不同传感器热电阻对电机测温值影响

摘要：电机绕组专用热电阻为埋置式热电阻,其传感器结构分为绕线结构和薄膜结构。两种结构的热电阻对电机检温计法温升测量值存在一定的差异,通过对两种形式的铂热电阻试验数据进行分析、对比,得出两种结构形式铂热电阻数值的差异,可为准确测量电机埋置检温计法温升提供依据,对提高电机使用可靠性具有重要意义。
0引言
　　电机专用的热电阻分为电机埋置式热电阻、轴承端面式热电阻以及铠装式热电阻三大类,目前世界上电机行业普遍采用的测温元件为Pt100。电机埋置式热电阻是专门用于绕组或定子测温的温度传感器,埋置于绕组或定子铁心中,传感器结构分绕线结构和薄膜结构，绕线结构热电阻适用于测量物体的平均温度,薄膜结构适用于测量单点温度,一般电机越靠近铁心内部，温度越高,因此两种结构形式的热电阻埋置在铁心内部,测得的电阻值会有差异。
　　根据JJG229-2010《工业铂、铜热电阻检定规程》中要求,热电阻需要进行检定,标准中规定应检定的内容包括热电阻外观的检定、常温下绝缘电阻的检定和允差的检定。此次的研究的主要内容是对两种形式的铂热电阻进行允差检定,同时将两种形式铂热电阻埋置到电机有绕组定子铁心当中,进行温升试验，将试验数据进行对比,分析两种铂热电阻对电机检温计法温升值查差异。
1允差检定方法
　　规程JJG229--2010《工业铂、铜热电阻检定规程》中要求,各等级热电阻需选定0℃和100℃为检定点,同时需要检查a(电阻温度系数)的符合性。标准中仅要求对此两点温度进行允差检定,而实际应用时,铂热电阻埋置在电机内部,在电机正常运行时,测量出的温度一般在60℃~150℃之间,考虑实际情况,此次允差检定,试验设备采用恒温槽,试验温度以60℃为基点,以5℃为梯度,逐渐将温度提升到150℃,对每个测温点进行检定,共计051个测温点。同时为了排除不同热电阻生产厂家带来的差异,选取了三个厂家的铂热电阻进行试验,两种结构形式铂热电阻,分为6组,每组4支,共计24支铂热电阻。
　　试验第一步,选择合格的6组铂热电阻进行编号,对其进行允差检定,将铂热电阻放入恒温槽中,然后将恒温槽温度加热到60℃,带温度稳定后采集第一点电阻数据,以5℃为梯度,以此类推,逐渐将温度提升到150℃。
　　试验第二步,在实际应用中,铂热电阻需埋置在电机绕组.上下层之间进行使用,电阻埋置后与有绕组定子铁心一同进行VPI(真空压力浸漆)，因此,将6组铂热电阻进行VPI浸漆,模拟铂热电阻在浸漆后的状态,测定其温度的差异,与第一-步试验方法相同,考虑铂热电阻已经由60℃~150℃按梯度逐点检定过,因此减少了浸漆后的铂热电阻选取的检定点数量,仅对60℃、100℃和150℃进行检定,与浸漆前数据进行对比。
　　第三步,将两种不同结构形式的铂热电阻埋置在定子铁心内部，上下层线圈间,两种形式的铂热电阻各埋置三支,两两埋置在相邻的两个槽内，并保证两种结构形式电阻测量是同一相绕组的温度将铂热电阻做好标记,待电机温升试验后,采集其温升数据,研究两种型式铂热电阻在实际使用时,对温升数值的影响。
2试验数据分析
　　通过对VPI浸漆前两种结构形式铂热电阻051个温度点的检定,两种结构形式铂热电阻检定的温度数据,其中一组典型数据见表1。依据国家计量检定规程JJG229--2010《工业铂、铜热电阻检定规程》,B级允差,允差值±(0.30℃+0.005|t|),由于不同形式的铂热电阻之间存在一定差异,同时因厂家不同,三个厂家测出的数据有所差异,通过图1两种结构形式铂热电阻实测值与标准值的温差概率图中可以看出,测试数据符合正态分布,且测试电阻全部在合格范围内，证明铂热电阻无质量问题,因为铂热电阻放置在恒温槽中进行试验,被测电阻受热均匀,所以两种结构形式的铂热电阻测得的数据差异不大,可以确定两种结构形式的铂热电阻自身并无较大区别。
 
 
　　通过对VPI浸漆后两种结构形式铂热电阻18个温度点的检定,对比数据见表2。
 
　　六组数据中,两种结构形式铂热电阻在浸漆前和浸漆后的温度差,60℃时,最大差值为0.04℃,100℃时,最大差值为0.08℃,150℃时，最大差值为0.07℃,说明两种结构形式铂热电阻的性能在浸漆前后基本无影响。
　　测量埋置在定子铁心内部的两种结构形式铂热电阻温升值,共收集3台电机试验数据,具体数据见表3。从数据中可以看出，薄膜结构铂热电阻温度低于绕线结构的铂热电阻温度,薄膜结构铂热电阻:是测量单点温度,测量元件的位置决定最终铂热电阻的温升数值,绕线结构铂热电阻是测量铁心内部的平均温度,因绕线结构的铂热电阻有效长度较长深人铁心内部的距离也比较大，由于越靠近定子的中间部位,铁心内部温度越高，因此绕线结构铂热电阻数值会较薄膜结构铂热电阻数值大一些。
 
3结语
　　通过以.上三步试验方案,对数据的分析和对比,得出以下结论。
3.1在保证铂热电阻受热均匀的情况下,薄膜结构铂热电阻和绕线结构铂热电阻两种结构形式测得的数据差异不大，可以确定两种结构形式的铂热电阻自身并无较大区别。
3.2模拟铂热电阻VPI(真空压力浸漆)试验,通过浸漆前后温升实测值与标准值的数据对比，确定浸漆对两种结构形式铂热电阻的性能基本无影响。
3.3薄膜结构铂热电阻是测量单点温度,测量元件的位置决定最终铂热电阻的温升数值,绕线结构铂热电阻是测量铁心内部的平均温度,因绕线结构的铂热电阻有效长度较长深人铁心内部的距离也比较大,由于越靠近定子的中间部位,铁心内部温度越高,因此绕线结构铂热电阻数值会较薄膜结构铂热电阻数值大一些。
　　通过用不同的方法对薄膜结构和绕线结构的铂热电阻进行试验,对铂热电阻温升数值进行分析.对比,找出了两种结构形式铂热电阻产生温度差异的原因,进而为解决如何提高电机埋置检温计法温升的准确性提供了依据,可为准确测量电机埋置检温计法温升提供依据,对提高电机使用可靠性具有重要的意义。