绕组法是测量马达线圈温升的专业方法,通过电阻变化间接计算温度升高值,适用于旋转部件和整体温升评估。本文详解IEC 60335-1标准要求的测试原理、计算公式及关键操作要点,帮助掌握安规测试核心技术。
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绕组法测量马达线圈温升方法介绍

2012-09-26 12:34:48 栏目:关注安全
核心导读
文章脉络/关键词: 绕组法温升测量、马达线圈温升测试、IEC 60335-1安规标准、电机转子温度测量、电阻法测温升
内容摘要: 绕组法是测量马达线圈温升的专业方法,通过电阻变化间接计算温度升高值,适用于旋转部件和整体温升评估。本文详解IEC 60335-1标准要求的测试原理、计算公式及关键操作要点,帮助掌握安规测试核心技术。
AI 深度解读
绕组法作为电机安规测试的重要技术手段,其核心价值在于解决了传统热电偶法无法测量旋转部件的难题。该方法基于金属电阻温度系数特性,通过对比试验前后绕组电阻变化来推算平均温升,相比表面测温更能反映线圈真实热状态。在实际应用中,零秒电阻的精确获取是技术关键,通常采用多点作图外推法消除断电后热惯性影响。值得注意的是,绕组法测得结果通常比热电偶法高约10K,这一差异源于平均温度与表面温度的物理区别。对于家电制造企业而言,掌握该方法不仅关乎产品合规性,更是优化电机热设计、提升产品可靠性的重要依据。建议测试人员重点关注转子复位对R1测量的干扰,并建立双人协作的标准化操作流程。

    在安规测试中,我们一般采用热电偶法来获取待测设备内部各个点的温升情况。但是例如马达线圈转子由于其正常工作情况下运动的特性以及定子中表面某个点的温升并不能更好的反映其整体温升情况,因此,对与上述情形,我们可采取测量试验前后电阻来间接得出其温升值,即绕组法。在家用电器安全标准IEC 60335-1中,对马达线圈的温升,要求必须用绕组法来测量。为使广大客户更加了解绕组测试温升方法,摩尔实验室(MORLAB)特撰此文以做简要介绍。
   
    绕组法测温升的原理是:铜、铝等金属,其电阻随温度的变化会呈现某一特定的规律。

    绕组温升由下式计算求得:△t =(R2-R1)/R1(k+t_1)-(t_2-t_1)

    △t——绕组温升;
    R1——试验开始时电阻;
    R2——试验结束时电阻;
    k——对铜绕组,等于234.5;对于铝绕组,等于225;
    t_1——试验开始时的室温;
    t_2——试验结束时的室温;

    在上述公式中各个值的测试过程中,试验开始时绕组应处于室温。试验结束时零秒电阻的获取是整个绕组法测温升的关键之处,由于马达线圈在正常工作情况下是运动的部件,要想直接在断电的一瞬间测量其电阻几乎是不可能实现的。并且在测试电路中存在电容和电感,在正常工作情况下会产生振荡信号,会极大干扰测试结果的准确性。所以我们一般会采用作图取点法利用衰减规律去推算零秒电阻,如下图所示。

 

    如图所示,由于线圈电阻随温度变化呈现某一特定规律,通过测量线圈5s 、10s 、15s三个时间点的电阻,由作图法我们即可粗略估算出线圈零秒电阻。通过微电阻测试仪、秒表,分别测量5S、10S、15S三个时间点的线圈电阻。

    需要注意的是,由于转子在试验后,有很大的可能改变其初始位置,而导致电阻变化。此处R1的电阻应在试验结束,待线圈冷却后测量,以保证试验前后线圈电阻不会受转子位置改变的影响。    

    另外,绕组法线圈电阻所测的是绕组平均温度,相对于热电阻法测的表面温度更能够反映线圈真实温升,并且绕组法可以测量旋转的转子温升,这一点是热电偶法所不能达到的(实际操作中,绕组法所测得温升往往比热电偶法高出10K左右)。绕阻法测试操作难度比较高,实际操作中一般需要两个人合作完成。因此,在安规测试中,绕组法一般仅限于测量线圈温升,对于其它部件的温度,目前还是以热电偶法为主。

    摩尔实验室(MORLAB)拥有世界一流的检测设备和一批对安规相关技术、标准法规有充分了解的技术人员,在各种产品的安全、性能等领域有着丰富的测试经验,可帮助您的产品更快,更好的通过各国安全认证的要求。

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常见问题
Q: 绕组法和热电偶法测量马达温升有什么区别?
A: 绕组法通过测量电阻变化计算平均温度,适用于旋转的转子线圈,能反映整体温升;热电偶法测量表面定点温度,无法用于运动部件。实际测试中绕组法结果通常比热电偶法高约10K,IEC 60335-1标准强制要求马达线圈必须使用绕组法。
Q: 为什么试验结束时的零秒电阻无法直接测量,需要作图估算?
A: 因为马达线圈断电瞬间仍在运动,且测试电路中的电容电感会产生振荡信号干扰测量。实际操作中通过测量5秒、10秒、15秒三个时间点的电阻值,利用衰减规律作图外推,从而估算出断电瞬间的零秒电阻值。
Q: 公式中的k值234.5和225分别代表什么,如何选择?
A: k值是金属材料的特性常数,234.5对应铜绕组,225对应铝绕组。选择时需根据马达线圈的实际材质确定,用错k值会导致温升计算结果出现系统性偏差。
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