绝缘等级的选择方法
绝缘等级和温度上升限度
电机运转时,因为内部损失发热温度上升,经过数小时温度会达到稳定值。电机的温度和环境温度差叫做温度上升,这个值太高就会加速绝缘物劣化,烧损。空气为一次冷媒、冷媒温度的限度40℃的情况、JEC-2137「异步电机」取值时参考表5-1。
冷媒温度40℃以上的场合、海拔1000m以上的情况下有必要修正温度上升限度。 东芝电机的绝缘等级用下表5-2来表示。且东芝制造的低压卷线圈的标准绝缘构成的试样例如表5-3。
表5-1 空冷形异步电机的温度上升限度(JEC-2137) (单位 K)
项目 |
异步机的部分 |
绝缘等级 |
|||||||||
A |
E |
B |
|||||||||
温度计法 |
电阻法 |
埋入温度计法 |
温度计法 |
电阻法 |
埋入温度计法 |
温度计法 |
电阻法 |
埋入温度计法 |
|||
1 |
(a) |
输出功率5000kW(或kVA)以上的异步机的定子线圈 |
― |
60 |
65 |
― |
75 |
80 |
― |
80 |
85 |
(b) |
输出功率200kW(或kVA)超过、5000kW(或kVA)未满的异步电机定子线圈 |
― |
60 |
65 |
― |
75 |
80 |
― |
80 |
90 |
|
(c) |
输出功率200kW(或kVA)以下、项目1(d)或1(e)以外的异步电机定子线圈(3) |
(2) |
60 |
― |
(2) |
75 |
― |
(2) |
80 |
― |
|
(d) |
输出功率600W(或VA)未满的异步电机的定子线圈(3) |
(2) |
65 |
― |
(2) |
75 |
― |
(2) |
85 |
― |
|
(e) |
无冷却扇的自冷型(IC40)・异步机定子线圈(3) |
― |
65 |
― |
― |
75 |
― |
― |
85 |
― |
|
2 |
绝缘处理的转子卷线 |
― |
60 |
― |
― |
75 |
― |
― |
80 |
― |
|
3 |
鼠笼型卷线 |
这部分温升,任何场合也不带给绝缘物、或其他相邻材料产生有害影响。 |
|||||||||
4 |
整流子・滑动圈・电刷及电刷调整装备 |
这部分温升,任何场合也不带给绝缘物、或其他相邻材料产生有害影响。 |
|||||||||
5 |
与绝缘物的接触无关的铁心和全部构造构成物(除了轴承) |
这部分温升,任何场合也不给绝缘物、其他相邻材料产生有害影响。 |
項目 |
异步电机的部分 |
绝缘等级 |
||||||
F |
H |
|||||||
温度计法 |
电阻法 |
埋入温度计法 |
温度计法 |
电阻法 |
埋入温度计法 |
|||
1 |
(a) |
输出功率5000kW(或kVA)以上的异步电机定子线圈 |
― |
100 |
105(1) |
― |
125 |
130(1) |
(b) |
输出功率200kW(或kVA)超过、5000kW(或kVA)未满的异步电机定子线圈 |
― |
105 |
110(1) |
― |
125 |
130(1) |
|
(c) |
输出功率200kW(或kVA)以下、项目1(d)或者1(e)以上的异步电机定子线圈(3) |
(2) |
105 |
― |
(2) |
125 |
― |
|
(d) |
输出功率600W(或VA)未满的异步电机的定子线圈(3) |
(2) |
110 |
― |
(2) |
130 |
― |
|
(e) |
无扇自冷型(IC40)・异步电机定子线圈(3) |
― |
110 |
― |
― |
130 |
― |
|
2 |
绝缘处理的转子线圈 |
― |
105 |
― |
― |
125 |
― |
|
3 |
