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7.1.1电动机的发热与冷却1．电动机的发热电动机工作时，其内部主要存在铁损耗、铜损耗及机械损耗，这些损耗是以发热的形式表现出来的，使电动机发热。当电动机的负载和转速一定时，其内部的发热量在单位时间内是恒定的。电动机工作时，其内部产生的热量有两方面的作用，一方面由电动机吸收使其本身的温度升高，另一方面向周围环境散热。可以用以下公式表示这一热平衡关系发热量＝吸热量＋散热量电动机温度的升高，就产生了与周围环境的温度差。我们将电动机本身的温度与标准环境温度（40ºC）的差值称为温升，用表示。当电动机的温度升高到某一数值时，电动机内部所增加的发热量全部向周围环境散发，电动机本身的温度不再升高，即温度达到了稳定值。电动机的温度达到稳定值时的状态称为热稳定状态，对应的温度值称为稳态温度，对应的温升称为稳态温升。电动机的温升变化过程可以用下列方程式表示（7-1）式中w——稳态温升0——初始温升，即温升开始变化时的数值t——温升变化时间T——热时间常数热时间常数T只与电动机的体积和本身结构有关，它的大小反映了电动机达到热稳定状态前的温升变化速度。T越小，温升变化越快；T越大，温升变化越慢。根据式（7-1）可以作出电动机发热过程的温升变化曲线，如图7.1所示。可见，电动机的温升是按指数规律变化的。T/0)(twwe曲线1对应于电动机初始温升为零的情况，即温升从电动机启动时开始升高。曲线2对应于电动机初始温升不为零的情况，即温升从电动机的负载增加时开始升高。由图7.1看出，发热过程开始时，初始温升较小，即电动机与周围环境的温度差较小，向周围环境散发的热量较少，电动机内部产生的热量大部分被电动机吸收，使电动机的温升增加较快。初始温升越小，温升增加得越快。随着温升的增加，电动机与周围环境的温度差逐步增大，向周围环境散发的热量随之逐步增加，使电动机的温升增加速度逐步减慢。如此一直到使电动机的温升达到稳定值，发热过程结束。图7.1电动机发热过程的温升变化曲线在构成电动机的所有材料中，绝缘材料的耐热性能是最差的，而绝缘材料又是电动机中最重要的材料之一。电动机工作时，如果绝缘材料因温度过高而损坏，那么电动机的绕组中将出现匝间或相间短路现象，使电动机不能正常运行，甚至被烧毁。各种绝缘材料的耐热性能不尽相同。为使电动机能达到正常的使用年限（约为20年），规定了各种绝缘材料的工作温度不能超过某一数值，即不能超过允许的最高工作温度值。通常将各种绝缘材料对应的允许最高工作温度值用绝缘材料等级来表示，电动机有A，E，B，F，H等五级，如表7.1所示。电动机工作时，如果其内部温度超过绝缘材料允许的最高工作温度值时，绝缘材料的老化速度将加快。超过的温度差值越大，绝缘材料的老化速度越快。当电动机的温度太高时，绝缘材料将被烧坏。表7.1电动机绝缘材料等级等级绝缘材料允许最高温度（℃）A用普通绝缘漆浸渍处理的棉纱、丝、纸及普通漆包线的绝缘漆105E环氧树脂、聚酯薄膜、青壳纸、三醋酸纤维薄膜、高强度漆包线的绝缘漆120B云母、玻璃纤维、石棉（用有机胶粘合或浸渍）130F云母、玻璃纤维、石棉（用合成胶粘合或浸渍）155H云母、玻璃纤维、石棉（用硅有机树脂粘合或浸渍）1802．电动机的冷却当初始温升大于稳态温升时的温升变化过程，就是电动机的冷却过程。根据式（7-1）可以做出电动机冷却过程的温升变化曲线，如图7.2所示。曲线1对应于电动机稳态温升为零的情况，即温升从电动机脱离电源时开始降低，直至降到零。曲线2对应于电动机稳态温升下降到某一稳态温升值的情况，即温升从电动机负载减小时开始降低，直至降到负载减小后所对应的稳态温升值。图7.2电动机冷却过程的温升变化曲线由图7.2看出，冷却开始时，初始温升较大，即电动机与周围环境的温度差较大，向周围环境散发的热量较多，使电动机的温升降低较快。随着温升的降低，电动机与周围环境的温度差逐步减小，向周围环境散发的热量随之逐步减少，使电动机的温升下降速度逐步减慢。如此一直到使电动机的温升达到稳态值，冷却过程结束。图7.2电动机冷却过程的温升变化曲线7.1.2电动机的工作制...