電機中常用絕緣材料

2021-03-03 21:24:11 字數 3654 閱讀 2039

在進行電力拖動設計時,必須按照經濟、可靠的原則為生產機械選擇電動機.首要的是

在各種工作方式和工作條件下電動機功率的選擇,同時還要確定電動機的電流種類、形式、

額定電壓與額定轉速。決定電動機功率時,既要考慮電動機能夠勝任生產機械負載的要求,

還耍考慮電動機的發熱、允許過載能力與啟動能力等因素,一般情況下,以發熱問題最重要。

所以,我們首先要研究電動機發熱和冷卻的一般規律,然後再根據負載執行的不同倩況介紹

正確選擇電動機的原則和電動機執行中的監視與維護方面的知識。

§7—2 電機中常用的絕緣材料及其容許溫度

電機中常用的絕緣材料,按其耐熱能力分為a、e、b、f、h和c六個等級。

1.a級絕緣

a級絕緣包括經過浸漬處理的棉紗、絲、紙等有機纖維材料以及普通漆包線上的磁

漆等。目前僅在變壓器中使用。a級絕緣的最高容許工作溫度為105℃。

2.e級絕緣

e級絕緣包括用聚酯樹脂、環氧樹脂、三醋酸纖維等製成的薄膜,聚乙烯醇縮醛高

強度漆包線上的磁漆等。用在中、小型交、直流電機中。e級絕緣的最高容許工作溫度

為120℃。

3.b級絕緣

b級絕緣包括雲母、石棉、玻璃絲等無機物用有機漆或樹脂(作了耐熱性處理)作為

粘合劑製成的材料及其組合物,聚酯高強度漆包線上的磁漆等。一般大、中型同步機及

中、小型交、直流電機中採用。b級絕緣材料的最高容許工作溫度為130℃。

4.f級絕緣

f級絕緣包括雲母、石棉、玻璃絲等無機物用矽有機化合物改性的合成樹脂漆,或

耐熱性能符合這一等級要求的醇酸、環氧樹脂作為粘合物而製成的材料或其組合物。f

級絕緣的最高容許工作溫度為155℃。

5.h級絕緣

h級絕緣包括矽有機物以及雲母、石棉、玻璃絲等無機物用矽有機漆作為粘合物而

製成的材料。主要應用在要求盡量縮小尺寸、減輕重量的場合,如航空電機、吊車電機

牽引電機等。h級絕緣最高容許工作溫度為180℃。

6。c級絕緣

c級絕緣包括無枯合劑的雲母、石英、玻璃絲等,用熱穩定性特別好的腫有機樹脂、

聚醯亞胺浸漬漆等處理過的石棉、玻璃纖維織物或其他製成物,以及聚醯亞胺基漆包線

的磁漆、聚醯亞胺薄膜等。c級絕緣是要求更高的絕緣材料,目前正在推廣使用。它的

最高容許工作溫度在180℃以上。

關於絕緣材料的使用兩須注意加下兩點:

(1)電機的絕緣等級由它所採用的主要絕緣材料中耐熱等級最低的材料決定。在有

些特殊情況下,為了提高執行的可靠性,還要降低絕緣等級使用。

(2)溫度對絕緣材料壽命影響極大。實驗表明,a級絕緣材料的壽命t(a)與使用溫

度θ(℃)有如下關係:t=ce^-a

式中c和a為試驗決定的常數。例如當a≈0.088時,每當溫度增高8℃,絕緣壽命就縮短

一半。 如果電機是屬於短期工作的,材料的容許最高工作溫度應根據壽命縮短的情況相應

地提高。

第二節電機的發熱和測定溫度的方法

一台電機中的溫度分布和熱量流通情況十分複雜。各種損耗形成不同的熱風損耗轉

化為熱量後,將流過不同的材料,由電機外表面散發至外面。主要的熱源來自電機內部,

即來自電流流過導體時產生的銅損耗,以及在鐵芯內當磁通變化時所產生的鐵損耗。軸承

摩擦所產生的熱,僅為區域性的熱源,對繞組和鐵芯的溫公升影響不大。當電機開始運轉後,

由於熱量不斷產生,各部分溫度將繼續增加,直到熱量的產生和散發達到乎衡為止。在電

機內部,各點的溫度是不均勻的。在發熱量大而散熱不易之處,例如在電樞的槽的底部溫

度為最高。絕緣材料同時也是不良的導熱體,沿著絕緣層的溫度梯度較高,而導電體同時

也是良好的導熱體,故在銅線內部的溫度梯度很小。鋼片的導熱係數雖遠不如銅.但依舊

是良好的導熱體。由於相鄰登片間的絕緣層,所以沿鐵芯軸向的導熱係數大為減小。疊片壓

緊時壓力的大小,也可影響導熱係數。絕緣材料的導熱係數極小,僅為銅的導熱係數的1/1000以下。棉絲經過浸漬處理後,導熱係數可以增加3—4倍,故浸漬對於熱量的流通有利。

