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盡管(guan)本(ben)文是以電動機為背(bei)景,使用本(ben)文概念的類(lei)似的方(fang)法(fa)可用于發(fa)電機。

注1:GB/T 3836.15要(yao)(yao)求所有(you)電機安裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)過(guo)載保(bao)(bao)護裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置以(yi)提供過(guo)載和(he)(he)其他預期故障(zhang)保(bao)(bao)護。一(yi)些保(bao)(bao)護等級,如“eb”通常要(yao)(yao)求一(yi)個附加Ex安全裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置以(yi)將最高表面溫(wen)(wen)度限制在(zai)(zai)標志的溫(wen)(wen)度組別內。在(zai)(zai)一(yi)些情況,過(guo)載保(bao)(bao)護裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置和(he)(he)Ex安全裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置合(he)并為一(yi)個單元(yuan)。本文件描述的溫(wen)(wen)升(sheng)試驗在(zai)(zai)電機不連接過(guo)載保(bao)(bao)護裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置的情況下進行。

注2:相(xiang)關標準可能要(yao)求考慮設備在(zai)爆炸風險(xian)方面的安全運(yun)行所要(yao)求的安全裝置的性(xing)能。

 如GB/T 13002所(suo)指出,電機典型(xing)預(yu)(yu)期故障(zhang)包(bao)括如下方面。單一防爆型(xing)式的要求可(ke)能不(bu)包(bao)括以下所(suo)有(you)預(yu)(yu)期故障(zhang):

——由以下原因引起的慢變化熱過載：

●通風(feng)管(guan)上堆(dui)積粉(fen)塵(chen)過多,繞組(zu)或機座冷卻筋等部件上附(fu)著污(wu)垢等原因引起的通風(feng)或通風(feng)系統失效；

●環境溫度或(huo)冷卻介(jie)質溫度過高；

●逐漸增加(jia)的(de)機械過載；

●斷續工(gong)作制電機(ji)超出工(gong)作制運行；

●電(dian)機電(dian)壓(ya)長期欠壓(ya)、過壓(ya)或不平衡；

●頻(pin)率偏差。

——由以下原因引起的快變化熱過載：

●電機堵轉；

●斷相；

●非正常狀態下起動,如(ru)慣量過(guo)大(da)、電壓(ya)太低﹑負載轉矩異常大(da)；

●負載突然大(da)幅(fu)度增加；

●短時(shi)間內重復起(qi)動(dong)。

額定(ding)電壓的(de)最大容差(正或負)均會在定(ding)子(zi)或轉子(zi)上引(yin)起(qi)最高表面溫度,通常(chang)取(qu)決于下列條件：

——額定功率(lv)小于(yu)5kW的小型異(yi)步電機﹐在高(gao)于(yu)額定電壓(ya)的條件下(xia)運行時,因為鐵(tie)耗和磁化電流隨著過電壓(ya)下(xia)鐵(tie)芯(xin)飽和而快速(su)增加,通(tong)常出現最高(gao)表(biao)面溫度。

——功(gong)率為5 kW~20 kW的(de)異(yi)步電機受多(duo)種(zhong)決定性能(neng)的(de)因素的(de)影(ying)響(xiang),沒有(you)具體設計的(de)詳細了解不可能(neng)預測最主要影(ying)響(xiang)。

——超過(guo)20 kW的(de)異步(bu)電(dian)機,在低于額定(ding)電(dian)壓的(de)條(tiao)件(jian)下運行時,因電(dian)流(liu)(liu)增加導致(zhi)ⅠR損耗的(de)增加，通常出(chu)現最高表面溫度。在這種情況下﹐這些損耗通常高于過(guo)電(dian)壓引起的(de)鐵耗和磁化電(dian)流(liu)(liu)所引起的(de)損耗。

注3:所示額定功率是一(yi)般(ban)參考值,取決于相應的鐵芯(xin)磁化。

可使用GB/T 21211中詳述的(de)(de)確定溫(wen)度的(de)(de)替代方(fang)法。使用GB/T 21211中的(de)(de)方(fang)法時,最高表面溫(wen)度的(de)(de)確定應包含26.5.1中±5%或±10%電(dian)源電(dian)壓(ya)系數。

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(ji)宜用預定變(bian)頻器進行試驗。

●如果變頻器輸(shu)出電(dian)(dian)壓和輸(shu)出電(dian)(dian)壓波(bo)形諧(xie)波(bo)含量與±10%的(de)輸(shu)入電(dian)(dian)壓變化(hua)有效(xiao)獨立(li),同時保持額定電(dian)(dian)機輸(shu)入電(dian)(dian)流(速(su)度所(suo)依(yi)賴的(de))和電(dian)(dian)壓和頻率比,輸(shu)入電(dian)(dian)壓±10%的(de)正常變化(hua)不必(bi)增加。

注(zhu)4:當變頻器輸(shu)入電(dian)壓增加引起輸(shu)出諧波(bo)譜變化(甚至當輸(shu)出電(dian)壓的標稱正弦等(deng)效(xiao)值保(bao)持恒定(ding)),會由于諧波(bo)效(xiao)應(ying)和附加飽和損耗導(dao)致(zhi)電(dian)機鐵芯損耗增加。

——相似變頻器

●當有足夠的信息判定相(xiang)似(si)(si)性,則電機可用相(xiang)似(si)(si)的變頻器(qi)進行(xing)試(shi)驗(yan)。通常視情況用附加安全系數(shu)來說明相(xiang)似(si)(si)性。

