小功率电动机温升试验时环境温度条件和温升限值浅议
2012-04-17 13:59阅读：
小功率电动机温升试验时环境温度条件和温升限值浅议
伍云山
2012-3-7
一、小功率电动机温升试验时环境温度条件
GB
12350-2009《小功率电动机的安全要求》27.5条规定“试验时，如果周围空气温度有可能影响试验结果，则试验室温度保持在(20±5)℃。”
GB4706.1-2005《家用和类似用途电器的安全第1部分：通用要求》第5.7条规定“试验在无强制对流空气且环境温度为20℃±5℃的场所进行。如果某一部位的温度受到温度敏感装置的限制或被相变温度所影响（例如当水沸腾时），若有疑问时，则环境温度保持在23
℃±2℃。”
GB 755-2008《旋转电机
定额和性能》8.3条是“热试验条件”。
“8.3.2
试验前电机的温度
如用电阻法确定绕组温度，初始绕组温度与冷却介质的温度差应不大于2K。
按短时定额（S2工作制）试验的电机，在热试验开始时的温度与冷却介质温度差应在5K以内。
8.3.3
冷却介质温度
电机可在任一合适的冷却介质温度下试验，见表11（间接冷却绕组）或表14（直接冷却绕组）。”
表11是“考虑试验地点运行条件对空气间接冷却绕组在试验地点的温升限值的修正”。
表14是“考虑试验地点运行条件对直接间接冷却绕组在试验地点的温度限值的修正”。
从上述标准条款可以看出，关于电动机进行温升试验时的环境温度要求，GB 12350的规定与GB
4706.1的规定基本上是一致的，环境温度为20℃±5℃。只是GB
4706.1进一步明确了特别情况下对环境温度更严格的要求（保持在23℃±2℃。）”
而GB
755对环境温度的具体值未提要求，而是提出了试验前电机温度与环境温度的差值不能过大，以保证测量结果的准确。最后对某一实际环境温度下的测量结果进行修正。这对于大电机、中小型电机来说是比较合理的，因为给大电机、中小型电机提供一个某一温度值的环境条件相对来说比较困难。
因此，GB
12350-2009《小功率电动机的安全要求》27.5条规定“试验时，如果周围空气温度有可能影响试验结果，则试验室温度保持在(20±5)℃。”是合适的。规定具体的环境温度值，减少了影响温升测量结果不确定度的因素，也避免了对试验结果的修正。
二、小功率电动机的温升限值
由于温升试验时环境温度对温升试验结果是有影响的，因此需要考虑电动机的温升限值的规定。
GB
12350-2009《小功率电动机的安全要求》17.3条规定了电动机各部分温度和温升的限值。
“17.3.1
电动机在GB/T 5171-2002
所规定的环境条件下额定运行时，电动机各部分温度和温升限值应符合表8的规定。”
GB
12350-2009的表8 温升试验限值
部
件
|
温升/ K
|
电动机绕组：
——105
(A级)
——120
(E级)
——130（B级)
——155（F级)
——180
(H级)
|
60（50）
75（65）
80（70）
105（95）
125（115）
|
永久短路的绝缘绕组，与绕组接触的铁心及其它部件及换向器：
——105
(A级)
——120
(E级)
——130（B级)
——155（F级)
——180
(H级)
|
60
75
80
100
125
|
不与绕组接触的内部布线和外部布线、包括电源软线的橡胶或聚氯乙烯绝缘:
——不带额定温度
——带额定温度（T）
|
50
T-25
|
电容器的外表面：
——带最高工作温度标志（T）的
——不带最高工作温度标志的：
l
用于无线电和电视干扰抑制的小型陶瓷电容器
l 符合IEC60384-14电容器
l
其他电容器
|
T-25
50
50
20
|
注1：换向器的温升限值应符合本身所采用的绝缘等级，但如换向器与绕组靠近，则表面温升应不超过邻近绕组所采用的绝缘等级的容许限值，温升值测定优先采用热时间常数较小的针触式热电偶温度计。
注2：考虑到电动机的绕组平均温度通常高于绕组上放置热电偶各点的温度这一情况，使用电阻法测量时，温升限值以上表中不带括号的数值为准；使用热电偶时，温升限值以带括号的数值为准。
|
GB/T
5171-2002《小功率电动机通用技术条件》关于环境条件是这样规定的：
“3.1
环境条件
3.1.1
海拔
海拔不超过l
000m。当运行地点的海拔超过1 000m
或运行地点的环境空气温度随海拔升高而下降时，应按6.4 规定。
3.1.2
环境空气最高温度
运行地点的环境空气最高温度随季节而变化，但不超过40℃。
因此，实际上GBT5171-2002《小功率电动机通用技术条件》未规定温升试验时具体的环境条件。”
GB
12350-2009表8“温升试验限值”的规定与GB 755-2008的有关规定是一致的。
但是，GB
755-2008的8.10条“温度及温升限值”指出：“本标准规定了在现场运行条件符合第6章要求且定额按连续工作制（基准条件）运行时电机的温升或温度的限值。本标准还规定了不同的现场运行条件及不同工作制定额运行时限值的修订规则，以及热试验时试验地点条件不同与运行地点时的限值修正规则。”
而标准的第6章有关要求是这样规定的：
“6.2
海拔
海拔应不超过1000m。
6.3
最高环境空气温度
