伺服電機(jī)的絕緣系統(tǒng)將電氣元件相互隔離,防止短路,從而防止繞組燒毀和故障。絕緣材料的主要敵人是熱量,所以一定要把電機(jī)控制在溫度范圍內(nèi)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),10攝氏度(18華氏度)的升高會(huì)使絕緣材料的使用壽命縮短一半,而10攝氏度(18華氏度)的降低會(huì)使絕緣材料的使用壽命延長(zhǎng)一倍。這意味著,如果你能讓電機(jī)保持足夠的冷卻,線圈就會(huì)永遠(yuǎn)存在。然而,這種想法忽略了空氣中的水分、振動(dòng)、化學(xué)物質(zhì)和研磨劑等因素,這些因素也會(huì)破壞絕緣系統(tǒng)。
真正的問(wèn)題是伺服電機(jī)繞組的設(shè)計(jì)工作溫度是多長(zhǎng),可預(yù)測(cè)的絕緣壽命 - 20,000小時(shí)或更長(zhǎng)。國(guó)家電氣制造商協(xié)會(huì)(NEMA)根據(jù)熱等級(jí)設(shè)定溫度標(biāo)準(zhǔn),最常見(jiàn)的是A,B,F(xiàn)和H ,下表提供了摘要。
B級(jí)或F級(jí)絕緣系統(tǒng)通常用于當(dāng)今的工業(yè)級(jí)NEMA“T型”伺服電機(jī)。許多制造商還設(shè)計(jì)他們的電機(jī)運(yùn)行溫度低于熱等級(jí)可能允許的溫度。例如,電動(dòng)機(jī)可能具有F級(jí)絕緣但B級(jí)溫升。這提供了額外的熱裕量。H級(jí)絕緣系統(tǒng)很少用于通用電機(jī),而是用于非常重載,高環(huán)境溫度或高海拔的特殊設(shè)計(jì)。
A級(jí)絕緣雖然沒(méi)有在現(xiàn)在的工業(yè)電機(jī)上使用,但卻是20世紀(jì)60年代及更早時(shí)代制造的工業(yè)“U型”電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置。由于A級(jí)絕緣具有如此低的額定溫度,因此要求較舊的電機(jī)具有低得多的最高溫度。這說(shuō)明許多長(zhǎng)期電機(jī)用戶(hù)認(rèn)為現(xiàn)代電機(jī)“運(yùn)行熱”。實(shí)際上,它們與舊電機(jī)相比,但現(xiàn)代絕緣系統(tǒng)要好得多,新電機(jī)的可靠性和耐用性等于或者比舊設(shè)計(jì)的電機(jī)更好。此外,更好的絕緣系統(tǒng)允許電機(jī)制造商在更小的封裝中增加更大的功率。
絕緣等級(jí)及其熱額定值 | |
絕緣級(jí)別 | 最大繞組溫度 |
A | 105℃(221°F) |
B | 130°C(266°F) |
F | 155°C(311°F) |
H | 180℃(356°F) |
*最常見(jiàn)的工業(yè)電機(jī)類(lèi) | |
表中顯示了允許的最高定子繞組溫度,以延長(zhǎng)絕緣壽命。溫度是總的,最高環(huán)境溫度為40°C(104°F)。 | |
表格1 |
確定正確的操作
雖然許多人認(rèn)為他們可以通過(guò)感受其表面來(lái)判斷電機(jī)的工作特性,但這不是一種非常有效的方法。溫度的設(shè)計(jì)額定值適用于電機(jī)繞組內(nèi)最熱點(diǎn),而不是多少熱量傳遞到電機(jī)表面。除非您對(duì)特定電機(jī)模型的設(shè)計(jì)有深入的了解 - 包括基準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室讀數(shù)的熱運(yùn)行顯示該特定模型在框架上的確切位置的“正?!北砻鏈囟?- 電機(jī)的“皮膚溫度”提供的證據(jù)很少(如果有的話)里面發(fā)生了什么。即使使用比人類(lèi)觸摸更復(fù)雜的溫度測(cè)量方法也是如此。此外,出于安全原因,無(wú)論如何都要觸摸操作電機(jī)是不明智的。
指定帶有固有過(guò)載保護(hù)器,恒溫器或電阻溫度裝置的電機(jī),或在電機(jī)控制中安裝類(lèi)似的保護(hù)裝置,可以幫助確保在發(fā)生繞組損壞之前將電機(jī)脫機(jī)。幾乎在任何應(yīng)用中都建議使用某種或那種電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置。電機(jī)加熱的常見(jiàn)且可靠的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試包括使用夾式電流表檢查電機(jī)的電流消耗。用此確認(rèn)實(shí)際安培數(shù)小于或等于銘牌額定值。繞組溫度的精確測(cè)試是阻力方法。這包括使用敏感設(shè)備進(jìn)行仔細(xì)測(cè)量,計(jì)算和幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間??梢栽诩夹g(shù)手冊(cè)中找到進(jìn)行此類(lèi)測(cè)試的程序?;蛘?,聯(lián)系您的電機(jī)制造商。。
常識(shí)注意事項(xiàng)
1、 由于制造或設(shè)計(jì)缺陷,電機(jī)有時(shí)會(huì)過(guò)熱。但更常見(jiàn)的是,過(guò)熱可以追溯到誤用。超載是主要原因。這可能采取使用尺寸過(guò)小的電動(dòng)機(jī)的形式,這種情況可能變得更加普遍,因?yàn)閷?duì)能效的關(guān)注強(qiáng)調(diào)消除過(guò)大的電動(dòng)機(jī)。使用80%的負(fù)載作為指導(dǎo)。大多數(shù)電動(dòng)機(jī)在該負(fù)載下達(dá)到其峰值效率,并且仍然存在舒適的過(guò)載裕度。
2、其他常見(jiàn)的過(guò)載原因包括負(fù)載卡住或動(dòng)力傳輸聯(lián)動(dòng)裝置未對(duì)準(zhǔn)。此外,環(huán)境的意外變化,設(shè)備老化,誤用和其他因素都會(huì)使電機(jī)承受不應(yīng)有的壓力。
3、可導(dǎo)致電機(jī)過(guò)熱的環(huán)境條件包括高環(huán)境(特別是在任何發(fā)熱設(shè)備的電機(jī)附近觀察)和高海拔(高于3,300英尺或1,005.84米,其中稀薄空氣具有較低的冷卻潛力)。您可能必須在這些條件下降低電機(jī)的額定值,可能選擇下一個(gè)尺寸。另一個(gè)環(huán)境問(wèn)題是污垢和纖維,它們會(huì)堵塞通風(fēng)口,涂覆散熱表面并引起各種機(jī)械問(wèn)題。
4、電源問(wèn)題是另一個(gè)過(guò)熱的原因。低電壓將導(dǎo)致電機(jī)吸收更高的電流以提供相同的功率,而更高的電流意味著更高的繞組溫度。電壓下降10%可能導(dǎo)致溫度幾乎上升。過(guò)高或持續(xù)的高壓會(huì)使電機(jī)的磁芯飽和,并導(dǎo)致過(guò)熱。
5、作為過(guò)熱原因經(jīng)常被忽視的是啟動(dòng)/停止循環(huán)的次數(shù)。電機(jī)開(kāi)始抽出的電流是運(yùn)行時(shí)的五倍或更多,這種情況并不少見(jiàn)。這大大加速了加熱。