●如果變(bian)頻(pin)器輸出電(dian)(dian)壓(ya)(ya)和輸出電(dian)(dian)壓(ya)(ya)波(bo)形(xing)諧波(bo)含量(liang)與±10%的輸入(ru)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)變(bian)化有效(xiao)獨立,同(tong)時(shi)保持額定電(dian)(dian)機輸入(ru)電(dian)(dian)流(速度(du)所依賴的)和電(dian)(dian)壓(ya)(ya)和頻(pin)率比,輸入(ru)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)±10%的正常(chang)變(bian)化不必(bi)施加。

注(zhu)5:當變頻(pin)器輸(shu)入電壓(ya)增加引起(qi)輸(shu)出諧波譜(pu)變化(hua)(甚(shen)至當輸(shu)出電壓(ya)的(de)標稱正弦等(deng)效值保護(hu)恒定),會(hui)由于(yu)諧波效應和附加飽和損耗(hao)導致電機鐵芯損耗(hao)增加。

——正弦電壓

電機不必(bi)使用相似變頻器試驗,但可在以下所有條件(jian)下用正弦電壓試驗：

●預(yu)期負載扭矩(ju)與速度的平方成(cheng)比例(li)；

●電機宜在額(e)定速度下施加(jia)最大負載；

●電機速度(du)(du)范圍在最大(da)額定速度(du)(du)的40%～100 %；

●宜用附(fu)加(jia)安(an)全(quan)系數(shu)來說(shuo)明由變頻器控制時產生的(de)附(fu)加(jia)損(sun)耗,安(an)全(quan)系數(shu)為15%溫升(sheng)(單位K),除(chu)非計(ji)算證(zheng)明有其他安(an)全(quan)系數(shu)。

——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(jie)熱保護傳(chuan)感器,通常(chang)在定(ding)子繞組(zu)中,有足夠的裕度以檢測和阻止(zhi)轉(zhuan)子軸承、軸承蓋﹑軸伸端上出(chu)現過(guo)高溫度。裕度可以通過(guo)試驗或計算確(que)定(ding)。傳(chuan)感器的強制連接(jie)和使用(yong),與安(an)全裝置(zhi)一起作為特殊使用(yong)條件(jian)。

當制造商(shang)、用(yong)戶和檢驗機構(如果涉及(ji))協商(shang)一致時(shi),可用(yong)有(you)合適安全系數(shu)的(de)計算或替代(dai)試(shi)驗來確定表(biao)面最高溫度。計算宜基于前期建立(li)的(de)具(ju)有(you)代(dai)表(biao)性的(de)試(shi)驗數(shu)據,并(bing)按照GB/T 21209。

為確(que)定(ding)最(zui)高表面溫度,需要確(que)定(ding)變頻器連接電機的最(zui)不利(li)條件(jian),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(bian)轉(zhuan)矩負(fu)載的電機(ji),在最大額定轉(zhuan)速下(xia)的最大功(gong)率下(xia)測(ce)定最高(gao)表面溫度；

●對(dui)用于線(xian)性負載和恒轉(zhuan)矩負載的(de)電(dian)機,至少(shao)在(zai)最小和最大轉(zhuan)速下測定(ding)最高表(biao)面溫(wen)度(du)；

●對用于(yu)復(fu)雜負(fu)載的電(dian)機,至(zhi)少在(zai)轉(zhuan)速-轉(zhuan)矩曲(qu)線拐點處測定(ding)最高表面溫度(du)。

——恒功率

●在最(zui)小和(he)最(zui)大轉(zhuan)速(su)下,測定最(zui)高表(biao)面溫度。

——電(dian)壓降(電(dian)纜(lan)長(chang)度、濾(lv)波器、變(bian)頻器)

●在方(fang)案設(she)計和(he)調試過程中,需(xu)要(yao)考(kao)慮所(suo)有元件(jian)的電壓降。因此,關于變(bian)頻器、濾(lv)波(bo)器的電壓降,沿電纜的電壓降,以及系統(tong)配置和(he)變(bian)頻器輸入電壓的信息均需(xu)知(zhi)道。制造(zao)商按GB/T 3836.1第30章準(zhun)備(bei)的說(shuo)明書宜提供所(suo)有必(bi)要(yao)相(xiang)關信息,便于計算/設(she)置運行范圍本(ben)文防爆云平(ping)臺整理發布。

——變頻器輸出特性(dv / dt 、開關頻率)

●低開關(guan)頻(pin)(pin)率往(wang)往(wang)增加電機的(de)溫(wen)度(du)。可能需要(yao)特殊使用條件以規定最小(xiao)開關(guan)頻(pin)(pin)率。

●多(duo)電平變頻器(qi)(3或更(geng)高)通(tong)常導致電機發(fa)熱減(jian)少。

——冷卻劑

●用最(zui)小額(e)定流量/最(zui)大額(e)定冷卻(que)劑溫度(du)測(ce)定的最(zui)高表面溫度(du)。

●可能需(xu)要(yao)特殊(shu)使用(yong)條件以規定冷卻劑要(yao)求。

注(zhu)6:運行中,轉子溫(wen)度可能明顯比定子溫(wen)度高(gao)。該問題(ti)的重要(yao)性隨防爆型(xing)式不同。轉子溫(wen)度的測定對于“eb”“ec”或(huo)一些“pxb”保護(hu)等級的電機(ji)特別重要(yao),但(dan)當熱(re)轉子使這些高(gao)溫(wen)轉移到軸(zhou)承,外部軸(zhou)和密封(feng)件(jian)時,對“db”“pyb”"pzc”"tb”或(huo)“tc”保護(hu)等級也很(hen)重要(yao)。

注7:開關、脈沖和載波頻率被(bei)認為具(ju)有相同(tong)的(de)含意。

注8:保(bao)護等(deng)級“pxb”可能需要(yao)一(yi)個強制的(de)冷(leng)卻時(shi)間來使內(nei)部熱元件冷(leng)卻到標志的(de)溫(wen)度組別。