摘要：电动机在制造的过程中，随着加工质量的变化会产生温升的变化，其允许的最高温度就是电动机绕组最高能承受的温度。若电动机使用温度过高，会导致电动机绝缘材料发生性能的恶化，如其物理性质、化学性质等，造成绝缘材料的老化甚至毁损。因此，必须注重电动机在制造过程中的降低温升措施，通过不同的方法实现对其温升的控制，延长电动机寿命。
关键词：电动机温升；降低策略
一、影响温升的因素
1、风扇形状和尺寸
冷却风扇是扇冷电机主要空气动力源，因此必须保持其内、外风扇的尺寸和形状。易变形的H355-2混流式风扇的轴流风叶铸铝成型后，如堆放、搬运不慎，极易因碰撞或重压使风叶弯曲变形，改变转角和冲击角，导致电机绕组温升从定型时的73.8K上升至75.1K，同时噪声也增大3dB。绕组端部是靠铸铝转子的风扇冷却的，风扇的叶片又薄又长，铸造易有残缺，也容易在仓储、堆放、搬运和加工中被碰弯，还可能出现已经被碰弯的叶片转子到总装时仍未得到纠正。这些在运转时无疑将影响冷却效果，导致温升增加。因此，在电机制造过程中为保证电机的温升正常，必须采取措施确保其内、外风扇和转子风叶的形状和尺寸。
2、定子绕组浸漆
封闭式电机的定子绕组损耗所产生的热量主要是经过绕组的绝缘层传导至铁心，再传给机壳散发出去。从设计分析得知，约为绕组总温升的20%是通过绕组把热量传给铁心而降低的。如果预烘温度、漆的粘度和浸漆时间等参数偏大，滴漆流失严重等致使绕组与铁心槽间漆填充不满，出现孔隙甚至铁心中段槽内的绕组没被浸渍透，都会导致绕组温升大幅度上升。如有一台160kW-4P电机的试验温升高达89K，判断其原因是绕组没浸透，从靠铁心处解剖绕组，加热后拉出槽内线圈，发现铁心中段线圈和槽绝缘还有“白坯”现象。经过重新下线严格浸漆绝缘等处理，温升降至72K，说明绕组浸漆工序质量对降低电机温升起着至关重要的作用。
3、表面质量
电机内部产生的损耗热量绝大部分是传到机座外表，由风扇吹走的。因机座散热降低的温升约占总温升47%左右，因此，降低电机的温升，要减少机座表面和散热片的粗糙度，以减少气流的摩擦系数。另外，降低了表面粗糙度，电机表观质量提高，可不打腻子且表面漆层不至过厚。若表面打腻子或漆层过厚，都会加大表面热阻，影响表面散热。
4、铁心与机座配合
定子铁心与机座的配合面是定子绕组的热量和铁心损耗热量传导的主要路径之一，从模型试验得知外装定子铁心和机座之间妥善的配合将使铁心温度下降24%。如机座铁心段内径出现正超差、粗糙度偏大、定子铁心叠压不齐，浸漆后外径漆层过厚、定子冲片负公差或冲片椭圆度等都会导致定子铁心与机座间隙变大，从而增大了热阻，热量难以导出，致使绕组温升增加。早年生产的30kW电机，其机座铁心段超差0.08mm，经测量温升为85.4K，后经更换合格机座，温升降至68K。电动机的温升为产品的重要指标之一，它是用户十分关注的、也是电机制造商极为重视的问题。一般的电动机在制造开始，其基本尺寸、定转子槽配合、铁心长短、绕组型式、线规、匝数、冲片材质和转子形式及通风元件都已给定，理论上电机温升也基本确定。因此，电机定子绕组温升和机座的铁心段加工时，内径尺寸和椭圆度要最大程度控制在中间公差上，粗糙度也不应超过设计要求。叠装冲片和叠压扣片时，保证铁心外圆最大程度的整齐，浸漆后要清除余漆和漆瘤，还应抽查和控制冲片外圆尺寸等。
二、其它影响因素
1、冲片毛刺
冲制的冲片一般要求其毛刺不大于0.05~0.07µm，毛刺过大会使铁心装压系数降低、有效降低铁心不足、铁心涡流增大，导致铁耗和温升增加。为减小毛刺，应设打磨毛刺工序，改进冲制模具或缩短模具刃磨周期等。
