Нагревостойкость изоляции
Вне зависимости от класса энергоэффективности, большая часть потерь идёт на нагрев конструкции электродвигателя, в особенности подшипниковых узлов и обмоток. Данный факт определяет важность изготовления этих узлов из высококачественных материалов, устойчивых к работе при повышенных температурах.
Изоляция обмоток испытывается на диэлектрическую прочность при различных температурах эксплуатации в соответствии с ГОСТ 8865-93. Данный стандарт регламентирует ряд стандартных классов изоляции исходя из требований термической и диэлектрической стойкости. Наиболее распространёнными классами электрической изоляции, применяющейся при проектировании и изготовлении электродвигателей являются классы нагревостойкости F и Н.
Электродвигатели IEK имеют изоляцию обмоток соответствующую классу F . В соответствии с ГОСТ 8865-93 нагревостойкость данного класса соответствует температуре 155° С, а максимально допустимый нагрев данного класса изоляции при эксплуатации не должен превышать 110° С в самой горячей точке (по ГОСТ 60034-2- 1:2009).
Главная >> Полезная информация >> Нагревостойкость изоляции
Справочник
Нагрев электродвигателей классы изоляции 10.07.2006 17:25
Во время работы электродвигателей происходит их нагрев. Температура нагрева может быть разной, т.е. одни двигатели нагреваются меньше, другие — больше. Величина установившейся температуры двигателя зависит от нагрузки на его валу. При большой нагрузке выделяется большое количество теплоты в единицу времени, значит, выше установившаяся температура двигателя. Допустимый нагрев электрических двигателей зависит от класса изоляции обмоток.
На табличке электродвигателя со всеми данными указан и параметр, называемый класс изоляции.
Нагревостойкость — одно из самых важных качеств электроизоляционных материалов, так как она определяет допустимую нагрузку электрических машин и аппаратов. Способность электроизоляционных материалов выдержать без вреда для них воздействие повышенной температуры, а также резкие смены температуры называется нагревостойкостью. Необходимо знать, что с повышением температуры обмоток электродвигателей сверх допустимых значений, резко сокращается срок службы изоляции. По этому, нагревостойкость изоляции является основным требованием, определяющим надежность работы и срок службы электрической машины, который нормально должен составлять 15—20 лет.
| Электрические машины с изоляцией класса А практически не изготовляются, а класса Е — находят ограниченное применение в машинах малой мощности. Применяют в основном изоляцию классов В и F, а в специальных машинах, работающих в тяжелых условиях (металлургия, горное оборудование, транспорт),— класса Н. В результате использования более нагревостойких материалов, улучшения свойств электротехнических сталей и улучшения конструкций за последние 60—70 лет удалось уменьшить массу электрических машин в 2,5—3 раза. |  |
При неизменной нагрузке на валу в двигателе выделяется определенное количество теплоты в единицу времени.
Предельные допустимые превышения температуры активных частей электродвигателей
t 0 (при температуре окружающей среды 40ºС):
- Класс E: допустимая температура нагрева до 120°C.
- Класс B: допустимая температура нагрева до 130°C.
- Класс F: допустимая температура нагрева до 155°C.
- Класс H: допустимая температура нагрева до 180°C.
Подробнее о классах нагревостойкости изоляции см Статью Класс нагревостойкости изоляции
В таблице приведены в качестве примера предельно допускаемые превышения температуры для отдельных частей электрических машин общего применения (О) и тяговых (Т) при продолжительном режиме работы при измерении температуры обмоток по методу сопротивления (т. е. по измерению сопротивления соответствующей обмотки в результате нагрева), а температуры коллектора и контактных колец с помощью термометров. Эти данные соответствуют температуре окружающей среды +40 °С для машин О и +25 °С для машин Т.
