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红外热成像检测电机五类工作系统

日期:2019-08-23 05:04
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摘要: 在我国,电机系统用电量约占国内用电量的60% ,是非常重要的生产设备,几乎覆盖每个生产领域。在进入正题前,先来了解一下电机的基础知识。 电机,按工作原理可分成三大类: ● 直流电机; ● 异步电机; ● 同步电机 电机的工作系统可分为五类: 电机的五类工作系统,是相互关联而又截然不可分割的,因此电机诊断需要涉及较多技术领域。目前常用的电机诊断方法有: Ø 电流分析法分析电机的电气系统 Ø 振动分析法分析电机的机械系统、磁路系统...


在我国,电机系统用电量约占国内用电量的60% ,是非常重要的生产设备,几乎覆盖每个生产领域。在进入正题前,先来了解一下电机的基础知识。

 

电机,按工作原理可分成三大类: ● 直流电机 异步电机 同步电机

电机的工作系统可分为五类:


 

 

电机的五类工作系统,是相互关联而又截然不可分割的,因此电机诊断需要涉及较多技术领域。目前常用的电机诊断方法有:

Ø电流分析法分析电机的电气系统
Ø振动分析法分析电机的机械系统、磁路系统
Ø绝缘诊断法测试电机的绝缘系统
Ø温度诊断法检测电机的机械系统、磁路系统、散热系统、电气系统、绝缘系统
Ø振声诊断法测试电机的机械系统

Ø油质诊断法测试电机的机械系统

 

然而,并非所有的温度诊断法都能对电机进行**的预测性检测!而采用红外热成像仪则能进行**的预测性检测,它的优点:非接触式测量,可以成像,距离远,温度数据不抽样、不解体。不仅仅是测试温度,更可以直观的显示电机某一时刻的工作状态!

 

为什么红外热成像技术,能对电机的五类工作系统进行预测性检测?

 

因为热像仪一次能够捕获几万乃至几十万点的温度数据并生成红外图像。像素越多,同时测得的温度数据越多,生成的红外图像越细腻,越能找到真正的热点FOTRIC设备维护型热像仪,红外像素从80x80…384x288…640x480,多种选择满足各种需求。

 

对电机进行红外热成像检测,需要了解不同电机各部位的温度限值,以此来判断电机是否存在异常。电机各部位的温度限值:

 

Ø与绕组接触的铁芯温升(温度计法)应不超过所接触的绕组绝缘体的温升限值(电阻法),即A级为60℃,E级为75℃,B级为80℃,F级为100℃,H级为125℃。

Ø滚动轴承温度应不超过95℃,滑动轴承的温度应不超过80℃。因温度太高会使油质发生变化和破坏油膜。

Ø现场测试时,定子温度往往以不烫手为准。

 

FOTRIC X云热像,能够内置行业标准和专家经验,这些温度限值不用“死记硬背”,内置到云热像内,可在进行设备检测时自动调用,并给出设备的当前状态。

 

对于电机的五类工作系统,如何进行红外热成像检测?


电机进行红外热成像检测时应注意:

一、在额定负荷下温升未超过温升限度,仅由于环境温度过高,而使电机温度超过*大允许工作温度。这种现象说明电机本身是正常的。

解决办法:用人工方法使环境温度下降,如办不到,则需要减负载运行。

 

二、在额定负载下温升超出铭牌规定。不管什么情况,均属电机有故障,需要停机检查,特别对温升突然变大更要注意其原因有

 

(一)电气系统故障

Ø电机控制电路三相不平衡

  热像图直观呈现问题状态。


 

Ø电机与电缆接头发热

    对于此类故障,可清洁电缆接头表面后,紧固电缆接头螺钉。


 


(二)机械系统故障

Ø电机轴承热缺陷

   热像图直观反映,电机轴承处温度*高,在电机端盖表面有向外扩散的热传导趋势。


 


(三)绝缘系统故障以及磁路系统故障

Ø电机绝缘材料老化
Ø定转子相擦
Ø匝间短路
Ø局部铁芯损坏
Ø铁芯片间短路

Ø过载


 

通过红外热成像检测,可以发现电机整个定子表面温度非常高,电机定子两端温度较低,中间较高,此类异常可能由于过载或者绝缘材料老化导致。并非散热异常引起。而定子表面局部发热,可能由于局部铁芯损坏、铁芯片间短路、匝间短路导致。


(四)散热系统故障

Ø风扇损坏
Ø风扇未紧固
Ø风道堵塞

Ø风温不正常


 

根据红外热像分析:整个电机定子表面温度几乎一致,电机定子表面没有因尾端散热系统而引起对流降温现象。因此可以确认此类故障属于散热不佳。

 

电机散热系统,现场测试时,我们可能会遇到:


 

若现场实际测试时,碰到电机接线盒外壳温度分布异常,局部发热,可能外壳温度不高,但是一定要引起注意!


根据斯特藩-玻尔兹曼定律/Stefan Blotzmann Law:J =ε*δ* T4。热辐射约等于温度T的4次幂。所以电机的内部故障会热传导至电机外壳表面,并且有较为明显的热梯度显示。


打开之后我们发现:接线盒内部进水,电缆接头已经氧化。应当立即调整。


 

对于电机生产商,需要知道电机内部温度,我们该怎么办

虽然红外热像仪无法测试电机内部准确度,不过根据电机外表面的温度分布,可以简单计算出电机内部的温度高低。

 

我们看一下检测实例:


我们要测试一个B级电机的温度。其*高温度限制为80℃。我们先用热像仪测试电机外表面的温度*高处,然后用一个接触式的K型热电偶温度探头,接入到与刚才外表面高温处对应的内部区域(注意绝缘)。

之后,同时用热像仪与接触式的热电偶测试电机温度,等温度稳定之后,计算出热像仪与热电偶的温度差值,这个温度差值就是修正值。通过试验我们得知

B级电机的表面与内部的温差一般在25℃-30℃左右。所以只要B级电机的外表面温度稳定在50℃-60℃以下,即可保证电机的正常运行!

 

请注意:不同绝缘等级的电机内部空间和温度都不一样,若被测电机绝缘等级改变,可以根据上面的步骤重新计算出修正值。

 

 


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