电机温度高的危害.docx

电机发热会显著增加匝间短路的风险。发热是导致绕组绝缘材料性能下降甚至失效的核心因素之一，电机的绝缘材料在高温下会加速老化，常用的聚酯漆包线，其绝缘性能在持续高温环境中会逐渐下降。当温度超过其耐热极限时，绝缘层可能会出现裂纹、变脆甚至碳化，导致绝缘电阻降低。这会使电机的定子和转子绕组之间、绕组与外壳之间容易发生短路或接地故障，进而损坏电机。高温会使电机绕组的机械强度降低。在电机运行过程中，绕组会受到电磁力和机械振动的作用。当绕组温度过高时，其抗变形能力减弱，在长期的机械应力作用下，绕组可能会发生变形、位移甚至断裂。一旦绕组出现断裂或短路，电机的正常运行就会受到严重影响，甚至可能引发火灾等安全事故。电机的轴承通常需要润滑油脂来保证其正常运转。发热会使润滑油脂的性能下降，如油脂会变稀、流失，甚至发生化学变化而失效。当润滑油脂失效后，轴承的润滑效果变差，摩擦阻力增大，这不仅会进一步加剧轴承的发热，还可能导致轴承磨损加剧、卡死，最终使电机无法正常转动而损坏。电机内部的机械部件在高温下会发生热膨胀。如果膨胀不均匀，可能会导致部件之间的配合间隙发生变化，例如转子和定子之间的气隙变小，甚至出现扫膛现象。扫膛会使电机的转子和定子产生剧烈摩擦，产生大量的热量，进一步加剧电机的损坏，形成恶性循环。
具体机理和影响如下：
热分解：绕组绝缘层（如漆包线绝缘漆、云母带）在高温下会逐渐分解，失去机械强度和电气绝缘性能，导致线圈间局部短路。
热膨胀系数差异：不同材料（如铜导线与绝缘层）在反复热循环中膨胀收缩不一致，加速绝缘层开裂。
直接热击穿，当温度超过绝缘材料的耐温极限（如B级绝缘为130℃，F级为155℃），绝缘材料可能发生热击穿，导致相邻线圈之间导电。
高温会降低绝缘介质的击穿电压，使局部放电更容易发生，逐步破坏绝缘结构。绝缘层变脆后，绕组在电磁振动或机械应力作用下更易移位，导致线圈间接触短路。长时间超负荷运行导致电流增大，铜损（ I^2R ）和铁损（涡流、磁滞损耗）增加，温升加剧。
典型场景：风机、水泵等负载突然增大且未及时调整。
环境温度过高、通风口堵塞、风扇故障或冷却系统失效（如水冷系统泄漏），导致热量积聚。
匝间短路初期可能因电流局部增大进一步发热，形成恶性循环，加速故障扩大。
使用红外热像仪检测绕组温度分布，局部过热点可能预示绝缘劣化。正常运行时，电机温升应在铭牌标注范围内（如“△T≤75K”）。用兆欧表测量绕组对地及相间绝缘电阻，若值显著下降（如低于标准值的50%），可能伴随匝间问题。
使用专用匝间短路测试仪，通过高频脉冲或工频电源检测绕组是否存在局部放电或短路。  
确保散热系统正常（清洁风扇、检查风道），避免环境温度超过电机允许范围。
安装温度传感器或热继电器，超温时自动断电报警。
合理选型电机，确保负载在额定范围内。
使用变频器调节转速，避免恒定高负载运行。
检查绕组绝缘老化迹象（如变色、龟裂），及时更换受损线圈。
清理电机内部粉尘、油污，防止污染导致绝缘劣化。
对高温环境应用的电机，选用更高耐温等级的绝缘材料（如H级180℃）。
改善散热结构（增加散热片强制风冷）。
过载运行：当电机的负载超过其额定功率时，电机的电流会增大。过大的电流会使电机的绕组发热，同时也会增加电机的电磁应力。长期过载运行会使电机的绝缘材料加速老化，绕组温度升高，导致电机损坏。此外，过载还可能使电机的转速下降，影响电机的机械性能和工作效率。电压异常：电压过高或过低都会对电机造成损害。电压过高会使电机的电流增大，绕组发热加剧，同时也会增加电机的绝缘电压应力，容易导致绝缘击穿。电压过低则会使电机的转速下降，电流增大，电机的输出功率降低，长期低电压运行会使电机的绕组发热，降低电机的使用寿命。润滑不良：除了润滑油脂失效外，润滑不良还包括润滑油脂添加不足、使用了不合适的润滑油脂等情况。润滑不良会使电机的轴承磨损加剧，增加电机的运行噪音和振动，降低电机的运行效率，最终导致电机损坏。机械安装不当：电机的安装位置、安装方式以及与其他机械部件的连接方式等都对电机的运行有重要影响。如果电机安装不水平、对中不良或者连接部件的刚性不足等，都会使电机在运行过程中产生额外的机械应力和振动，导致电机的轴承、转子等部件损坏，影响电机的正常运行。电机发热是匝间短路的重要诱因，高温会加速绝缘老化、降低击穿电压，并可能引发局部放电。长期过载、散热不良或绕组缺陷会进一步加剧风险。定期监测温度、合理负载运行及预防性维护是避免此类故障的关键。