Температура отдельных частей электрических машин может быть измерена тремя методами: методом термометра, методом сопротивления, методом заложенных термопреобразователей.
Метод заложенных термоприемников Термоприемниками, которые закладываются при изготовлении ЭМ, могут служить термометры сопротивления, полупроводниковые терморезисторы, термопары. Они обычно закладываются в места машины, где ожидаются наибольшие температуры.
Для изготовления термометров сопротивлений используют медь и платину.Их достоинства: стабильный температурный коэффициент сопротивления; линейная зависимость сопротивления от температуры. Для температуры до 200 °С пригодны медные термометры сопротивления, для более высоких температур (до 650 °С) - платиновые. При 0 °С термометры имеют сопротивления 10,50 или 100 Ом + 0,2 %.
Терморезисторы. Характерная их особенность - значительное изменение их сопротивлений с повышением температуры. Материалом для изготовления металлических терморезисторов служат платина, медь, никель, вольфрам. Медные и никелевые терморезисторы изготавливают из калиброванного микропровода в стеклянной изоляции. Ассортимент полупроводниковых резисторов достаточно велик: при 20 °С они имеют диапазон сопротивлений 0,3 - 3300 кОм при относительно небольших размерах. Существенный недостаток терморезисторов по сравнению с термометрами сопротивления - большой разброс их характеристик, что требует градуировки каждого терморезистора.
Термопары - наиболее распространенный вид термоприемников. Для электрических машин применяли стандартные хромель-алюминиевые и хромель-копелевые термопары, первые создают ЭДС 0,04 мВ на 1 0С, а вторые - 0,07 мВ на 1 °С. Применяют также нестандартные термопары из медьконстанта с ЭДС 0,04 мВ на 1 °С.
|
|
Метод встроенных термоприемников В отличие от метода заложенных термоприемников, когда термоприемники закладываются при изготовлении электрической машины и служат для контроля температуры как при испытаниях, так и во время ее эксплуатации. В данном случае термоприемники встраиваются в отдельные части ЭМ лишь на время испытаний. Термоприемниками могут служить термометрысопротивлений, терморезисторы или термопары.
Метод термометра Этот метод позволяет определить температуру поверхности в точке приложения термометра. Под термином «термометр» понимают не только лабораторные стеклянные термометры расширения - ртутные или спиртовые с ценой деления не более 1 оС, но и любые переносные термоприемники, в том числе и термометры сопротивления.
При использовании термометров расширения элемент, соприкасающийся с измеряемой частью машины, следует обернуть оловяннойилиалюминиевой фольгой и плотно прижать к нагретой поверхности машины. При наличии переменных магнитных полей в месте измерений следует применять спиртовые термометры, т.к. в ртутных могут индуцироваться вихревые токи, вызывающие нагрев ртути. Теплочувствительные элементы термометра следует изолировать от охлаждающего воздуха.
Для измерения температуры вращающихся частей машины возможны два способа передачи измерительного сигнала: через контактную пару щетки - кольцо или бесконтактный. При этом дополнительная погрешность не должна превышать 2°С.
|
|
Среди бесконтактных способов передачи сигналов о тепловом состоянии вращающейся части машины привлекаются внимание два способа, используйте низкотемпературные фотоэлементы и сверхвысокую частоту (СВЧ).
В настоящее время промышленностью выпускаются фотоэлектрические термометры. Для СВЧ применяются СВЧ - резонаторы, встраиваемые в место измерения температуры. При изменении температуры меняется резонансная частота резонатора, что фиксируют приемники этого излучения, которые могут быть отградуированы в градусах.
Метод сопротивления Широко используется для определения среднего превышения температуры изолированных обмоток ЭМ. Он основан на измерении зависимости сопротивления обмотки от ее температуры. Для определения превышения температуры обмотки над температурой охлаждающей среды измеряют сопротивление обмотки при постоянном токе в практически холодном и в нагретом состоянии.
Превышение температуры обмотки над температурой охлаждающей среды можно определить по формуле
где Jн, Jх - соответственно температуpa обмотки в нагретом и в практически холодном состоянии; Jо - температура охлаждающей среды; J -температура, к которой отнесен температурныйкоэффициент сопротивления материала a;
rн, rх – соответственно сопротивления обмотки в нагретом и в практически холодном состоянии.
При температуре J = 15 °С температурный коэффициент меди a = 0,004 = 1/250; тогда 1/a - J = 235.
Для медной обмотки превышение температуры может быть определено по формуле
Дляалюминиевой: 
Пример: rн=4 Ом; rх=3 Ом; Jх=25о; Jн=100о; Jо=25о.
DJ= 