浅谈变频器供电条件下电动机的温升与对策 

    摘要：随着变频调速技术的蓬勃发展，变频器供电电机的温升问题已引起人们的广泛
关注。本文首先讨论了电动机的温升限度；然后结合感应电机温升实验的相关数据分析了
变频器供电对电动机温升的影响及其原因；最后从降低发热量和提高散热能力两方面提

  

出缓解电机温升的措施，并指出了实际应用中应注意的问题。

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引言

    为节约能源和改善工艺控制，越来越多的工业过程利用变频器来提高生产系统的综合
效率。变频器输出的 PWM 脉冲电压谐波成分丰富、脉冲频率高且上升沿陡直，这种状况
与用 50Hz 的交流正弦波驱动电动机的状况大不相同，在能量转换过程中，电动机内部将
不可避免地产生损耗，使电动机的温度升高。当温升超过最高容许工作温度时，电动机的
使用寿命将大幅缩短。为此，研究电动机的温升问题及其缓解对策是十分重要的。此外，
由于电机结构复杂，散热条件不同，电机内部各个部分的温度分布和温升也不完全相同
[1]

 

，然而目前却很少有具体的数据资料可供参考。

    本文首先介绍电动机的温升限度，然后通过试验数据和原理分析相结合的方法说明变

 

频器供电条件下电动机的温升问题，进而介绍缓解温升的对策。

    2 

 

电动机的温升限度

    电动机中常用的绝缘材料，按其耐热能力，分为 A、E、B、F 和 H 等五级。A 级绝缘采用
经过浸渍或使用时浸于油中的棉纱、丝和纸等有机材料，E 级绝缘是聚脂树脂、环氧树脂
及三醋酸纤维等制成的绝缘薄膜，B、F、H 级绝缘的基本材料均为云母、石棉及玻璃纤维，
但浸渍用漆的耐热性能不同。

    上述耐热能力是指可以长期在该温度下使用。当工作温度超过最高容许工作温度时，
使用寿命将迅速缩短。试验表明，对 A 级绝缘，若一直处于 90～95℃时，其使用寿命可
达 20 年；当工作温度在 95℃以上时，温度每增高 8℃，绝缘的使用寿命就将减少一半
（俗称 8℃定理）；例如一直工作在 110℃，寿命就只有 4～5

 

年。

    一般电动机多用 E 级和 B 级绝缘。要求在高温场合下使用的电动机，如起重及冶金用电
动机，常采用 F 级和 H

 

级绝缘。

电动机某一部分的温度和周围冷却介质的温度之差称为该部件的温升，一般用 θ 表示。当
该部分所用绝缘材料确定后，部件的最高容许工作温度就确定了，此时温升限度就取决

 

于冷却介质的温度。冷却介质的温度越高，容许的温升就越低。

    考虑到全国各地区和各个季节环境温度的变化较大，国家标准 GB755-87（电动机基本
技术要求）明确规定，在海拔 1000m 以下时，环境空气温度规定为 40℃，当最高环境温
度比 40℃高出 Δt0 时(Δt0 不超过 20℃），温升限度应相应地减低 Δt0；如低于 40℃时，
温升限度一般维持原值不变。当海拔在 1000m 以上，但不超过 4000m 时，温升限度按试

 

验和使用地点的海拔差别进行校正。