| Части машин | Предельно допустимые превышения температуры, 0 С, при классе изоляции | |||||||||
| A | E | B | F | H | A | E | B | F | H | |
| общего О | тяговых Т | |||||||||
| Обмотка якоря машин постоянного тока и обмотки синхронных машин переменного тока | 60 | 75 | 80 | 100 | 125 | 85 | 105 | 120 | 140 | 160 |
| Многослойные обмотки возбуждения машин постоянного и переменного тока, компенсационные обмотки | 60 | 75 | 80 | 100 | 125 | 85 | 115 | 130 | 155 | 180 |
| Однорядные обмотки возбуждения с неизолированными поверхностями | 65 | 80 | 90 | 110 | 135 | 85 | 115 | 130 | 155 | 180 |
| Коллекторы и контактные кольца | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 | 95 | 95 | 95 | 95 | 105 |
| Температурой окружающего воздуха, при которой общепромышленный электродвигатель может работать с номинальной мощностью, считается 40ºС. |
Если температура окружающей среды больше или меньше +40 для общепромышленного исполнения электродвигателя, то стандарт разрешает определенные изменения допустимых превышений температур.
| При повышении температуры окружающего воздуха более 40ºС, нагрузка на электродвигатель должна быть снижена настолько, чтобы температура отдельных его частей не превышала допустимых значений. При работе машины в горных местностях, где из-за понижения атмосферного давления ухудшается теплоотдача, стандарт предусматривает некоторое уменьшение допустимых превышений температуры. |
Независимо от снижения температуры окружающего воздуха,увеличивать токовые нагрузки более чем на 10% номинального не допускается. У асинхронных двигателей на это может влиять изменение напряжения питающей сети, вместе с уменьшением напряжения питающей сети, в квадрате уменьшается мощность на валу двигателя и кроме того, уменьшение напряжения ниже 95% от номинального приводит к значительному росту тока двигателя и нагреву обмоток. Рост напряжения выше 110% от номинального также ведет к росту тока в обмотках двигателя, увеличивается нагрев статора за счет вихревых токов.
При повышении температуры многие из материалов начинают обугливаться и становятся проводниками. Все материалы от длительного воздействия повышенных температур задолго до обугливания приобретают хрупкость, легко разрушаются и теряют свои изолирующие свойства. Этот процесс называется тепловым старением. Опыт показывает, что повышение температуры изоляции на 10 °С сокращает срок ее службы примерно в два раза. Так, для изоляции класса А повышение температуры с 95 до 105 °С сокращает срок ее службы с 15 до 8 лет, а нагрев до 120 °С — до двух лет. В основе этого явления лежит общий закон зависимости скорости химических реакций от температуры, описываемый уравнением Ван-Гоффа-Аре-ниуса.
То есть технологические перегрузки рабочих машин или колебания напряжения в питающей сети ведут за собой увеличение тока в обмотках машин и превышение температуры обмоток выше допустимых для данного класса, в результате срок службы машин быстро уменьшается.
Приведенные предельные температуры нагрева для отдельных классов изоляции не могут быть полностью использованы в практике, так как в условиях эксплуатации электрических машин и аппаратов не представляется возможным установить точный контроль за температурой изоляции наиболее нагретых деталей.
| Поэтому существующие стандарты на электрические машины устанавливают более низкие пределы допускаемых температур отдельных деталей машин в зависимости от конструкции этих деталей и расположения их в машине. Нормируют не сами температуры, а максимально допустимые превышения температур ?max, так как от нагрузки машины зависит только превышение температуры. |
| В производственных условиях измерение температуры узлов электрических машин и электроаппаратуры выполняется непосредственно термометром или косвенно на основе измерения их сопротивления. |
Контроль температуры нагрева электродвигателей мощностью выше 100 кВт проводят с помощью встроенных дистанционных термометров. Для измерения температуры электродвигателей меньшей мощности, а также для измерения температуры в точках электродвигателей, где установка дистанционных термометров невозможна, пользуются переносными спиртовыми или ртутными термометрами. При измерениях ртутными термометрами следует иметь в виду, что в области переменных магнитных полей возникает положительная погрешность, т. е. термометр покажет завышенное значение температуры. Для более точного измерения температуры нижнюю часть термометра обвертывают тонкой алюминиевой фольгой, обминая ее так, чтобы прилегание к месту измерения было плотным. Сверху оболочку из фольги накрывают для теплоизоляции ватой. В труднодоступных местах измерения проводят сразу после остановки электродвигателя.
Методом сопротивления измеряют среднюю температуру. Он основан на изменении сопротивления проводника с изменением его температуры. Замеряя сопротивление проводника в холодном и горячем состоянии, рассчитывают температуру проводника.
