电机温升试验合格，却在市场上出了丑

 Ms.参的朋友小L在一家企业做电机设计工作，其开发的电机已不计其数，但近期小L自认为非常自信的新产品却在市场上频繁出现绕组因过热导致的电机烧毁问题。结合与小L的交流情况，Ms.参今天 对电机温度与温升关系做一个解读。
关于电机温升
温升是电机发热部位与周围环境温度的差值，通常指定子铁芯和绕组温升。电机运行时，铁芯处在交变磁场中会产生磁滞和涡流损耗，电流流过绕组产生铜损耗，还有风摩耗、机械耗，以及定转子开槽产生的气磁场隙磁场脉振波和绕组固有的非工作谐波等引起的杂散损耗等，最终都会以发热的形式体现，从而使电机温度升高。
 
另，与发热因素相对应的，存在以下散热因素：
 
● 电机表面与周围环境有温差，存在热传递和热辐射。
 
● 电机内部发热元件与内部空气间、电机内部空气与电机壳体间、电机壳体与吹过电机表面的风之间均存在热交换。
 
当两方面的因素，即发热因素与散热因素达到平衡状态时，温度不再上升而稳定在一个水平上。若有外界因素扰动，如负载增大或突然短路等故障情况发生，平衡状态将被破坏，电机温度继续上升，温差也持续扩大，直到新增散热量与新增发热量相等，在另一个较高的温度下达到新的平衡，但这时的温差即温升已比以前增大了。
 
电机设计最重要的任务之一就是研究把握这种通风散热条件或因素与发热量之间的定性或定量关系，确保电机实际温升值在合理范围内波动。实际运行中，如电机温升突然增大，表征电机存在匝间短路等电气故障或风道阻塞、负荷突增等异常情况。
影响温升变化的因素
对于正常运行的电机，理论上在额定负荷下其温升应与环境温度的高低无关，但实际上还是受环境温度等因素影响的。
 
● 当气温下降时，正常电机的温升略降。（铜的阻值与温度的关联关系）
 
● 对自冷却电机，环境温度升高时，则温升增加。
 
● 空气湿度增加时导热效果改善，温升可略降。
 
● 海拔以1000m为标准，高海拔时因散热效果相对较差温升也会略有增加。
 
型式试验时电机温升合格不一定能保证电机运行的安全性。温升是温度的差值，与电机的实际运行环境温度直接相关，当环境温度较高时，电机运行时的实际温度也会随之升高，这就涉及耐热等级与实际工作温度的匹配关系。
 
同时与相关零部件的最高耐热温度也直接相关，如轴承的工作温度控制要求。如滚动轴承温度应不超过95℃，滑动轴承的温度应不超过80℃。因温度太高会使油质发生变化和破坏油膜，该问题的直接后果是因轴承失效导致电机轴承系统发热，加剧电机绕组温度急速上升的同时，出现电机停滞抱轴，瞬时导致电机烧毁。
一家电机生产企业生产螺杆空压机电机，型式试验时电机温升在70K左右，但电机配套空压机投放市场后，绕组过热烧毁、轴承散架等毁灭性电机故障不定期批量发生。统计数据显示，这类故障电机的终端客户都在高温季节时的南方。
 
预期与实际总归有偏差，诸多似乎不应该有的电机故障其实也是件好事。第一，给电机设计者提供了绝佳的参照物，产品改进有了较强的针对性。第二，警示电机生产企业特别是北方企业，厂内试验验证合格并不代表产品开发成功，必须充分论证电机试验温升与实际运行工况之间的匹配关系。第三，试验值与设计值吻合仅仅是必要条件，适用可靠和客户的良好口碑才是最好的试金石。