环境空气温度应不超过40℃。”
小功率电动机通常都是空气间接冷却绕组，因此当其温升试验不是在环境空气温度为40℃时进行试验时，应按照GB 755-2008表11“考虑试验地点运行条件对空气间接冷却绕组在试验地点的温升限值的修正”的规定对试验结果进行修正（ΔθT）。
GB
755-2008的表11
项号
|
试验条件
|
|
试验地点经修正的温升限值ΔθT
|
1
|
试验地点基准冷却介质温度θCT与运行地点基准冷却介质温度θC的差异
|
︱θC-θCT︱≤30K
|
ΔθT=Δθ
|
︱θC-θCT︱＞30K
|
按协议
|
2
|
试验地点海拔HT与运行地点海拔H的差异
|
1000m＜H≤4000m
HT＜1000m
|
ΔθT=Δθ[1-(H-1000)/10000]
|
H＜1000m
1000m＜HT≤4000m
|
ΔθT=Δθ[1+(
HT -1000)/10000]
|
1000m＜H≤4000m
1000m＜HT≤4000m
|
ΔθT=Δθ[1+(
HT -H)/10000]
|
H＞4000m或HT＞4000m
|
按协议
|
表中的Δθ对于小功率电动机来说也就是GB 12350-2009的表8中的温升试验限值。当在(20±5)℃进行温升试验，而产品的最高环境空气温度规定为不超过40℃时。︱θC-θCT︱最大为25K，不超过30K，因此温升限值无需因试验时的环境温度因素而修正。
对于多数试验室来说，试验室的海拔通常都低于1000m，因此，当电动机的运行地点海拔规定为不超过1000m时，根据表11的规定，温升限值也无需试验时的海拔因素而修正。
然而，考虑到有些电动机因实际运行条件的需要，比如变压器冷却风扇用三相异步电动机，其最高环境空气温度规定为75℃（JB/T
9545-2002），这时的电动机温升限值就不能直接使用GB
12350-2009中表8的规定，而要另行制定温升限值要求。为了检测鉴定的方便，规定的温升限值的试验条件最好也是在(20±5)℃环境空气温度下进行温升试验的温升限值。
GB
755-2008的表9“考虑非基准运行条件和定额对间接冷却绕组在运行地点的温升限值的修正”规定了电机指定在最高环境空气温度高于或低于40℃的条件下使用时温升限值的修正方法。
三、家用电器中使用的电动机
GB
755-2008在第14章“安全”中指出，“旋转电机与家用或类似电器组合一体时按GB
4706.1-2005的要求”。并在该章的注中特别提到“作为例证可参见GB 4706.1-2005第11章：发热”。
GB
12350-2009规定的温升试验与GB
4706.1-2005中规定的发热试验在试验条件和温升限值方面的规定均不相同。
比如，GB
12350-2009规定的温升试验是在额定电压下进行试验,根据电动机种类的不同，通过测功机（或负载电动机）给被试电动机施加额定负载或带上实际负载进行试验,对电容运转电动机以及双值电容异步电动机，还应测取其空载时的温升（温升限值可以比表8的限值高5K）。
而GB
4706.1-2005中规定的发热试验是在器具在正常工作状态下，也就是电动机装在整机中进行，器具以0.96倍和1.06倍额定电压之间的最不利电压供电。试验持续时间的规定也不尽相同。
两个标准中对电动机绕组的温升限值的规定也不同，GB
4706.1-2005中的规定更高些，如下表：
K
绕组绝缘等级
|
GB
12350-2009规定
|
GB
4706.1-2005中规定
|
105
(A级)
|
60（50）
|
75（65）
|
120
(E级)
|
75（65）
|
90（80）
|
130（B级)
|
80（70）
|
95（85）
|
155（F级)
|
105（95）
|
115
|
180
(H级)
|
125（115）
|
140
|
200级
|
-
|
160
|
220级
|
-
|
180
|
250级
|
-
|
210
|
注：考虑到电动机的绕组平均温度通常高于绕组上放置热电偶各点的温度这一情况，使用电阻法测量时，温升限值以上表中不带括号的数值为准；使用热电偶时，温升限值以带括号的数值为准。
由于GB
4706.1-2005中规定的发热试验条件比GB
12350-2009中规定的温升试验条件更严酷，因而GB 4706.1-2005中规定的电动机绕组温升限值也更高些。
为了更好地与GB
4706.1协调，建议将来在修订电动机温升试验要求时，增加类似“对于家用和类似用途电器上使用的电动机，如委托方要求，可以按照GB 4706系列标准第11章的有关规定将电动机安装在特定的整机上进行电动机的温升试验。”的条款，这种情况下，通常应该在电动机的试验报告中进行相关说明。
四、铭牌标记
GB/T
5171-2002的19.1.1条“铭牌上应标明的项目”规定了“i) 环境空气最高温度(仅对按高于40℃的其他温度设计的电动机才要标明)”。
实际上，如果电动机指定在最高环境空气温度低于40℃的条件下使用时，其温升限值是允许相应增加的，因此，对按低于40℃的其他温度设计的电动机更要标明“环境空气最高温度”以避免误用。
GB
755的相关规定是：铭牌应标明“不同于40℃时的最高环境温度。”，这就包括了高于或低于40℃的两种情况，更恰当。