Повышение температуры двигателя происходит неравномерно. Вначале она возрастает быстро: почти вся теплота идет на повышение температуры, и лишь малое количество ее уходит в окружающую среду. Перепад температур (разница между температурой двигателя и температурой окружающего воздуха) пока еще невелик. Однако по мере увеличения температуры двигателя перепад возрастает и теплоотдача в окружающую среду увеличивается. Рост температуры двигателя замедляется.
Температура двигателя прекращает возрастать, когда вся вновь выделяемая теплота будет полностью рассеиваться в окружающую среду. Такая температура двигателя называется установившейся. Величина установившейся температуры двигателя зависит от нагрузки на его валу. При большой нагрузке выделяется большое количество теплоты в единицу времени, значит, выше установившаяся температура двигателя.
После отключения двигатель охлаждается. Температура его вначале понижается быстро, так как перепад ее большой, а затем по мере уменьшения перепада — медленно.
Величина допустимой установившейся температуры двигателя обусловливается свойствами изоляции обмоток. Подробнее Статья Класс нагревостойкости изоляции смотреть
В отдельных точках частей машины температура может быть выше средней. Так, например, в открытых машинах с воздушным охлаждением, у которых хорошо охлаждаются лобовые части обмоток, пазовые части нагреваются больше, чем лобовые. Превышения температуры в отдельных наиболее нагретых точках должны быть не более: 65 ° — для изоляции класса А, 90 °С — для изоляции класса В, ПО и 135 °С — соответственно для изоляции классов F и Н.
Чувствительными к нагреву являются и некоторые механические узлы и детали электродвигателей. Для них в паспортах электродвигателей задаются допустимые превышения температур над температурой окружающей среды 35 °С. Допустимые превышения температуры для подшипников качения составляют 60°С, для подшипников скольжения — 45°С, для стальных деталей коллекторов и контактных колец — 70°С. Температуру подшипников скольжения можно измерить, погружая термометр непосредственно в масло подшипника.
При достаточном навыке ориентировочное представление о степени нагрева можно получить, притрагиваясь ладонью к нагретому элементу конструкции (ладонь без болевых ощущений обычно выдерживает температуру около 60°С), но важно помнить прежде всего безопасность.
Предельные допустимые превышения температуры частей электрических машин при температуре газообразной охлаждающей среды 40 °С и высоте над уровнем моря не более 1000 м должны быть не более значений, указанных в таблице. При температурах больше 40 С и высоте более 1000 м эти значения должны быть уменьшены в соответствии с ГОСТ (Машины электрические вращающиеся. Общие технические требования). Непосредственные измерения температуры при помощи термометров или термощупов дают надежные результаты, но не позволяют определять температуру внутренних наиболее нагретых частей обмотки. На основе измерения омического сопротивления обмотки можно определить только некоторое среднее значение ее температуры. Поэтому нормы предельно допустимой температуры обмоток указываются с учетом метода ее измерения.
Справочник
Класс нагревостойкости изоляции 11.02.2006 14:20
Поскольку для электротехнических изделий доминирующим фактором старения электроизоляционных материалов и систем изоляции является температура, то для оценки стойкости электрической изоляции к воздействию температуры приняты классы нагревостойкости.