電機的熱量向外發散時主要依靠對流作用,其次為幅射作用。因為電機的底座和電機

所接觸的空氣都為不良導熱體,由傳導作用傳熱主要在電機內部進行。輻射作用的有效表

麵僅為電機各部分的外表面。對流作用又可區分為自然對流和強制對流兩種。自然對流作

用是由於和散熱面相接觸的熱空氣的上公升,且其所逸出的空間由周圍的的空氣的填補;強

制對流作用是由待備的通風器,例如附裝在機軸上的風扇,在冷卻表面上形成氣流。旋轉

著的電樞本身也起著帶動氣流的作用。限制溫公升的有效方法是增強散熱作用。由於電機各

部分的發熱和散熱過程比較複雜,影響的因素很多,所以對溫公升的計算通常只作近似的估

算,在設計電機時,常以經驗資料為依據。

測定電機各部分溫度的方法,主要有下列四種。

一、溫度計法

此法用溫度計直接測定溫度,最為簡便。但用溫度計僅能接觸到電機各部分的表面,

所測得的僅為表面溫度。用溫度計無法測出電機內部的最高溫度。

二、電阻法

此法只能用以測定繞組的平均溫度,原理如下。

在電機運轉以前,我們先測得繞組的冷態電阻r1,.即當繞組溫度等於冷卻介質溫度t1時的電阻。設電機運轉以後繞組的濕度公升高至t2, 繞組的電阻便增加至r2。加溫度用攝氏來量度,則對銅線繞組有下列關係:

r1/r2=(235+t1)/(235+t2)

由上式可知,如r1、r2和t1為已知,便可求解t2。

t1-t2,便是該繞組對冷卻介質的溫公升。對子鋁線繞組,將上式中常數235改為225。

三、埋量檢溫計法

較大的電機,在裝配時,常在估計到可能有較高溫度的各點,埋置檢溫計。檢溫元件有熱電偶及電阻溫度計等。檢溫計的受熱端,可以埋在槽的深處,例如導體與橫底之間、

上下層導體之間。檢溫計的引出端引至外面,接至測量儀表,藉以讀出溫度。應用的檢溫

計愈多,則所測得的溫度愈有可能接近於最熱點的溫度。

四、疊加法(雙橋帶電測溫法)

在不中斷交變的負載電流的情況下,在負載電流上疊加一微弱直流電流,以測量繞組

直流電阻隨溫度而發生的變化從而確定交流繞組的溫公升。

電機各部分的溫公升限度與所用絕橡材料的級別有關,與冷卻介質的溫度有關,也與測

量溫度的方法有關。絕緣材料的壽命決定於它在遠行時的絕對溫度,而不決定於溫公升。從

冬季到夏季,從北方到南方,環境溫度的變化很大。當環境溫度較低時,電機的溫公升限度

可以提高,而當環境溫度較高時,電機的溫公升限度必須降低。為了明確起見,在規定電機

各部分的溫公升限度時,必須同時規定冷卻介質的標準溫度。我國電工技術標準規定冷卻介

質的標準溫度為4q℃。依據此規定,電機各部分的溫公升,應用不同的絕緣材料以及用不同

測溫方法,有不同的溫公升限度。

小結電機的額定容量是指符合定額的輸出功率。它主要取決於電機各部分絕緣材料的極限

允許溫度。電機遠行時各種損耗都變為熱量,使電機溫度公升高,並向周圍冷卻介質散熱,

最後達到熱穩定,此時電機穩定溫度與周圍介質溫度之差稱為溫公升,這是評價電機熱效能的重要指標。溫公升與電機的工作制、周圍環境有關。電機各部分溫度的溯量可用溫度計法、

電阻法;疊加法(雙橋帶電測溫法)、埋置儉溫計法。 。

電機的發熱和冷卻過程曲線都是按指數規律變化的。電機的散熱方式主要是對流,其次為輻射。對於旋轉電機,往往來用強制對流效果更好,因此電機的通風冷卻方式對電機執行影響很大,值得研究。

電機溫公升計算比較複雜,本章著重進行了定性分析。

電機中常用的絕緣材料及其容許溫度

在進行電力拖動設計時,必須按照經濟 可靠的原則為生產機械選擇電動機 首要的是 在各種工作方式和工作條件下電動機功率的選擇,同時還要確定電動機的電流種類 形式 額定電壓與額定轉速。決定電動機功率時,既要考慮電動機能夠勝任生產機械負載的要求,還耍考慮電動機的發熱 允許過載能力與啟動能力等因素,一般情況下...

常用絕緣材料

電阻係數大於10的9次方 cm的材料在電工技術上叫做絕緣材料。他的作用是在電氣裝置中把電位不同的帶點部分隔離開來。因此絕緣材料應具有良好的介電效能,即具有較高的絕緣電阻和耐壓強度,並能避免發生漏電 爬電或擊穿等事故 其次耐熱性能要好,其中尤其以不因長期受熱作用 熱老化 而產生效能變化最為重要 此外還...

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