作為驅(qū)動(dòng)控制元件的電動(dòng)機(jī)，在國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，使用領(lǐng)域越來越廣泛，同時(shí)各行業(yè)對(duì)電動(dòng)機(jī)可靠性及壽命提出了更高的要求，本文是一篇工程師職稱論文范文，主要論述了溫度對(duì)電動(dòng)機(jī)可靠性的影響。

　　[摘 要]驅(qū)動(dòng)控制元件、繞組絕緣、軸承的失效是電動(dòng)機(jī)的失效主要形式，溫度是影響電動(dòng)機(jī)壽命的主要因素，掌握和了解溫度對(duì)電動(dòng)機(jī)壽命的影響，是制定電動(dòng)機(jī)可靠性試驗(yàn)方案的基礎(chǔ)，也是電動(dòng)機(jī)可靠性設(shè)計(jì)的依據(jù)，具有重要的意義。本文重點(diǎn)討論了溫度對(duì)電動(dòng)機(jī)壽命的影響，并給出相應(yīng)數(shù)據(jù)和曲線。

　　[關(guān)鍵詞]溫度,電動(dòng)機(jī),可靠性

　　一、電動(dòng)機(jī)可靠性的概念

　　電動(dòng)機(jī)可靠性不亞于電動(dòng)機(jī)效率、功率因素，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)表影響重大，深受電動(dòng)機(jī)制造廠和用戶的重視，研究電動(dòng)機(jī)可靠性，不僅要通過概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)和可靠性理論進(jìn)行分析，從大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)中找出規(guī)律，同時(shí)還需要進(jìn)行大量試驗(yàn)研究。構(gòu)成電動(dòng)機(jī)任何一個(gè)部件的失效都將造成電動(dòng)機(jī)的失效，因此，其可靠性的基本模型為串聯(lián)模型，其可靠度計(jì)算公式為

　　R(t)=R1(t)*R2(t)*……Rn(t) (1)

　　式中Rn(t)……第n部件的可靠度，是時(shí)間的函數(shù)。

　　電動(dòng)機(jī)在整個(gè)壽命期內(nèi)，通常可分為3個(gè)階段，第一階段為磨合階段，即早期失郊階段，失效率隨時(shí)間迅速下降，這一階段通常在出廠前的試驗(yàn)中就被踢除;第二階段為偶然失效期，失效率基本不變，是最重要的階段，第一階段的可靠性是電動(dòng)機(jī)廠商和用戶最為關(guān)心的;第三階段為耗損階段，電動(dòng)機(jī)使用到一定程度后，由于軸承磨損，絕緣和電子元件的老化，其失效率隨時(shí)間迅速上升。

　　對(duì)于第二階段，通常將失效率看作常數(shù)，這時(shí)電動(dòng)機(jī)壽命服從指數(shù)分布，各單元的可靠度為電機(jī)可靠度為

　　在一些可靠性設(shè)計(jì)手冊(cè)中，都給出了λoi、Ki、Di的參考值。

　　溫度對(duì)電機(jī)失效率和壽命有著顯著影響，圖1給出了電機(jī)平均壽命隨溫度的變化規(guī)律，圖2為失效率與溫度的關(guān)系曲線。

　　二、溫度對(duì)電機(jī)絕緣的影響

　　溫度對(duì)電機(jī)絕緣壽命有顯著影響。高溫將加快絕緣材料的物理變化和化學(xué)反應(yīng)的速度，促進(jìn)絕緣老化。溫度對(duì)絕緣壽命的影響一般通過大量的實(shí)驗(yàn)獲取有關(guān)數(shù)據(jù)，然后用統(tǒng)計(jì)的方式得出其失效規(guī)律和經(jīng)驗(yàn)公式。

　　通過大量研究，曾經(jīng)得出了A級(jí)絕緣的8度規(guī)律，B級(jí)絕緣的10度規(guī)律，H級(jí)絕緣的18度規(guī)律。即對(duì)于A、B、H級(jí)絕緣，溫度每升高8度、10度、18度，絕緣壽命將降低一半。

　　三、溫度對(duì)軸承壽命的影響

　　有關(guān)專家指出，軸承徑向力增加一倍，壽命降低10倍;而精度降低一級(jí)，壽命降低一倍。軸承手冊(cè)也給出了軸承壽命的計(jì)算公式：

　　以上只考慮了軸承的疲勞壽命，事實(shí)上，溫度與軸承壽命密切相關(guān)。溫度升高將使軸承性能惡化、油脂流失、震動(dòng)和噪音增大，加劇了軸承磨損和材料退化，軸承壽命明顯縮短。因此在設(shè)計(jì)電機(jī)時(shí)，應(yīng)根據(jù)其環(huán)境工作溫度及用戶對(duì)電機(jī)壽命的要求選用合適的軸承，限制軸承的極限運(yùn)行溫度。對(duì)于一些重要場合，需安裝軸承溫度檢測裝置，以保證軸承長期可靠運(yùn)行。圖3給出了額定轉(zhuǎn)速6000rpm，25w的他勵(lì)直流電機(jī)滾珠軸承壽命隨溫度變化曲線，其中虛線為非周期性實(shí)驗(yàn)曲線，實(shí)線為周期性實(shí)驗(yàn)曲線。圖4為額定轉(zhuǎn)速6000rpm，10w的永磁直流電機(jī)滾珠軸承壽命隨溫度變化曲線。

　　四、溫度對(duì)驅(qū)動(dòng)控制線路可靠性的影響

　　溫度對(duì)電子元器件失效的加速作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　(1)加速了元器件不同材料接觸面間的性能惡化;

　　(2)加速了封裝材料中有機(jī)物的老化，使絕緣性能和防護(hù)性能惡化;

　　(3)粘接焊料在高溫下加速氧化，熱阻增大;

　　(4)加速了元器件內(nèi)部金屬導(dǎo)電材料的疲勞損壞。

　　電機(jī)種類繁多，有許多電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)控制線路構(gòu)成電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，是不可分割的整體。因此，電動(dòng)機(jī)可靠性與其驅(qū)動(dòng)控制線路的可靠性密切相關(guān)。電磁元件受溫度影響較小，性能較穩(wěn)定，因此對(duì)要求高可靠性、長壽命或環(huán)境條件較惡劣的場合，電動(dòng)機(jī)的位置檢測元件大多采用電磁元件而不用霍爾元件。

　　五、結(jié)束語

　　繞組絕緣、軸承和驅(qū)動(dòng)控制元件的失效是電動(dòng)機(jī)的主要失效形式。溫度是影響電動(dòng)機(jī)可靠性和壽命的主要因素。了解溫度對(duì)繞組絕緣、軸承和驅(qū)動(dòng)控制元件可靠性的影響是制定電機(jī)可靠性和加速壽命試驗(yàn)方案的基礎(chǔ)，也是電動(dòng)機(jī)可靠性設(shè)計(jì)的依據(jù)，利用發(fā)達(dá)國家在電機(jī)可靠性方面的研究成果，對(duì)電動(dòng)機(jī)可靠性工作開展深入的探討，將會(huì)逐步提高電動(dòng)機(jī)的可靠性水平。

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