Класс нагревостойкости изоляции электротехнического изделия отражает максимальную рабочую температуру, свойственную данному изделию при номинальной нагрузке и других условиях
Температура, характеризующая нагревостойкость данного класса, °С
Электроизоляционные материалы, соответствующие данному классу нагревостойкости
Текстильные и бумажные материалы, изготовленные из хлопка, натурального шелка, целлюлозы и полиамидов (ленты, бумага, картон, фибра), древесина и пластмассы с органическими наполнителями
Волокнистые материалы из целлюлозы или шелка, пропитанные или погруженные в жидкий электроизоляционный материал, а также соответствующие данному классу другие материалы и сочетания материалов
Фактически материалы класса Y, пропитанные изоляционным составом или погруженные в жидкие диэлектрики(натуральные смолы, масляные, асфальтовые, эфирцеллюлозные лаки, трансформаторное масло, термопластичные компаунды); лакоткани, изоляционные ленты, лакобумаги, электрокартон, гетинакс, текстолит, пропитанное дерево, древесные слоистые пластики, некоторые синтетические пленки, изоляция проводов (ПБД, ПЭВЛО, ПЭЛШО и др.) из хлопчатобумажной ткани, шелка и лавсана, эмалевая изоляция проводов (ПЭЛ ПЭМ ПЭЛР и ПЭВД и др.);
Некоторые синтетические органические пленки, а также соответствующие данному классу другие материалы и сочетания материалов, некоторые лакоткани на основе синтетических лаков, термореактивные синтетические смолы и компаунды (эпоксидные, полиэфирные, полиуретановые, изоляция проводов типов ПЛД, ПЭПЛО из лавсана, эмалевая изоляция проводов типов ПЭВТЛ, ПЭТВ и др. на основе полиуретановых и полиамидных смол);
Материалы на основе слюды (в том числе на органических подложках), асбеста и стекловолокна, применяемые с органическими связующими и пропитывающими составами, а также соответствующие данному классу другие материалы и сочетания материалов
материалы на основе слюды (миканиты, микаленты, слюдиниты, слю-допласты), стекловолокна (стеклоткани, стеклолакоткани), асбестовых волокон (пряжа, бумага, ткани) с бумажной, тканевой или органической подложкой; пленкостеклопласт «Изофлекс»; пластмассы с неорганическим наполнителем; слоистые пластики на основе стекловолокнистых и асбестовых материалов; термореактивные синтетические компаунды; эмалевая изоляция проводов типов ПЭТВ, ПЭТВП и др. на основе полиэфирных лаков и термопластических смол. Пропитывающими составами служат битумно-масляно-смоляные лаки на основе природных и синтетических смол;
Материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые в сочетании с синтетическими связующими и пропитывающими составами, а также соответствующие данному классу другие материалы и сочетания материалов
Фактически материалы, указанные в классе В, из слюды, стекловолокна, асбеста, но без подложки или с неорганической подложкой; пленкостеклопласт «Имидофлекс», стекловолокнистая и асбестовая изоляция проводов типов ПСД, ПСДТ, а также эмалевая изоляция проводов типов ПЭТ-155, ПЭТП-155 на основе капрона. Пропитывающими составами служат термостойкие синтетические лаки и смолы
Материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые в сочетании с кремнийорганическими связующими и пропитывающими составами, кремнийоргани-ческие эластомеры, а также соответствующие данному классу другие материалы и сочетания материалов
Фактически указанные в классе В материалы из слюды, стекловолокна и асбеста без подложки или с неорганической подложкой, кремнийорганические эластомеры, стекловолокнистая и асбестовая изоляция проводов типов ПСДК, ПСДКТ, эмалевая изоляция проводов типов ПЭТ-200, ПЭТП-200 и др. на основе кремнийорганических лаков; пропитывающими составами служат кремнийорганические лаки и смолы
Слюда, керамические материалы, стекло, кварц, применяемые без связующих составов или с неорганическими связующими составами, а также соответствующие данному классу другие материалы и сочетания материалов
Основанием для установления рациональных температурных пределов изоляции является только опыт или соответствующие испытания (см. ГОСТ 8865–93).
Приведенные предельные температуры нагрева для отдельных классов изоляции не могут быть полностью использованы в практике, так как в условиях эксплуатации электрических машин и аппаратов не представляется возможным установить точный контроль за температурой изоляции наиболее нагретых деталей. Поэтому существующие стандарты на электрические машины устанавливают более низкие пределы допускаемых температур отдельных деталей машин в зависимости от конструкции этих деталей и расположения их в машине.
Нормируют не сами температуры, а максимально допустимые превышения температур ?max, так как от нагрузки машины зависит только превышение температуры.
