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溫升是防爆電機(jī)非常關(guān)鍵的性能指標(biāo),溫升性能不好,防爆電機(jī)的使用壽命和運(yùn)行可靠性必然大打折扣。對(duì)電機(jī)溫升的影響因素,除電機(jī)本身設(shè)計(jì)參數(shù)選擇外,制造過程的許多因素,都會(huì)導(dǎo)致電機(jī)溫升不符合,未能達(dá)到電機(jī)安全運(yùn)行的要求。
要測(cè)試電機(jī)溫升,就必須進(jìn)行電機(jī)熱穩(wěn)定溫升試驗(yàn),單純的出廠試驗(yàn)不可能發(fā)現(xiàn)電機(jī)溫升問題。大量的電機(jī)實(shí)際熱穩(wěn)定溫升試驗(yàn)表明:風(fēng)扇選擇不合適、導(dǎo)熱元件不適宜對(duì)溫升影響較大,但因?yàn)榻嵋蛩貙?dǎo)致的溫升高問題也經(jīng)常碰到,通常的補(bǔ)救措施是再浸一次漆。
為了提高生產(chǎn)效率,大多數(shù)中小型電機(jī)是不帶機(jī)座浸漆。除繞組本身的浸烘質(zhì)量外,鐵芯與機(jī)座配合的緊密程度,也直接影響到電機(jī)*終的溫升。從理論上分析,機(jī)座與鐵芯的配合面應(yīng)該是比較密切的配合,但是由于機(jī)座變形、鐵芯不光等因素,會(huì)人為性的導(dǎo)致兩配合面之間出現(xiàn)空氣隙,形成不利于電機(jī)散熱的隔熱層。采用帶機(jī)座浸漆,不僅填補(bǔ)了配合面之間的空氣隙,而且,因?yàn)橛辛藱C(jī)殼保護(hù),避免了制造過程中傷害電機(jī)繞組的可能因素,這樣強(qiáng)化繞組絕緣性能的同時(shí),對(duì)于電機(jī)溫升控制有一定的改進(jìn)效果。
熱傳導(dǎo)簡(jiǎn)稱導(dǎo)熱。兩個(gè)相互接觸且溫度不同的物體,或同物體的各不同溫度部分間在不發(fā)生相對(duì)宏觀位移的情況下所進(jìn)行的熱量傳遞過程稱為導(dǎo)熱。物質(zhì)傳導(dǎo)熱量的性能稱為物體的導(dǎo)熱性。密實(shí)固體內(nèi)部和靜止流體中的熱量傳遞都是純導(dǎo)熱在起作用。導(dǎo)熱部分參與了在運(yùn)動(dòng)流體中的熱量傳遞。
導(dǎo)熱是依靠材料中的電子、原子、分子和晶格熱運(yùn)動(dòng)來(lái)傳遞熱量 。但材料性質(zhì)不同,其主要導(dǎo)熱機(jī)理不同,效果也不一樣。一般來(lái)說(shuō),金屬的熱導(dǎo)率大于非金屬,純金屬熱導(dǎo)率大于合金。物質(zhì)三態(tài)中,固態(tài)熱導(dǎo)率*大,液態(tài)次之,氣態(tài)*小。
金屬導(dǎo)熱主要依靠自由電子的熱運(yùn)動(dòng),導(dǎo)電性能好的金屬材料其熱導(dǎo)率也大。非金屬材料導(dǎo)熱主要依靠晶格結(jié)構(gòu)振動(dòng)產(chǎn)生彈性波的方式來(lái)傳遞能量。物理學(xué)中稱它為聲子傳遞能量。在傳遞過程中,若存在聲子散射的因素,如晶體缺隙、裂紋,熱導(dǎo)率會(huì)顯著下降。液體的熱導(dǎo)率在0.07-0.7W/(m?K)的范圍內(nèi),液體的導(dǎo)熱機(jī)理比較復(fù)雜。氣體的導(dǎo)熱是依靠分子熱運(yùn)動(dòng),高溫區(qū)分子的速度高于低溫區(qū),通過分子碰撞把能量傳給低溫區(qū)分子。氣體熱導(dǎo)率在0.006-0.7W/(m?K)范圍。氣體分子對(duì)熱導(dǎo)率影響較大,分子量越小、重量越輕、運(yùn)動(dòng)速度越快,熱導(dǎo)率就越大。電廠發(fā)電機(jī)采用氫氣冷卻代替空氣冷卻,冷卻效果較好就是這個(gè)道理。
溫度升高時(shí),純金屬內(nèi)電子和晶格熱運(yùn)動(dòng)都同時(shí)加劇,結(jié)果使在純金屬導(dǎo)熱過程中起主要作用的自由電子定向穿梭運(yùn)動(dòng)受阻。因此隨著溫度的升高,純金屬熱導(dǎo)率反而減小。非金屬導(dǎo)熱主要是依靠原子、分子和晶格的振動(dòng),溫度升高、振動(dòng)加劇,熱導(dǎo)率跟著升高。氣體導(dǎo)熱主要依靠分子熱運(yùn)動(dòng),溫度升高,熱運(yùn)動(dòng)加快,熱導(dǎo)率隨之上升。
在建筑、熱能、深冷技術(shù)中經(jīng)常使用絕熱或保溫材料。它們大都是多孔材料,孔中儲(chǔ)有導(dǎo)熱能力很差的空氣,所以能起到隔熱和保溫作用。而且它們都是不連續(xù)體,熱量傳遞既有固體骨架和空氣的導(dǎo)熱,還有空氣對(duì)流,甚至輻射作用。工程上把這種復(fù)合傳熱所折合的熱導(dǎo)率稱為表觀熱導(dǎo)率。表觀熱導(dǎo)率除受材料成分、壓力、溫度影響外,還受材料密度和含濕量的影響。密度越小,材料內(nèi)小空隙越多,表觀熱導(dǎo)率就越小。但密度小到一定程度時(shí),說(shuō)明內(nèi)部空隙增大或者已互相連通,引起內(nèi)部空氣對(duì)流,傳熱增強(qiáng),表觀熱導(dǎo)率反而增加。另一方面保溫材料中的孔隙容易吸附水分,水分在溫度梯度作用下的蒸發(fā)和遷移,使表觀熱導(dǎo)率大為增加。