电机在不同环境温度下的性能变化

nature365

想和大家讨论一个问题：
电机转子上的绕线在不同环境温度下，电阻应该是不同的．因为导线有＂电阻率温度系数＂，如果不考虑温升，即假设只考虑电机在某一温度下放置很久（绕线温度＝环境温度）然后突然加电启动．那他在不同环境温度下应该会表现出不同的性能，请教大家有什么办法可估算这种种差异么？

举个例子，在20度的环境下某直流电机的电枢电阻为0.6欧姆，假设电枢绕线为铜线，其＂电阻率温度系数＂＝0.004，那么在80度时电枢电阻将变为0.6+（80-20）*0.004＝0.84欧姆，能否根据这种电阻的差异去考虑电机性能变化呢？这样理解对吗？

nature365

回复 1# nature365


    电机里的轴承，电刷阻力可能在不同环境温度下也会有变化，这里暂不考虑行吗？

1-1-1

恕我愚笨,没看懂楼主的问题

标准答案

完全彻底滴不明白楼主想问啥！举了个例子更让人感觉云里雾里，建议楼主先学好语文，把中国话说利索了再来问！

zhgqxk-1

楼主可能是想知道转子在各种电阻值的情况下，电机的各参数的变化？

enjoyingzk

哈哈，大家别这么样啊。

电机设计时已经把温度定在预计工作温度了，电阻也进行了相应的折算，效率、功率也都是在预计工作温度下计算的。其他的不用考虑吧，反正我是没考虑过。

nature365

回复 4# 标准答案


    不好意思哈, 表达是点不太好,主要是电机这一块不太了解

在不同的环境温度下,电机绕阻和"磁场"会发生变化, 那么相应的会影响到电机的一些性能,如空载转速, 空载电流,堵转力矩等. 我是想问大家,这种变化如何在设计时考虑呢?

nature365

回复 5# zhgqxk-1


    对啊,这是一个方面,但是温度不但影响了转子电阻还有磁通,轴承效率等,如何把这些因素综合起来估算呢?

nature365

回复 6# enjoyingzk


    正是,设计时对不同温度下电阻进行了折算,那这种折算具体是如何操作的?

因为最近看到一些对电机的要求: 在指定的2个不同环境温度下(-40度和80度),电机的性能较室温下的性能变化不超过20%

那么在电机设计前期是如何考虑或计算来满足这样的要求呢?

张老五

温度对磁通的影响，好像在常见的范围内都很小
温度对轴承的影响，除非是温度特别低，好像也不算大
当然，如果是跨度很大的，比如-40和80，似乎通常的轴承没有这么大的适应范围，所以依旧无法讨论

rentaotao

永磁同步电机，在实验时发现有部分电机随着绕组温度的升高，功率会变大，请问这是什么情况引起的，正常吗？

1-1-1

回复 10# 张老五


    这个根据我的理解,主要是和润滑油或酯的工作温度范围有关.

1-1-1

回复 11# rentaotao


    你说的功率变大是什么功率?输入功率吗?
如果是输入功率,应该是正常的,因为输出不变,温度升高导致铜损增加,输入会有些增加

rentaotao

应该是输入功率吧，就是电参数测试仪上显示的功率!谢谢解答

enjoyingzk

回楼主：
温度对电机性能的影响，主要是对绕组电阻和永磁体磁通（永磁电机）的影响，折算到电机的工作温度（=环境温度+电机温升）就可以了，具体的可以参考电机设计和唐老师的永磁电机，书上都有的。你已经提到 “电阻率温度系数＝0.004”，估计这些你也是都知道的，如果有问题我再把具体的公式贴上来，论坛上写公式太费劲。
至于对轴承性能的影响，不太了解，具体去查查轴承的工作温度范围吧。

回11楼，13楼：
是输入功率变大吧？
温度升高，铜耗、铁耗都增大，永磁体发出的磁通减小，输出功率不可能增大的。
13楼已经说了，输入功率变大是正常的。

Edwin_Sun

回复 11# rentaotao

请问你怎么测量的功率？能说说一些测量的条件么？随着温度的增加，电机的输出转矩是下降的，你输出功率变大，很是奇怪？

rentaotao

多谢楼上的回答，出现功率偏大问题是在进行温升实验时发现的，现在详细描述实验过程：
1、电机为"U型永磁同步电机”，实验时室温在25℃左右（一直开着空调算是比较稳定）。
2、电机负载运转，绕组处放热电偶线用来测温升；
3、实验电压为220V/50Hz（整个实验过程均使用稳压电源，所以电压保持不变，电参数测试仪上所显示的电压一直保持不变）
4、将电机插头插在“数字式电参数测试仪”负载输入端的插排上，这样电机在运行时的参数就能够实时的显示出来（包括电压，电流，功率，功因，频率）
随着实验的进行，电机绕组温度不断上升，当电机绕组温度趋向稳定时（此电机为83±1℃），此时发现，电参数测试仪上显示电机的功率与实验开始时相比明显偏大，
具体在0.5W-1.5W之间跳动。
    特别说明，只有部分电机出现这种状况，并且经过比较发现，当电机所加负载越大时，这种状况越明显。
    以上就是实验的整个过程，多谢各位参与讨论！

rentaotao

以上描述，如有用词、表达不当处，敬请各位批评指正！

张老五

那就是温度上升带来的绕组电阻增加和铜损增加

nature365

温度对磁通的影响，好像在常见的范围内都很小
温度对轴承的影响，除非是温度特别低，好像也不算大
当然， ...
张老五 发表于 2012-6-26 20:54

                               
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取决于磁极材料,温度对磁通的影响有时还是不能忽略的
   
温度对轴承的影响真不知道要如何考量