第八章 电机的发热与冷却
8-1 电机和均质物体的发热规律有何相同和不同之处？
答：
(1) 均质物体发热过程：
若初始温升为零，则均质物体的发热方程为：
⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-∆=∆-∞11T t e ττ 均质物体的发热过程曲线如图2所示，是一条指数曲线，通常当t =(3~4)T 1时温升就基本稳定了。

（2）电机的发热过程 ：
电机不是均质物体，其发热过程曲线与上述指数曲线之间在起始阶段有一定差别，如图3所示，这是因为起始时绕组热量散发较难而使铜的温升升高得比铁快所致。

虽然如此，忽略它们之间的差别为我们研究电机的发热过程提供了方便。

电机的发热时间常数在很大的范围内变动，一般约为10-150min 。

图2 均质物体的发热过程曲线
图3 电机的发热过程 (1—指数曲线 2—实际曲线)
8-2 电机中的绝缘材料分几类？对应的允许工作温度为多少？
答：电工技术中，将绝缘材料按其允许工作温度分成若干个耐热等级：A 、E 、B 、F 、H 级，
它们的允许工作温度分别为105︒C、120︒C、130︒C、155︒C和180︒C。

8-3测量电机绕组温度的方法有哪几种？测量结果有什么不同？
答：电机绕组测温常用方法有：
（1）温度计法。

该方法直接测量温度，非常简便，但只能测量电机各部分的表面温度，无法得到内部的最高温度和平均温度。

（2）电阻法。

绕该方法测定的是绕组的平均温度。

（3）埋设温度计法。

在进行电机装配时，可在预计工作温度最高的地方埋设热电偶或电阻温度计。

该方法可测得接近于电机内部最热点的温度。

8-4 在规定电机的额定功率时，电机的结构形式、工作制和使用环境会产生什么影响？如何考虑？
答：电机的结构型式不同，则散热条件不同，电机的额定容量也不同。

如开启式电机的散热条件好于封闭式电机，前者的额定容量比后者大。

电机的额定容量也与工作制有关，同一台电机，若运行在不同的工作制下，其额定容量不同。

例如，长期运行时的温升要高于短时运行，其额定容量要小于后者。

电机的额定容量还与使用环境有关，若环境温度、冷却介质、海拔和相对湿度等与规定的不同，则要对额定容量进行修正。

如在高海拔地区使用，空气稀薄，冷却能力差，则应该降低电机的额定容量。

8-5传热方式有哪几种？
答：在电机中，通过热传导作用传递到电机表面的热量通常通过两种方式散发到周围介质中，一是热对流，二是热辐射。

8-6冷却方式对电机的功率和体积有何影响？为什么？
答：冷却方式分为两种：表面冷却方式和内部冷却方式
在电机中，冷却介质通过绕组、铁心和机壳的表面，将热量带走，称为表面冷却。

表面冷却主要采用空气做冷却介质，具有结构简单、成本低的特点，但冷却效果较差，在高速电机中产生的摩擦损耗较大，主要用于中小型电机中。

大型同步发电机电压较高，绕组采用较厚的绝缘层，而绝缘材料的导热性能较差，若采用表面冷却方式，即使绝缘外表面得到很好的冷却，绝缘内层的温度仍可能超过绝缘的允许工作温度。

为解决这一问题，广泛采用内部冷却方式。