كيفية تحديد درجة حرارة لفات محركات التيار المتردد من خلال مقاومتها
قياس درجة حرارة اللف أثناء اختبارات إحماء المحرك
يتم تحديد درجة حرارة اللفات عن طريق اختبار المحرك للتدفئة. يتم إجراء اختبارات التسخين لتحديد درجة الحرارة المطلقة أو ارتفاع درجة حرارة الملف أو أجزاء المحرك بالنسبة لدرجة حرارة وسط التبريد عند الحمل المقنن. تتقادم المواد العازلة الكهربائية المستخدمة في بناء الآلات الكهربائية وتفقد تدريجياً قوتها الكهربائية والميكانيكية. يعتمد معدل هذا التقادم بشكل أساسي على درجة الحرارة التي يعمل بها العزل.
أثبتت العديد من التجارب أن متانة (عمر الخدمة) للعزل تقل بمقدار النصف إذا كانت درجة الحرارة التي يعمل بها أعلى من 6-8 درجات مئوية عن الحد الأقصى لفئة معينة من مقاومة الحرارة.
يحدد GOST 8865-93 فئات مقاومة الحرارة التالية لمواد العزل الكهربائي ودرجات الحرارة المحددة المميزة لها:
فئة مقاومة الحرارة - Y A E B F H C درجة الحرارة القصوى ، على التوالي - 90 ، 105 ، 120 ، 130 ، 155 ، 180 ، أكثر من 180 غرام. س
يمكن إجراء اختبارات التسخين تحت الحمل المباشر وغير المباشر (التسخين من الفاقد الأساسي). يتم إجراؤها على درجة الحرارة المحددة مع حمولة غير متغيرة عمليًا. يتم أخذ درجة حرارة الحالة المستقرة في الاعتبار ، والتي تتغير خلال ساعة واحدة بما لا يزيد عن: 1 درجة مئوية.
كحمل في اختبارات التسخين ، يتم استخدام أجهزة مختلفة ، أبسطها مكابح مختلفة (أحذية ، أحزمة ، إلخ) ، بالإضافة إلى الأحمال التي يوفرها مولد يعمل بمقاوم متغير.
أثناء اختبارات التسخين ، لا يتم تحديد درجة الحرارة المطلقة فحسب ، بل يتم أيضًا تحديد ارتفاع درجة حرارة الملفات فوق درجة حرارة وسط التبريد.
الجدول 2 الزيادات القصوى المسموح بها في درجات الحرارة لأجزاء المحرك
قطع غيار للمحركات الكهربائية
الحد الأقصى المسموح به من الزيادة المسبقة في درجة الحرارة ، درجة مئوية ، مع فئة مادة العزل لمقاومة الحرارة
طريقة قياس درجة الحرارة
أ
ه
الخامس
F
ح
تيار متعرج متغير للمحركات 5000 كيلو فولت أمبير فأكثر أو بطول البيت المنجل 1 متر فأكثر
60
70
80
100
125
المقاومة أو درجة الحرارة في أجهزة الكشف مرتبة حسب الأخاديد
نفس الشيء ولكن أقل من 5000 كيلوفولت أو طول النواة 1 متر فأكثر
50*
65*
70**
85**
105***
ميزان حرارة أو تعاون
اللفات رود لمحركات الدوار غير المتزامن
65
80
90
110
135
ميزان حرارة أو تعاون
حلقات الانزلاق
60
70
80
90
110
ميزان حرارة أو درجة حرارة في مكبرات الصوت
النوى والأجزاء الفولاذية الأخرى ، ملفات التلامس
60
75
80
110
125
ميزان الحرارة
نفس الشيء ، دون فصل الاتصال عن اللفات
يجب ألا يتجاوز ارتفاع درجة حرارة هذه الأجزاء القيم التي من شأنها أن تخلق خطر تلف المواد العازلة أو غيرها من المواد ذات الصلة
* عند القياس بطريقة المقاومة ، تزداد درجة الحرارة المسموح بها بمقدار 10 درجات مئوية ** نفس الشيء ، عند 15 درجة مئوية *** نفس الشيء ، عند 20 درجة مئوية.
كما يتضح من الجدول ، يوفر GOST طرقًا مختلفة لقياس درجة الحرارة ، اعتمادًا على الظروف المحددة وأجزاء الآلات المراد قياسها.
