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盡管本文是以電動機為背景,使用本文概念的類似的方法可用于發(fā)電機。

注1:GB/T 3836.15要求所有電機安裝過載保護裝置以提供過載和其他預期故障保護。一些保護等級,如“eb”通常要求一個附加Ex安全裝置以將最高表面溫度限制在標志的溫度組別內。在一些情況,過載保護裝置和Ex安全裝置合并為一個單元。本文件描述的溫升試驗在電機不連接過載保護裝置的情況下進行。

注2:相關標準可能要求考慮設備在爆炸風險方面的安全運行所要求的安全裝置的性能。

如GB/T 13002所指出,電機典型預期故障包括如下方面。單一防爆型式的要求可能不包括以下所有預期故障:

——由以下原因引起的慢變化熱過載：

●通風管上堆積粉塵過多,繞組或機座冷卻筋等部件上附著污垢等原因引起的通風或通風系統(tǒng)失效；

●環(huán)境溫度或冷卻介質溫度過高；

●逐漸增加的機械過載；

●斷續(xù)工作制電機超出工作制運行；

●電機電壓長期欠壓、過壓或不平衡；

●頻率偏差。

——由以下原因引起的快變化熱過載：

●電機堵轉；

●斷相；

●非正常狀態(tài)下起動,如慣量過大、電壓太低﹑負載轉矩異常大；

●負載突然大幅度增加；

●短時間內重復起動。

額定電壓的最大容差(正或負)均會在定子或轉子上引起最高表面溫度,通常取決于下列條件：

——額定功率小于5kW的小型異步電機﹐在高于額定電壓的條件下運行時,因為鐵耗和磁化電流隨著過電壓下鐵芯飽和而快速增加,通常出現(xiàn)最高表面溫度。

——功率為5 kW~20 kW的異步電機受多種決定性能的因素的影響,沒有具體設計的詳細了解不可能預測最主要影響。

——超過20 kW的異步電機,在低于額定電壓的條件下運行時,因電流增加導致ⅠR損耗的增加，通常出現(xiàn)最高表面溫度。在這種情況下﹐這些損耗通常高于過電壓引起的鐵耗和磁化電流所引起的損耗。

注3:所示額定功率是一般參考值,取決于相應的鐵芯磁化。

可使用GB/T 21211中詳述的確定溫度的替代方法。使用GB/T 21211中的方法時,最高表面溫度的確定應包含26.5.1中±5%或±10%電源電壓系數(shù)。

變頻器連接電機的最大表面溫升宜在最不利條件下,由下列試驗方法之一來確定：

——專用變頻器

●電機宜用預定變頻器進行試驗。

●如果變頻器輸出電壓和輸出電壓波形諧波含量與±10%的輸入電壓變化有效獨立,同時保持額定電機輸入電流(速度所依賴的)和電壓和頻率比,輸入電壓±10%的正常變化不必增加。

注4:當變頻器輸入電壓增加引起輸出諧波譜變化(甚至當輸出電壓的標稱正弦等效值保持恒定),會由于諧波效應和附加飽和損耗導致電機鐵芯損耗增加。

——相似變頻器

●當有足夠的信息判定相似性,則電機可用相似的變頻器進行試驗。通常視情況用附加安全系數(shù)來說明相似性。

●如果變頻器輸出電壓和輸出電壓波形諧波含量與±10%的輸入電壓變化有效獨立,同時保持額定電機輸入電流(速度所依賴的)和電壓和頻率比,輸入電壓±10%的正常變化不必施加。

注5:當變頻器輸入電壓增加引起輸出諧波譜變化(甚至當輸出電壓的標稱正弦等效值保護恒定),會由于諧波效應和附加飽和損耗導致電機鐵芯損耗增加。

——正弦電壓

電機不必使用相似變頻器試驗,但可在以下所有條件下用正弦電壓試驗：

●預期負載扭矩與速度的平方成比例；

●電機宜在額定速度下施加最大負載；

●電機速度范圍在最大額定速度的40%～100 %；

●宜用附加安全系數(shù)來說明由變頻器控制時產生的附加損耗,安全系數(shù)為15%溫升(單位K),除非計算證明有其他安全系數(shù)。

——在正弦電壓下試驗的“d”、"p”(見注8)、“t”型防爆電機

●提供合適的直接熱保護傳感器,通常在定子繞組中,有足夠的裕度以檢測和阻止轉子軸承、軸承蓋﹑軸伸端上出現(xiàn)過高溫度。裕度可以通過試驗或計算確定。傳感器的強制連接和使用,與安全裝置一起作為特殊使用條件。

當制造商、用戶和檢驗機構(如果涉及)協(xié)商一致時,可用有合適安全系數(shù)的計算或替代試驗來確定表面最高溫度。計算宜基于前期建立的具有代表性的試驗數(shù)據(jù),并按照GB/T 21209。

為確定最高表面溫度,需要確定變頻器連接電機的最不利條件,可能包括以下內容：

——扭矩/轉速特性[可變(平方定律)/線性/恒定轉矩與速度之比]:

●對用于可變轉矩負載的電機,在最大額定轉速下的最大功率下測定最高表面溫度；

●對用于線性負載和恒轉矩負載的電機,至少在最小和最大轉速下測定最高表面溫度；

●對用于復雜負載的電機,至少在轉速-轉矩曲線拐點處測定最高表面溫度。

——恒功率

●在最小和最大轉速下,測定最高表面溫度。

——電壓降(電纜長度、濾波器、變頻器)

●在方案設計和調試過程中,需要考慮所有元件的電壓降。因此,關于變頻器、濾波器的電壓降,沿電纜的電壓降,以及系統(tǒng)配置和變頻器輸入電壓的信息均需知道。制造商按GB/T 3836.1第30章準備的說明書宜提供所有必要相關信息,便于計算/設置運行范圍本文防爆云平臺整理發(fā)布。

——變頻器輸出特性(dv / dt 、開關頻率)

●低開關頻率往往增加電機的溫度?？赡苄枰厥馐褂脳l件以規(guī)定最小開關頻率。

●多電平變頻器(3或更高)通常導致電機發(fā)熱減少。

——冷卻劑

●用最小額定流量/最大額定冷卻劑溫度測定的最高表面溫度。

●可能需要特殊使用條件以規(guī)定冷卻劑要求。

注6:運行中,轉子溫度可能明顯比定子溫度高。該問題的重要性隨防爆型式不同。轉子溫度的測定對于“eb”“ec”或一些“pxb”保護等級的電機特別重要,但當熱轉子使這些高溫轉移到軸承,外部軸和密封件時,對“db”“pyb”"pzc”"tb”或“tc”保護等級也很重要。

注7:開關、脈沖和載波頻率被認為具有相同的含意。

注8:保護等級“pxb”可能需要一個強制的冷卻時間來使內部熱元件冷卻到標志的溫度組別。

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