引言

在日常工作中，工程師經常會收到現場技術人員關于電機日常維護的一類問題：“電機溫度很高”。當被問及有多熱時，答案通常是：“我的手放不上，熱死了！”。

雖然每個人的痛閾不同，但我們人體在接觸物體時所能忍受的溫度范圍通常是60~65。所以電機的實際繞組溫度應該很高。電機的繞組溫度由環(huán)境溫度和工作溫升決定。對于絕緣等級為F的電機，高繞組溫度為155。如果電機溫度因電機正常運行而升高，這是正常的溫升現象。但是除了正常的溫升，電機溫度也會因為非正常使用而出現真正的異常。確保電機繞組溫度在允許范圍內是電機可靠運行的重要因素之一。因此，深入了解和分析影響電機繞組溫度的各種因素，將會更好地解決異常過熱引起的電機故障。這在《電機常見故障分析_電機過熱故障》一文中有詳細介紹。

01.概述

電機是一種能量轉換機構。在能量轉換的過程中，不可避免的會產生一些損耗，而這些損耗大部分會變成熱量，導致電機溫度升高。過高的溫度會縮短某些電機部件的壽命，終導致故障。電機在設計時，會綜合考慮電機的發(fā)熱量和散熱方式，保證電機正常運行時的溫度在一定范圍內，從而保證電機主要部件的設計壽命。

但電機在實際運行時，有些情況下溫度會過高。繞組和軸承過熱是常見的，這也是電機繞組和軸承失效的重要因素。

:左圖繞組過熱故障，右圖軸承過熱故障

繞組發(fā)熱是影響繞組絕緣壽命的主要因素。從圖3可以看出電機繞組溫度與絕緣壽命的關系。溫度上升10度，繞組的絕緣壽命大約減半。

同時，過高的溫度還會降低金屬的強度和硬度，以及潤滑脂的特性，加速密封件的老化。

因此，了解電機溫升的原因可以幫助我們糾正存在的問題，延長電機繞組和軸承的使用壽命。

02.電機繞組過熱常見原因

電機過載

過載是電機過熱故障的常見原因。即過載和過電流會導致繞組的銅損和發(fā)熱量增加，從而使繞組溫度升高。

電機過載通常由以下兩個方面引起：

選擇不當(小馬拉大車)

外部負載變化并超過允許的額定負載。

通常電機設計的佳效率運行點接近額定負載的75%左右，選型時應考慮這一點，使電機的繞組溫度相對較低，實際運行時能耗小。

在一些客戶的應用中，電機負載率非常高，接近滿負荷運行。這樣電機繞組的溫升就接近上限了。一旦環(huán)境溫度高或散熱條件差，電機繞組和外殼的溫度就會很高。

環(huán)境及通風不良

環(huán)境太高了。

冷卻回路堵塞，通風不暢，冷卻風量不足(如左圖)。

自冷風扇電機調速時，長時間低速大扭矩運行，冷卻風量不足(如右圖)。

獨立風扇故障停機

在電機安裝處或電機通風口處，無法保證冷空氣的有效進入和熱空氣的排出。

電源電壓影響

電源三相電壓不平衡會導致更大的電流不平衡，電流的負序分量會使定子損耗增加，所以定子繞組的溫升比在平衡電壓下運行時要高。

當電源過低時，在提供相同機械功率的情況下，所需電流會增加，從而使電機的溫升增加。

諧波電流an

電機繞組設計，如槽填充率低，繞組散熱差。

鐵芯絕緣損壞，渦流損耗增加，應導致電機溫升增加。

03.電機軸承過熱

軸承是電機的重要部件。其主要作用是支撐轉子，減少轉子轉動時的摩擦，保證轉動精度。過熱引起的軸承故障在電機軸承故障中占很大比例。主要原因是：

軸的承載能力異常(如皮帶輪或聯軸器安裝調整不當造成徑向力或軸向力過大)，破壞潤滑，加重磨損，導致軸承過熱；(如圖：軸承過載導致風扇融化；潤滑故障，軸承散架)

軸承潤滑不足和磨損增加導致軸承過熱。

軸承潤滑過度，散熱不好，導致軸承過熱。

軸承被電流腐蝕，潤滑脂碳化發(fā)黑，潤滑性能降低，磨損加劇，軸承溫度升高。

軸承外圈或內圈松動，運轉套摩擦，溫度升高

高速運轉超過設計工況，軸承溫度升高。

軸承質量問題

04.結論

電機的工作溫度越高，預期壽命越短。因此，應盡可能采取各種措施來保證或降低電機的運行溫度，以提高電機的壽命和可靠性。

同時，對于大中型或重要的電機，繞組和軸承可以安裝溫度傳感器，監(jiān)測實際溫度，進行預警，保護電機不被過熱損壞。