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

Таблица 3.7 - Серийно выпускаемые поверхностные термоэлектрические преобразователи

Продолжение таблицы 3.7

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

  Продолжение таблицы 4.1

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