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当电机在室温（环境温度）下开始运行时，由于内部能量耗散，电机逐渐升温，导致电机温度高于环境温度。这种高于环境温度的增加被称为 电机温升。它是反映电机散热能力和绝缘效率的重要性能指标。如果电机温升超过规定限值，可能会导致绝缘劣化、效率降低，甚至电机故障。
为了进一步提高电机的安全性和耐用性，一个常见的策略是使用 F级绝缘，同时根据B级温升标准评估电机。这意味着，即使电机采用 F 级绝缘材料（最高允许温度为 155°C），电机的温升仍根据更严格的 B 级绝缘标准（允许最高温度）进行评估。 130°C）。通过遵守这一更严格的标准，电机的可靠性和使用寿命显着提高。
什么是电机温升？
电机温升可使用以下公式计算：
电机温升（K）=电机温度（°C）-环境温度（°C）
例如，如果电机温度为 80°C，而环境温度为 30°C，则温升为：
80°C - 30°C = 50K
这里使用的测量单位是开尔文 (K)，其中 1K 升高对应于 1°C 升高。通过监测电机温升，您可以确定电机是否在安全范围内运行，并决定是否需要采取冷却措施。
为什么使用 B 级标准评估电机温升？
使用 B 级标准评估温升可确保电机具有更高的安全裕度。 虽然 F 级绝缘的最高允许温度为 155°C，但在较低的 B 级温升标准 (130°C) 下评估电机可提供更高的可靠性并延长电机的使用寿命。这种“降级评估”的方式有效防止了绝缘材料因高温而过早老化，降低了电机因过热而发生故障的风险。
绝缘等级及其温度限制
电机的绝缘等级直接决定其温升极限。常用的绝缘等级是根据绝缘材料的热性能进行分类的，如下图：
- A级绝缘：最高允许温度105°C
- E级绝缘：最高允许温度120°C
- B级绝缘：最高允许温度130°C
- F级绝缘：最高允许温度155°C
- H级绝缘：最高允许温度180°C
下表提供了 B、F 和 H 绝缘等级的比较：
| 普通绝缘等级 | 最高允许工作温度 (°C) | 环境温度（°C） | 温升极限（K） |
|---|---|---|---|
| 乙 | 130 | 40 | 80 |
| F | 155 | 40 | 105 |
| H | 180 | 40 | 125 |
从表中我们可以看出，B级绝缘的温升极限为80K，而F级和H级分别为105K和125K。当我们采用F级绝缘，但按照B级标准考核电机时，需要严格控制温升在80K以下，保证电机有更高的安全裕度。
使用 B 级温升评估的好处
- 增强电机可靠性：较低的温升可减少绝缘材料的热应力，延缓其老化并延长电机的使用寿命。
- 提高恶劣环境下的性能：B级电机在高温、高湿、多尘环境下性能更好、运行更稳定。
- 降低失败风险：如果电机的温度能够保持在远低于 F 级限制的水平，则因过热而导致故障的可能性就会显着降低。
电机温升国家标准
在我国，为保证电机能够适应各种环境条件，国家标准规定电机冷却风温度应设置在40℃。该标准使得电机能够在不同地区全年稳定运行。一旦确定了冷却介质（例如空气）的最高温度，制造商就可以根据绝缘等级和环境条件来定义电机的温升限制。
测量电机温升的方法
准确测量电机温升对于确保安全运行至关重要。 以下是两种常用的方法：
- 电阻法：这涉及在电机停止后测量绕组的电阻并将其转换为温度。虽然精确，但需要快速测量才能确保准确性。
- 嵌入式温度传感器方法：此方法涉及将温度传感器直接嵌入电机中来测量温度。虽然这种方法误差较低，但传感器可能并不总是处于电机的最高温度点，因此通常考虑 5°C 的裕度。
如果电机温升超过限制会发生什么？
如果电机的温升超过允许限度，可能会导致以下几个问题：
- 绝缘劣化：高温会加速绝缘材料的老化，降低其绝缘性能。
- 效率降低：过热会增加能量损失，导致效率下降。
- 电机损坏：在温升极限以上连续运行会导致绝缘故障，导致电机烧毁或完全故障。
现实世界的例子
例如，如果电机铭牌规定允许温升为90K，环境温度为35℃，则绕组的最高温度不应超过：
35°C + 90K = 125°C
如果绕组温度超过125°C，电机内部的绝缘材料可能会失效，造成严重损坏。
但如果电机采用F级绝缘，并按照B级温升标准进行评估，则实际运行温度将远低于绝缘的最高阈值，大大提高了电机的安全性和可靠性。
结论：通过 B 级温升评估增强电机安全性
尽管 F 级绝缘允许的最高温度为 155°C，但在 B 级温升标准下评估电机是一种更安全的方法。该方法有效防止绝缘材料因高工作温度而过早老化，降低电机故障风险。
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