يتم استخدام طريقة مقياس الحرارة لتحديد درجة حرارة السطح عند نقطة التطبيق. (سطح السكن ، المحامل ، اللفات) ، درجة الحرارة المحيطة والهواء الداخل إلى المحرك والخروج منه. تستخدم موازين الحرارة الزئبقية والكحولية. يجب استخدام موازين الحرارة الكحولية فقط بالقرب من المجالات المغناطيسية القوية المتناوبة ، لأنها تحتوي على الزئبق يتم إحداث التيارات الدوامةتشويه نتائج القياس. للحصول على نقل أفضل للحرارة من العقدة إلى مقياس الحرارة ، يتم لف خزان الأخير برقائق ثم ضغطه على العقدة الساخنة. للعزل الحراري لمقياس الحرارة ، يتم وضع طبقة من الصوف القطني أو اللباد على الرقاقة ، بحيث لا يقع الأخير في الفراغ بين مقياس الحرارة والجزء المسخن من المحرك.
عند قياس درجة حرارة وسط التبريد ، يجب وضع مقياس الحرارة في كوب معدني مغلق مملوء بالزيت وحماية مقياس الحرارة من الحرارة المشعة المنبعثة من مصادر الحرارة المحيطة والجهاز نفسه ، وتيارات الهواء العرضية.
عند قياس درجة حرارة وسيط التبريد الخارجي ، توجد عدة موازين حرارة في نقاط مختلفة حول الماكينة المختبرة على ارتفاع يساوي نصف ارتفاع الماكينة وعلى مسافة 1-2 متر منها. يتم أخذ متوسط القيمة الحسابية لقراءات موازين الحرارة هذه على أنها درجة حرارة وسط التبريد.
طريقة المزدوجة الحرارية ، المستخدمة على نطاق واسع لقياس درجة الحرارة ، تستخدم بشكل رئيسي في آلات التيار المتردد. يتم وضع المزدوجات الحرارية في الفجوات بين طبقات الملفات وأسفل الفتحة ، وكذلك في الأماكن الأخرى التي يصعب الوصول إليها.
لقياس درجات الحرارة في الآلات الكهربائية ، عادةً ما تستخدم المزدوجات الحرارية النحاسية المكونة من النحاس والأسلاك الثابتة التي يبلغ قطرها حوالي 0.5 مم. في زوج ، يتم لحام طرفي المزدوج الحراري معًا. عادة ما يتم وضع نقاط التوصيل في المكان الذي يكون من الضروري فيه قياس درجة الحرارة ("الوصلة الساخنة") ، ويتم توصيل الزوج الثاني من النهايات مباشرة بأطراف مقياس الميليفولتميتر الحساس ذات مقاومة داخلية عالية... عند النقطة التي يتصل فيها الطرف غير المسخن لسلك ثابت بالسلك النحاسي (عند طرف جهاز القياس أو طرف الانتقال) ، يتم تشكيل ما يسمى بـ "الوصلة الباردة" للمزدوجة الحرارية.
على سطح التلامس بين معدنين (ثابتان ونحاس) يحدث EMF ، متناسبًا مع درجة الحرارة عند نقطة التلامس ، ويتكون ناقص على الثابت وعلامة موجبة على النحاس. تحدث المجالات الكهرومغناطيسية عند التقاطعات "الساخنة" و "الباردة" للمزدوجة الحرارية.ومع ذلك ، نظرًا لاختلاف درجات حرارة الوصلات ، فإن قيم EMF مختلفة ، وبما أنه في الدائرة التي تشكلها المزدوجة الحرارية وجهاز القياس ، يتم توجيه هذه المجالات الكهرومغناطيسية إلى بعضها البعض ، يقيس الميليفولتميتر دائمًا الفرق في EMF من التقاطعات «الساخنة» و «الباردة» المقابلة لاختلاف درجات الحرارة.
وجد تجريبياً أن EMF لمزدوجة حرارية من النحاس الثابت تبلغ 0.0416 مللي فولت لكل 1 درجة مئوية من فرق درجة الحرارة بين الوصلات «الساخنة» و «الباردة». وفقًا لذلك ، يمكن معايرة مقياس الميليفولتميتر بالدرجات المئوية. نظرًا لأن المزدوجة الحرارية تسجل فقط اختلاف درجة الحرارة ، لتحديد درجة حرارة الوصلة "الساخنة" المطلقة ، أضف درجة حرارة الوصلة "الباردة" المقاسة بميزان الحرارة إلى قراءة المزدوجات الحرارية.
طريقة المقاومة - غالبًا ما يستخدم تحديد درجة حرارة اللفات من مقاومتها للتيار المستمر لقياس درجة حرارة اللفات. تعتمد الطريقة على الخاصية المعروفة للمعادن لتغيير مقاومتها حسب درجة الحرارة.
لتحديد ارتفاع درجة الحرارة ، يتم قياس مقاومة الملف في الحالة الباردة والساخنة ويتم إجراء الحسابات.
يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه من اللحظة التي يتم فيها إيقاف تشغيل المحرك حتى بدء القياسات ، يمر بعض الوقت ، حيث يكون للملف وقتًا ليبرد. لذلك ، من أجل تحديد درجة حرارة اللفات بشكل صحيح في وقت الإغلاق ، أي في حالة تشغيل المحرك ، بعد إيقاف تشغيل الجهاز ، إن أمكن ، على فترات منتظمة (وفقًا لساعة الإيقاف) ، يتم إجراء عدة قياسات .يجب ألا تتجاوز هذه الفترات الوقت من لحظة الإغلاق إلى القياس الأول. ثم يتم استقراء القياسات بالتخطيط لـ R = f (t).
يتم قياس مقاومة اللف بطريقة مقياس التيار الكهربائي والفولتميتر. يتم إجراء القياس الأول في موعد لا يتجاوز دقيقة واحدة بعد إيقاف تشغيل المحرك للآلات التي تصل قوتها إلى 10 كيلو وات ، بعد 1.5 دقيقة - للآلات التي تبلغ قوتها 10-100 كيلو وات وبعد دقيقتين - للآلات التي تعمل بقوة 10-100 كيلو وات وبعد دقيقتين قوة تزيد عن 100 كيلو واط.
إذا تم إجراء قياس المقاومة الأول بما لا يزيد عن 15-20 من لحظة الانفصال ، فسيتم أخذ أكبر القياسات الثلاثة الأولى كمقاومة. إذا تم إجراء القياس الأول لأكثر من 20 ثانية بعد إيقاف تشغيل الجهاز ، فسيتم ضبط تصحيح التبريد. للقيام بذلك ، قم بإجراء 6-8 قياسات للمقاومة وقم بإنشاء رسم بياني لتغير المقاومة أثناء التبريد. على المحور الإحداثي ، يتم رسم المقاومات المقاسة المقابلة ، وعلى الإحداثي هو الوقت المنقضي (تمامًا للقياس) من لحظة إيقاف تشغيل المحرك الكهربائي حتى القياس الأول ، والفواصل الزمنية بين القياسات والمنحنى الموضح في الرسم البياني كخط متين. ثم يستمر هذا المنحنى إلى اليسار ، مع الحفاظ على طبيعة التغيير ، حتى يتقاطع مع المحور y (كما هو موضح بخط متقطع). يحدد المقطع على طول المحور الإحداثي من بداية نقطة التقاطع مع الخط المتقطع بدقة كافية المقاومة المطلوبة لملف المحرك في الحالة الساخنة.
تتضمن التسمية الرئيسية للمحركات المثبتة في المؤسسات الصناعية مواد العزل من الفئتين A و B.على سبيل المثال ، إذا تم استخدام مادة قائمة على الميكا من الفئة B لعزل الأخدود ولف سلك PBB بعزل قطني من الفئة A ، فإن المحرك ينتمي إلى فئة مقاومة الحرارة. إلى الفئة أ. إذا كانت درجة حرارة وسيط التبريد أقل من 40 درجة مئوية (المعايير المذكورة في الجدول) ، فعندئذٍ بالنسبة لجميع فئات العزل ، يمكن زيادة الزيادات في درجة الحرارة المسموح بها بمقدار درجات مثل درجة حرارة وسط التبريد أقل من 40 درجة مئوية ، ولكن ليس أكثر من 10 درجة مئوية. إذا كانت درجة حرارة وسيط التبريد 40-45 درجة مئوية ، عندئذٍ يتم تقليل الزيادات القصوى المسموح بها في درجة الحرارة الموضحة في الجدول لجميع فئات المواد العازلة بمقدار 5 درجة مئوية ، وعند درجات حرارة وسط التبريد 45-50 درجة مئوية - عند 10 درجات مئوية ، عادة ما تؤخذ درجة حرارة وسط التبريد على أنها درجة حرارة الهواء المحيط.
بالنسبة للآلات المغلقة التي لا يزيد جهدها عن 1500 فولت ، فإن الحد الأقصى المسموح به لزيادة درجة الحرارة في لفات الجزء الثابت للمحركات الكهربائية بقوة أقل من 5000 كيلو وات أو بطول قلب أقل من 1 متر ، بالإضافة إلى اللفات من يمكن زيادة دوارات القضيب عند قياس درجات الحرارة بطريقة المقاومة بمقدار 5 درجات مئوية. عند قياس درجة حرارة الملفات بطريقة قياس مقاومتها ، يتم تحديد متوسط درجة حرارة الملفات. في الواقع ، عند تشغيل المحرك ، تميل مناطق اللف الفردية إلى درجات حرارة مختلفة. لذلك ، فإن درجة الحرارة القصوى للملفات ، والتي تحدد متانة العزل ، تكون دائمًا أعلى قليلاً من متوسط القيمة.