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2、冲片材质
铁心损耗是电机五大损耗之一，因此冲片采用的硅钢片材质是否满足图纸要求尤其重要。若硅钢片铁耗大，则空载、满载电流均大，定子绕组温升也高，所以硅钢片不能盲目相信采购进货品的标号。冲叠加工前一定要测量冲片导磁和损耗，这对确保产品质量和电机温升正常等都是有意义的。
3、冲片绝缘处理
有些企业为简化生产工序，冲片不进行绝缘处理就压装。冲片绝缘不好会产生涡流，使温升增大5～10K，为减少铁耗、降低温升，电机冲片应进行涂漆或氧化处理。电机磁路越饱和或越接近饱和，涡流将越大，冲片越需要进行绝缘处理。转子冲片氧化后可增加导条对铁心的绝缘电阻，如铸铝后采取“脱壳”措施一样，能减小转子笼条间横向电流的附加损耗，提高效率，降低温升。
4、冲片叠压后不再加工
定子、转子冲片叠压槽形要尽可能整齐，利用好槽样棒之类装压工具。控制好铸铝转子假轴及斜键的极限磨损量，力求槽形的高矮、宽窄尺寸公差要少于0.2。尽量不锉、不磨、不加工和不破坏绝缘氧化膜，以免形成飞边和毛刺，造成连片，减少涡流损耗发热。
5、杂质控制
铸铝转子铝水的杂质不得超标，应定期化验控制，保证转子导条电阻满足设计要求。转子铸铝的铁心预热温度、铝水温度、浇注速度、离心浇注的转速和压力等工艺参数要定期测量及控制，保证转子导条饱满，杜绝断条细条现象的发生。它和硅钢片性能、冲片绝缘和定子绕组浸漆一样，都是控制电机温升和保证性能至关重要的环节。可使用断条检查器检查并剔除断条的转子，用山字形铁心感应检查器等淘汰导条有缩孔、缩松和气孔等缺陷的转子。
三、温升过高补救措施
1、磁性槽楔或槽泥
如电机试验结果发现定子绕组温升偏高，而且转矩有15%以上裕度时，可将定子槽楔更换为磁性槽楔或使用磁性槽泥，从而降低气隙磁导谐波的脉振幅值，减小磁导谐波引起的附加损耗，减少有效气隙，降低空载电流和满载电流，改善功率因数，减少铜耗。无论使用磁性槽楔还是槽泥均可降低绕组温升约3～7K。应注意的是：采用磁性槽楔或磁性槽泥后，定子槽口漏抗加大会使起动转矩和最大转矩都减少6%～15%，减少幅度与温升相似。另外，浸漆烘干后的定子要取下原槽楔十分困难，很难将它们整根、大块或大片的铲下，而又不损伤绕组绝缘。按型式试验结果的温升和性能情况，可同时采取车小转子外圆和换成磁性槽楔或磁性槽泥，其降温降噪效果将趋向叠加，功率因数、效率、转矩和起动电流等性能值的升与降将会不同程度得到互补，不失为一种降低绕组温升行之有效的措施。
2、将转子外圆变小
转子外圆尺寸是保证电机气隙大小的关键数据。如电机型式试验中，发现所产生的电机绕组温升稍高，而且功率因数、效率、起动电流倍数有裕度的情况下，可视温升和性能具体情况（电机容量大小、转速高低、气隙磁密和齿磁密饱和程度），适当地将转子外圆车小0.1～0.5mm，从而增大高次谐波气隙磁场磁阻和谐波漏抗，减少磁链的交链程度，削弱谐波电流，降低定、转子表面损耗和谐波损耗等杂散损耗。能使绕组温升降低约2～5K，同时电磁噪声也略有降低。
参考文献
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[4]杨万青.实用异步电动机设计安装与维修[M].北京：机械工业出版社，1996.3
论文作者:冯晓刚,张运增
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/12
标签：绕组论文; 铁心论文; 转子论文; 定子论文; 电机论文; 机座论文; 电动机论文; 《基层建设》2019年第17期论文;