Перейти в раздел Электродвигатели
- Насосы
- Вихревые насосы
- Герметичные насосы ЦГ
- Насосы двустороннего входа Д
- Канализационные насосные станции и установки
- Консольные насосы
- Консольные моноблочные
- Колодезные насосы
- Колодезные насосы поверхностные
- Колодезные насосы погружные
- Погружные фекальные и сточно-массные насосы
- Погружные дренажные насосы
- Запасные части к насосам Д
- Запасные части к насосам ГНОМ
- Запасные части к насосам К
- Запасные части к насосам КМ
- Запасные части к насосам ПЭ
- Запасные части для насоса ПЭ65-40
- Запасные части для насоса ПЭ65-53
- Запасные части для насоса ПЭ90-110
- Запасные части для насоса ПЭ90-180
- Запасные части для насоса ПЭ100-53
- Запасные части для насоса ПЭ150-53
- Запасные части для насоса ПЭ150-63
- Запасные части для насоса ПЭ270-150-3
- Запасные части для насоса ПЭ380-185, ПЭ380-200
- Запасные части для насоса ПЭ430-180, ПЭ430-200, ПЭ500-180
- Запасные части для насоса ПЭ560-315-1
- Запасные части для насоса ПЭ580-185, ПЭ580-195, ПЭ580-200
- Запасные части для насоса ПЭ600-300, ПЭ600-300-2, ПЭ600-300-3, ПЭ600-300-4
- Запасные части для насоса ПЭ640-180, ПЭ640-200
- Запасные части для насоса ПЭ710-280
- Запасные части для насоса ПЭ720-185
- Гидроаккумуляторы
- Расширительные баки Экспанзоматы
- Запчасти к бакам Мембраны
- Однофазные электродвигатели 220В
- Общепромышленные электродвигатели
- Взрывозащищенные электродвигатели
- Погружные электродвигатели к скважинным насосам
- Вентиляторы центробежные радиальные низкого давления
- Вентиляторы центробежные радиальные среднего давления
- Вентиляторы центробежные радиальные высокого давления
- Пылевые вентиляторы центробежные радиальные
- Осевые оконные вентиляторы ВО-220B
- Осевые оконные вентиляторы ВО-380B
- Осевые вентиляторы ВО
- Пылеулавливающие агрегаты
- Водоводяные подогреватели
- Калориферы КСК
- Отопительные агрегаты
- Тепловентиляторы
- Вопрос-ответ
- Напишите нам
- Заказать
- Запросить коммерческое предложение
- Поиск по сайту
- Карта сайта
- Карта магазина
- Главная
Насосное оборудование — промышленные и бытовые насосы Запчасти к насосам, кабель, провод для погружных насосов Станции управления для насосов, автоматика Оголовки для скважин Гидроаккумуляторы — баки для водоснабжения и расширительные для отопления Электродвигатели асинхронные однофазные 220В, трехфазные общепромышленные и взрывозащищенные, погружные для скважинных насосов Вентиляционное оборудование Оборудование для отопления _______________________ . Работаем с юридическими и физическими лицами . ________________________ Продажа оптом и в розницу ________________________ Купить можно через каталог в формате Интернет магазин зайдя на страницу товара и используя стандартные формы на странице — используя кнопку /Добавить в корзину/, добавить нужные позиции и оформить заказ из корзины или используя кнопку /Купить в один клик/ ______________________ Для получения оформленного коммерческого предложения по форме для организаций или оформления счета на юридической лицо, воспользуйтесь любым из вариантов указанных выше и укажите / приложите реквизиты или воспользуйтесь формой для юридических лиц и ИП /Запросить коммерческое предложение/ . Оформление бухгалтерских документов по НК РФ с НДС Счет-фактура установленного образца Товарная накладная по форме ТОРГ-12 . ________________________ . +++ Получение со склада — самовывоз +++ Отгрузка транспортными компаниями +++ Получение со склада в Вашем городе +++ Доставка по всей России . ________________________ . У Вас есть вопрос ?, не нашли нужное оборудование, деталь, ЗИП, что-то ещё воспользуйтесь специальными формами /Написать/ или /Запросить коммерческое предложение/ или по электронной почте mail@arosna.com В случае, если требуется подбор оборудования, В заявке желательно указать всю имеющуюся информацию о оборудовании ________________________ Поставляемый ассортимент широк, в том числе включает в себя некоторые специальные виды, которые не возможно на данный момент разместить в формате интернет магазина, в данном формате размещены наиболее часто запрашиваемые насосы, электродвигатели, запасные части, компрессоры, вентиляторы, автоматику, по этому если не нашли нужное оборудование, запасные части, детали, это ещё не значит, что их нельзя приобрести Все может быть возможно, вы можете посмотреть в специальном разделе Новости где размещаются текущие обновления, полные действующие перечни и т.д. или просто воспользуйтесь специальной формой /Заказать/ или по электронной почте mail@arosna.com
Класс теплостойкости изоляции обмоток электродвигателя
Класс теплостойкости изоляции обмоток электродвигателя
В заводской табличке электронасоса наряду с другими характеристиками производитель указывает класс изоляции. Классом теплостойкости изоляции определяется допустимый нагрев электродвигателя. При покупке насоса потребитель по классу теплостойкости изоляции может прогнозировать срок службы электродвигателя насоса, надёжность работы, допустимые пределы нагрузки.
