电机中常用的绝缘材料及其容许温度

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1、电机中常用的绝缘材料及其容许温度在进行电力拖动设计时，必须按照经济、可靠的原则为生产机械选择电动机．首要的是在各种工作方式和工作条件下电动机功率的选择，同时还要确定电动机的电流种类、形式、额定电压与额定转速。决定电动机功率时，既要考虑电动机能够胜任生产机械负载的要求，还耍考虑电动机的发热、允许过载能力与启动能力等因素，一般情况下，以发热问题最重要。所以，我们首先要研究电动机发热和冷却的一般规律，然后再根据负载运行的不同倩况介绍正确选择电动机的原则和电动机运行中的监视与维护方面的知识。第一节  电机中常用的绝缘材料及其容许温度电

2、机中常用的绝缘材料，按其耐热能力分为A、E、B、F、H和C六个等级。  1．A级绝缘  A级绝缘包括经过浸渍处理的棉纱、丝、纸等有机纤维材料以及普通漆包线上的磁漆等。目前仅在变压器中使用。A级绝缘的最高容许工作温度为105℃。  2．E级绝缘  E级绝缘包括用聚酯树脂、环氧树脂、三醋酸纤维等制成的薄膜，聚乙烯醇缩醛高强度漆包线上的磁漆等。用在中、小型交、直流电机中。E级绝缘的最高容许工作温度为120℃。  3．B级绝缘  B级绝缘包括云母、石棉、玻璃丝等无机物用有机漆或树脂(作了耐热性处理)作为粘合剂制成的材料及其组合物，聚酯

3、高强度漆包线上的磁漆等。一般大、中型同步机及中、小型交、直流电机中采用。B级绝缘材料的最高容许工作温度为130℃。4．F级绝缘  F级绝缘包括云母、石棉、玻璃丝等无机物用硅有机化合物改性的合成树脂漆，或耐热性能符合这一等级要求的醇酸、环氧树脂作为粘合物而制成的材料或其组合物。F级绝缘的最高容许工作温度为155℃。  5．H级绝缘H级绝缘包括硅有机物以及云母、石棉、玻璃丝等无机物用硅有机漆作为粘合物而制成的材料。主要应用在要求尽量缩小尺寸、减轻重量的场合，如航空电机、吊车电机牵引电机等。H级绝缘最高容许工作温度为180℃。6。C

4、级绝缘  C级绝缘包括无枯合剂的云母、石英、玻璃丝等，用热稳定性特别好的肿有机树脂、聚酰亚胺浸渍漆等处理过的石棉、玻璃纤维织物或其他制成物，以及聚酰亚胺基漆包线的磁漆、聚酰亚胺薄膜等。C级绝缘是要求更高的绝缘材料，目前正在推广使用。它的最高容许工作温度在180℃以上。关于绝缘材料的使用两须注意加下两点：  (1)电机的绝缘等级由它所采用的主要绝缘材料中耐热等级最低的材料决定。在有些特殊情况下，为了提高运行的可靠性，还要降低绝缘等级使用。  (2)温度对绝缘材料寿命影响极大。实验表明，A级绝缘材料的寿命t(a)与使用温度θ(℃)

5、有如下关系：t=ce^-a式中c和a为试验决定的常数。例如当a≈0.088时，每当温度增高8℃，绝缘寿命就缩短一半。  如果电机是属于短期工作的，材料的容许最高工作温度应根据寿命缩短的情况相应地提高。第二节  电机的发热和测定温度的方法一台电机中的温度分布和热量流通情况十分复杂。各种损耗形成不同的热风损耗转化为热量后，将流过不同的材料，由电机外表面散发至外面。主要的热源来自电机内部，即来自电流流过导体时产生的铜损耗，以及在铁芯内当磁通变化时所产生的铁损耗。轴承摩擦所产生的热，仅为局部的热源，对绕组和铁芯的温升影响不大。当电机开

6、始运转后，由于热量不断产生，各部分温度将继续增加，直到热量的产生和散发达到乎衡为止。在电机内部，各点的温度是不均匀的。在发热量大而散热不易之处，例如在电枢的槽的底部温度为最高。绝缘材料同时也是不良的导热体，沿着绝缘层的温度梯度较高，而导电体同时也是良好的导热体，故在铜线内部的温度梯度很小。钢片的导热系数虽远不如铜．但依旧是良好的导热体。由于相邻登片间的绝缘层，所以沿铁芯轴向的导热系数大为减小。叠片压紧时压力的大小，也可影响导热系数。绝缘材料的导热系数极小，仅为铜的导热系数的1/1000以下。棉丝经过浸渍处理后，导热系数可以增加

7、3—4倍，故浸渍对于热量的流通有利。  电机的热量向外发散时主要依靠对流作用，其次为幅射作用。因为电机的底座和电机所接触的空气都为不良导热体，由传导作用传热主要在电机内部进行。辐射作用的有效表面仅为电机各部分的外表面。对流作用又可区分为自然对流和强制对流两种。自然对流作用是由于和散热面相接触的热空气的上升，且其所逸出的空间由周围的的空气的填补；强制对流作用是由待备的通风器，例如附装在机轴上的风扇，在冷却表面上形成气流。旋转着的电枢本身也起着带动气流的作用。限制温升的有效方法是增强散热作用。由于电机各部分的发热和散热过程比较复杂

8、，影响的因素很多，所以对温升的计算通常只作近似的估算，在设计电机时，常以经验数据为依据。  测定电机各部分温度的方法，主要有下列四种。一、温度计法  此法用温度计直接测定温度，最为简便。但用温度计仅能接触到电机各部分的表面，所测得的仅为表面温度。用温度计无法测出电机内部的最高