断条 ， 最好 另配转 子 ： 若拆下 的线 圈数据 与统一设计 的数据 出入太 大 ． 则 应进行核 算并纠 正。
过热 而导致 电机 烧毁 的故障 ． 要 比振动 故障 多得多 。相 比振 动故 障而 言 ， 过热 故 障原 因较多 ， 表 观性 差 ， 故 障恶化 较快 ， 过热 现象 能够 直接 或间接 反映 的故 障也 是 电机 最 常 见和所 占比例 相 当大的故 障。本文通过 对过载 、 电源 、 维修、 通风散
．
查 境
电动机温升过 高 的原因及对策
吴 建芳
（ 邵 武煤 业有 限公 司 福建 邵 武
摘要
３ ５ ４ ０ ０ １ ）
从 电动机的过 载 、 电源 、 维修 、 通风散 热、 绕 组等 方面 ， 分析 引起 电动机温升过 高的原 因， 并提 出相应 的处理对 策。

电机的温度与温升衡量电机发热程度是用“温升”而不是用“温度”，当“温升”突然增大或超过最高工作温度时，说明电机已发生故障。

下面就一些基本概念进行讨论。

1 绝缘材料的绝缘等级绝缘材料按耐热能力分为Y、A、E、B、F、H、C7个等级，其极限工作温度分别为90、105、120、130、155、180℃、及180℃以上。

性能参考温度（℃）A80 E95 B100 F120 H145 绝缘材料根据热稳定性可分为如下7个等级：1，Y级，90度，棉花2，A级，105度，3，E级，120度4，B级，130度，云母5，F级，155度，环氧树脂6，H级，180度，硅橡胶7，C级，180度以上常用的B级电机，其内部的绝缘材料往往是F级的，而铜线可能使用H级甚至更高的，来提高其质量。

一般为提高使用寿命，往往规定高级绝缘要求，低一级来考核。

比如，常见的F级绝缘的电机，做B级来考核，即其温升不能超过120度（留10度作为余量，以避免工艺不稳定造成个别电机温升超差）。

所谓绝缘材料的极限工作温度，系指电机在设计预期寿命内，运行时绕组绝缘中最热点的温度。

根据经验，A级材料在105℃、B级材料在130℃的情况下寿命可达10年，但在实际情况下环境温度和温升均不会长期达设计值，因此一般寿命在15～20年。

如果运行温度长期超过材料的极限工作温度，则绝缘的老化加剧，寿命大大缩短。

所以电机在运行中，温度是寿命的主要因素之一。

2 温升温升是电机与环境的温度差，是由电机发热引起的。

运行中的电机铁芯处在交变磁场中会产生铁损，绕组通电后会产生铜损，还有其它杂散损耗等。

这些都会使电机温度升高。

另一方面电机也会散热。

当发热与散热相等时即达到平衡状态，温度不再上升而稳定在一个水平上。

当发热增加或散热减少时就会破坏平衡，使温度继续上升，扩大温差，则增加散热，在另一个较高的温度下达到新的平衡。

但这时的温差即温升已比以前增大了，所以说温升是电机设计及运行中的一项重要指标，标志着电机的发热程度，在运行中，如电机温升突然增大，说明电机有故障，或风道阻塞或负荷太重。

未考 虑把 节 点联 结起 来 的单 元 的本 身特性 。而 就
温 度 场法 是用现 代数 值方 法来 求解 热传 导方 程 ，也就 是将 求解 区域 离散 成许 多小单 元 ，在 每 个单 元 中建立方 程 ，再对 总体 方程组 进行 求解 。 由此 可见 ， 温度场 法将 研究对 象 从宏观转 为微 观 ，
这 种方 法 的优 点是计算 简单 ，因此 易于被 工
厂接 受 ；缺 点是 不太精 确 ，不够完 整 ，只 能计算
许 承千进 行 了电机温 度场 的计算ｐ。 Ｊ 而有 限元 法是 以变分 原理和 剖分插 值为 基础
的一种数 值计算 法 。它首先 利用变 分 原理把所 要 求 解 的边 值 问题 转化 为相应 的变 分 问题 ，也就 是 所 谓泛 函的极值 问题 ；然后 利用 剖分插 值将变 分
坏而 引起股 问短 路 ， 成极 大 的经济损 失 ； 反 ， 造 相 如果温 度 过低 ，会 造成 铜 、铁 、绝 缘等材 料 的浪
费 ，增 加 电机制造 成本 。因此 ，研 究一种准 确可 行 的计 算 电机 内部 温升 的方法 是十 分必 要的 。此 外 ，温 度 问题也 直接 影响到 电机 的寿命和 运行 可
指 出各 部 分 的最 高温 升 及 其 出现 的位 置 这 一 要
求 。这种 方 法 是 由Ｅ 阿 罗 尔德 提 出来 的 ，后 来Ｐ ． 李 克杰 尔和ｏ． 又进 行 了研 究 。１ ７ 年 ，Ａ． 波姆 ９４ Ｎ．
鲍 里先科 等 人给 出了用 电子计 算机 求解温 度场 的 些方法 和 实例【。 Ｊ Ｊ
高 或局部 温升 过高 ， 会影 响到 发 电设 备 的安全性 ， 严重 时会 使整个 定子烧 毁 ，或使 定子绕 组绝缘 损