Процесс работы электродвигатель насоса сопровождается выделением тепла и превышением температуры компонентов двигателя над температурой окружающей среды. Превышение температуры неодинаково для различных двигателей. В процессе работы двигателя диэлектрические свойства изоляции постепенно снижаются в результате комплексного воздействия тепловых, химических, механических и электрических факторов. Срок службы изоляции ограничивается способностью обеспечивать диэлектрические свойства в пределах допустимых границ. Наибольшую значимость представляет тепловое воздействие так, как оно преимущественно и определяет эффективный срок службы обмоток электродвигателя. Повреждение изоляции обмоток ведет к короткому замыканию и охватывает на практике 90% всех аварийных случаев выхода из строя электродвигателя насоса. Быстрое снижение прочности изоляции и короткое замыкание есть результатом длительного температурного режима работы, превышающего эксплуатационные требования производителя.
Независимо от указанного производителем класса нагревостойкости и, соответственно, предельной рабочей температуры обмоток статора срок службы двигателя находится в прямой зависимости от реальной рабочей температуры – чем ниже рабочая температура, тем больше срок службы изоляции и двигателя в целом. Поэтому потребителю можно сделать важный вывод –кроме класса изоляции срок службы электродвигателя зависит от соблюдения требуемых производителем условий охлаждения.
Наиболее распространенные в области производства электронасосов классы изоляции и, соответствующие классам максимальные температуры, указаны в таблице 1.
Таблица 1. Класс изоляции и предельная температура при длительной работе.
Класс изоляции
Предельная температура, о СНа температуру различных частей работающего электродвигателя прямо оказывает влияние температура окружающей среды. Поэтому международные стандарты наряду с допустимой температурой обмоток регламентируют также максимально допустимое превышение температуры над температурой окружающей среды. Температура окружающей среды ограничивает нагрев обмоток на основании применяемого класса нагревостойкости.
Стандарт IEC 335-1/335-2-41 в отношении электрических насосов для бытового потребления работающих с номинальной нагрузкой устанавливает значение температуры окружающей среды 25 о С. При этом допускается кратковременное повышение температуры до 35 о С или при указной температуре нагрузка электронасоса должна быть пропорционально снижена. Указанный стандарт определяет следующие ограничения в превышении температуры обмоток.
Таблица 2. Требования IEC 335-1/335-2-41 к ограничению превышения температуры над температурой окружающей среды в соответствии с классом нагревостойкости.
Класс изоляции
Стандарт IEC 34-1 ограничивает температуру окружающей среды на уровне 40°C для электродвигателей, работающих с номинальной нагрузкой. Стандарт определяет необходимость снижения нагрузки при превышении допустимой температуры окружающей среды так, чтобы температура отдельных его частей в любом случае не превышала допустимых значений.
Таблица 3. Требования IEC 34-1 к ограничению превышения температуры над температурой окружающей среды в соответствии с классом нагревостойкости.
Класс изоляции
Значения в скобках относятся к электродвигателям с потребляемой мощностью менее 600Вт.
В заключении отметим то, что класс изоляции конкретного электродвигателя применяется для ограничения максимального превышения температуры обмоток над допустимой температурой окружающей среды. Высокая температура нагревостойкости изоляции свидетельствует о применении качественных изолирующих материалах в конструкции электродвигателя, что позволяет использовать электрический насос в более жестких эксплуатационных условиях. Электронасосы европейских производителей укомплектованы электрическими двигателями с изоляцией класса В или F в зависимости от типоразмера двигателя. В отдельных случаях специальные насосы, например, циркуляционные насосы для систем отопления или погружные насосы для работы в тяжелых условиях охлаждения комплектуются электродвигатели с изоляцией класса Н.