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异步电机温升计算解析
作者：陈辉
来源：《沿海企业与科技》2012年第04期
［摘 要］ 本章对实际应用中异步电机温升和计算进行解析。 ［关键词］ 异步电机温升；计算；解析
［作者简介］ 陈辉，江苏省启东市产品质量监督检验所所长助理，助理工程师，江苏 启东，226200
［中图分类号］ TM343 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1007-7723（2012）04-0050-0002 异步电机属于面广量大的产品，耗电量占全国用电量很大的比重，对工农业、科技国防的进步，能源的开放、利用及节约均起到至关重要的作用。为科学技术发展和自动化程度的提高，对电机质量、品种的要求越来越严格，本文就异步电机温升和计算作如下解析： 一、将定子作为均匀发热体时电机表面温升θs的表达式
定子可以视为一均匀发热的物体，当发热与散热在某一温度下达到平衡状态时，电机表面温升θs可用下式表示： θs=Q/αS（K） (1)
式中 Q——稳态时单位时间定子所产生的热量（W）； α——定子表面的传热系数（W/（Kocm2））,见表1； S——定子表面面积（cm2）。
式1表明：无外风扇的电机的表面温升与定子产生的热量成正比；与散热系数、散热面积成反比。其中散热系数α与电机表面状况有关，电机在使用中若表面积有灰尘、污垢使α变小，从而使温升增高。
二、计入定子本身散热途径中各部分温度降之后的定子绕组温升
空气冷却的电机的散热主要由两大途径——固体之间及固体与气体之间构成。 （一）固体之间温度降
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固体之间温度降粗略地可以看成由两部分组成——绝缘层中（包括浸渍漆及漆膜）及铁心中（机座与铁心可视为一体）。 1． 绝缘层中的温度降θi θi=Qδi/Sλ(K)
式中Q——由绕组产生并经绝缘传出经绝缘传出的热量（W）； δi—— 绝缘层厚度（cm）； S——绝缘部分散热面积（cm2）； λ——热导率（W/（Kocm））,见表2：
将公式中的Q用相应部分的定子铜耗Pcul(W)代入，即为该处绝缘层中的温度降。如计算糟部：
θ■= P■δ■/Sλ（l/lc） （K） 若计算端部：
θ■= P■δ■/Sλ（lE/lc） （K） l——铁心长（cm）；
l■——半匝线圈平均长（cm）； l■——半匝线圈端部平均长（cm）。
计算时，若槽部θ■、S、λ与端部的不同，则代入θi公式时应分别取值。 2. 铁心表面的平均温升θ■
θ■=Q/αS=ΣP/αS=[（P■+0.5P■）+P■（l/lc）]/ αS 式中S——定子铁心内圆面积； S=πK■l（cm■） P■——铁耗（W）；
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P■——电机的杂散损耗（W）； P■——定子铜耗（W）。
（二）绕组端部表面对空气的温升θ■=P■/α■S■（K） 式中P■——端部绕组铜耗，P■=+P■l■/ lc（W）； α■——端部表面的散热系数；
S■-、——端部绕组面积，S■= L■l■Zl（cm■） L——为绝缘线圈断面的外缘周长（cm）。 （三）定子线组温升θ■ θ■=θ■l+θ■l■/（l+l■） （K）
式中θ■——绕组有效部分温升，θ■=θ■+ θ■ （K） θ■——绕组端部温升，θ■=θ■+θ■ （K） 三、计入转子辐射之后的定子绕组温升
转子对定的热辐射对定子绕组的温升θl有一定影响，尤其对冷却方式为IC0141的封闭式电机，这已为实践所验证。但目前国内有关电机设计方面的书籍上，在计算θl时均未将转子的热辐射（用计入转子铜耗P■来考虑）计入后，经试验修正得出以下θ■的计算公式。 θ■=Kl PFe+Pcul+K2 Pcu2/αS （K） S=πD■l■/2+πD■l （cm■）
式中α——用定子温升实测值统计数据按上式反算后求得的经验系数（W/（cm■oK））； D■——定子铁心外径（cm）； L——铁心长（计及通风沟）（cm）；
K■、K■——经热路计算及试验获得的修正系数，求法见文献。