鼠笼型卷线 |
这部分温升,任何场合也不给绝缘物、其他相邻材料产生有害影响。 |
||||||
4 |
整流子・滑动圈・电刷及电刷调整装备 |
这部分温升,任何场合也不给绝缘物、其他相邻材料产生有害影响。 |
||||||
5 |
与绝缘物的接触无关铁心与全部构造构成(轴承除外) |
这部分温升,任何场合也不给绝缘物、其他相邻材料产生有害影响。 |
注
(1) 高压交流卷线时适应于修正的项目。
(2) 制造商和采购商协商一致后,可用温度计法。
(3) 绝缘等级为、E、B、F,与额定功率为200kW(或kVA)以下的异步电机的卷线重合,使用等价负载法时,电阻法的温度上升限度可以超过5K。
表5-2
表5-3 主要绝缘物的适用例
绝缘 |
E种 |
B种 |
F种 |
构成 |
|||
卷线 |
聚酯酰胺铜线 |
聚酯酰胺铜线 |
聚酯酰胺铜线 |
绝缘纸 |
聚酯膜 |
耐热膜 |
耐熱膜复合剂 |
涂漆 |
醇酸树脂类涂漆 |
醇酸树脂类涂漆 |
醇酸树脂类涂漆 |
绝缘等级的选择方法
一般来说绝缘等级是按照各国规格、厂家的设计内容来决定,但有时也考虑周围环境、依赖性,具体如下
(1) 想提高温升的情况
频繁执行起动・停止・反相制动、电机发热增加、 温度上升值有可能超过规定值。此种情况下,是用输出功率大的电机、还是将机座号增大适应负载率,不可将电机尺寸增大的情况下,有必要提高绝缘等级。
(2) 冷媒温度高的情况
决定电机的温度上升量时如果是空气冷却,则基准冷媒温度是40℃。冷媒(空气)温度超过40℃时、相应的降低温度上升限度,不然会超过绝缘许可温度,减少寿命、发生烧损事故。绝缘等级是按照冷媒温度来决定的,但是也得考虑轴承的温度。轴承本身有温度上升,另外周围温度上升时也会使轴承温度上升。所以、使用绝缘润滑油或使用间隙大的(例如C3间隙),且H绝缘等级情况下电机表面处理方式也会变化(涂色方法)。
(3)提高寿命或信赖性的情况
环境温度为40℃以下时,再把绝缘等级往上调,如此一来,可轻松的对应温升,且寿命长,信赖性高。
(4)小型化
把电机小型化的场合、和(1)一样温度上升会提高、所以有必要提高绝缘等级。
【付录】 考虑设置场所的条件,修正温度上升限度
安装场所运转条件不同时,安装场所的最高冷媒温度,考虑海拔,修正表5-1的温度上升限度。
(1) 修正最高冷媒温度
(a) 最高冷媒温度在0℃以上40℃以下时、通常、不进行修正。但是、经过制造商和采购商要求、最高为30K、最高冷媒温度40℃差,由5-1的值来对应。
(b) 最高冷媒温度超过40℃未满60℃时,把超过40℃那份由表5-1值来对应。
(c) 最高冷媒温度未满0℃,或超过60℃时、根据制造商和采购商的协议来定。
(2) 海拔1000m以上4000m以下时
(a) 最高冷媒温度被指定时,根据(1)来修正最高冷媒温度的温度上升限度。但是、不进行对于海拔的温度上升限度修正。
(b) 最高冷媒温度不被指定时,不进行温度上升限度的修正。
备注
随着海拔高度冷却效果降低、我们可以假设将温度保持在低于40℃。又,可以假设将温度上限40℃用表5-1的上限计算补偿值来维持。必要的周围温度的减少。如果表5-1的上升限度为1%的话,同时1000M以下的最高环境温度为40度,那么海拔4000米范围内的最高温度的求值方法如表5-4所示。
表5-4 假想最高环境温度
海拔(m) |
温度(℃) |
||||
绝缘等级 |
|||||
A |
E |
B |
F |
H |
|
1000 |
40 |
40 |
40 |
40 |
40 |
2000 |
34 |
33 |
32 |
30 |
28 |
3000 |
28 |
26 |
24 |
19 |
15 |
4000 |
22 |
19 |
16 |
9 |
3 |