Оптимальные термометрические средства используемые для контроля температуры тяговых двигателей. Анализ методов измерения температуры частей электрических машин

Таблица 3.7 - Серийно выпускаемые поверхностные термоэлектрические преобразователи

Тип ТП	Назначение	Градуировка	Пределы измерения, °С	Показатель тепловой инерции, с	Механическая устойчивость
ТХА-1479	Для измерения температуры поверхностей	ХК	0…400	60	О
ТХК-1479	Для измерения температуры поверхностей	ХК	0…400	60	О
ТХК-582	Для измерения температуры головок прядильных машин	ХК	0…300	5	ВУ
ТХК-834	Для измерения температуры поверхности металлических аппаратов	ХК	0…400	Не норм.	О

Продолжение таблицы 3.7

Тип ТП	Назначение	Градуировка	Пределы измерения, °С	Показатель тепловой инерции, с	Механическая устойчивость
ТХКП-18	Для измерения температуры поверхности твёрдых тел в промышленности	ХК	0…400	40	О

Примечания: ВУ - виброустойчивые;  О – обыкновенные.

 

4 Оптимальные термометрические средства используемые

для контроля температуры тяговых двигателей

Задача теплового контроля заключается в выдаче информации о тепловом состоянии оборудования с целью предупреждения термических повреждений при эксплуатации [7].

Значения измеряемой температуры составляют обычно 50…180°С. В таком диапазоне температур можно производить измерения достаточно точно, но условия измерения в тяговых двигателях достаточно сложны.

Помехами для измерения температуры в тяговом двигателе являются: сильное электромагнитное поле; вибрация элементов конструкции; высокие механические нагрузки. Это усложняет измерение и предъявляет особые требования к измерению и контролю температуры.

В соответствии с правилами «Измерение и контроль температуры в электрических машинах» к контролю и измерению температуры предъявляются следующие требования:

- результата измерения должен соответствовать значению измеряемой величины;

- механический износ устройств системы должен отсутствовать даже при длительном сроке эксплуатации;

- измерительное устройство должно быть нечувствительным к воздействию неблагоприятных условий;

- измерительное устройство не должно содержать механических узлов, к которым предъявлялись бы слишком высокие требования в отношении точности изготовления;

- механическая конструкция температурных индикаторов должна быть в максимальной степени совместима с конструкцией широкого класса вращающихся машин;

- температурный индикатор должен работать в условиях для электрических машин соответствующих классу H по электроизоляционным материалам;

- необходимо обеспечивать возможность измерения в любых конструктивных точках вращающихся и не вращающихся частей машины при различных температурных режимах;

- исключение нарушения температурных полей при измерении;

- температурные индикаторы должны быть малоинерционными, стабильны во времени;

- измерение на якоре электрической машины должны производиться да частоты вращения n=4000 об/мин не зависимо от направления вращения машины [10].

Вышеперечисленные требования относятся ко всем электрическим машинам. Эти требования по контролю и измерению температуры на полном основании можно отнести к тяговым электродвигателям [10].

Исходя из данных требований, предъявляемых температурному контролю, наиболее приемлемыми из датчиков являются: термопреобразователи сопротивления, терморезисторы, термопары.

4.1 Полупроводниковые резисторы

Терморезисторы обладают свойством изменять свою электропроводность при изменении температуры. Действие их основано на том, что при повышении температуры увеличивается число разорванных валентных связей в кристалле полупроводника и, следовательно, растёт число образующихся пар электрон – дырка. При включении терморезистора в электрическую цепь он нагревается проходящим по нему током и изменяет своё сопротивление. Терморезисторы подразделяются на термисторы и позисторы. У термисторов сопротивление с ростом температуры уменьшается, а у позисторов – возрастает (рисунок 4.1). 

  

полупроводниковые термисторы изготавливают в виде стерженьков, бусин, шайб, дисков или тонких нитей, спрессованных из полупроводниковой массы. В состав её входят обычные полупроводниковые материалы с электронной проводимостью, окислы металлов (железа, никеля, кобальта, титана) и смеси этих окислов. В некоторых случаях термистор помещают в стеклянный баллон и подогревают током, проходящем по специальной обмотке.

Позистор изготовляют на основе титанобариевой керамики, к которой, для увеличения теплопроводности, добавляют примеси редкоземельных элементов (лантан, цезий, ниобий). Термисторы и позисторы применяют в качестве датчиков при измерении температуры, а также для термокомпенсации в различных элементах системы автоматического регулирования [4].

Основные технические характеристики датчиков температурного контроля приведены в таблице 4.1

Таблица 4.1 - Основные технические характеристики датчиков           температурного контроля

Параметры	Тип датчика
	СТ14-1А	СТ14-2А	СТ14-2Б	СТ14-1Б	ДРТ-Б-60	ДРТ-Б-90
Классификационная температура Тсраб,°С	130	75	105	85	60	90
Сопротивление при t=20°С, Ом	40…150				0.005
Сопротивлении при t=( Тсраб-5°С), не менее, Ом	550				0.0055
Сопротивлении при t=( Тсраб+5°С), не менее, Ом	1330				0.006
Сопротивлении при t=( Тсраб+15°С), не менее, Ом	4000				0.0068
Постоянная времени не более, с	30				60
Рабочее напряжение, В	380				220

  Продолжение таблицы 4.1

Параметры	Тип датчика
	СТ14-1А	СТ14-2А	СТ14-2Б	СТ14-1Б	ДРТ-Б-60	ДРТ-Б-90
Максимальная мощность, Вт	0.5				0.36
Срок службы, час	30000				25000

 

5 Анализ методов измерения температуры частей             

электрических машин

Типы машин и основные их узлы, где требуется периодический или непрерывный контроль температуры, приведены в таблице 5.1  

 Таблица 5.1 - Типы машин и их узлы, требующие измерения и 

 контроля температуры               

Типы машин	Основные узлы, места измерений	Цель измерений	Метод контроля
Гидрогенераторы	Обмотка статора (поверхность изоляции стержней, участок пайки лобовых соединений)	Эксплуатационный контроль, исследование максимально допустимых несимметричных режимов, автоматизация	Контактный по заложенным температурным индикаторам, по измерению сопротивления обмотки
	Активная сталь статора	Эксплуатационный контроль, исследование режимов	Контактный по заложенным температурным индикаторам