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電機(jī)是一種能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，在能量轉(zhuǎn)換的過程中不可避免地要產(chǎn)生一些損耗，這些損耗大部分會(huì)變成熱量散發(fā)出來，使得電機(jī)溫度升高。
產(chǎn)品簡介
詳細(xì)介紹
西門子CPU1214C模塊6ES7214-1HG40-0XB0
西門子電機(jī)常見故障分析之 電機(jī)過熱故障
概述
電機(jī)是一種能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，在能量轉(zhuǎn)換的過程中不可避免地要產(chǎn)生一些損耗，這些損耗大部分會(huì)變成熱量散發(fā)出來，使得電機(jī)溫度升高。溫度過高會(huì)導(dǎo)致某些電機(jī)部件的壽命縮短，***終導(dǎo)致故障發(fā)生。電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)綜合考慮電機(jī)的發(fā)熱量和散熱方法，從而確保電機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，溫度處于一定的范圍之內(nèi)，從而保證電機(jī)主要部件的設(shè)計(jì)壽命。
但是，電機(jī)在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，某些情況下會(huì)出現(xiàn)溫度過高的現(xiàn)象。常見的有繞組過熱和軸承過熱，同時(shí)這也是電機(jī)繞組和軸承發(fā)生故障的重要因素。
繞組發(fā)熱是影響繞組絕緣壽命的主要因素，從圖三我們可以看到電機(jī)繞組溫度和絕緣壽命之間的關(guān)系。溫度每升高10度，繞組絕緣壽命大約減半。
同時(shí)，溫度過高還會(huì)降低金屬的強(qiáng)度和硬度，以及降低潤滑脂的特性，以及加速密封件老化。
所以，了解電機(jī)溫度升高的根源可以幫助我們糾正存在的問題和延長電機(jī)繞組和軸承使用壽命。
西門子CPU1214C模塊6ES7214-1HG40-0XB0
電機(jī)繞組過熱常見原因
電機(jī)過載
過載是造成電機(jī)過溫故障***常見的原因。過載即過電流，將導(dǎo)致繞組的銅損增大，發(fā)熱量增加，從而繞組溫度升高。
電機(jī)過載通常有以下兩個(gè)方面導(dǎo)致：
選型不當(dāng)（小馬拉大車）
外部負(fù)載發(fā)生變化，超出了允許的額定載荷
通常電機(jī)設(shè)計(jì)的***佳效率運(yùn)行點(diǎn)接近于額定負(fù)載的75%左右，選型時(shí)予以考慮，從而使電機(jī)在實(shí)際運(yùn)行時(shí)繞組溫度相對較低且消耗的能源***少。
在有些客戶的應(yīng)用中，電機(jī)負(fù)載率很高，接近滿載運(yùn)行。這樣，電機(jī)繞組溫升接近上限，一旦環(huán)境溫度較高或者散熱條件不良，電機(jī)繞組和外殼的溫度就非常高。
環(huán)境及通風(fēng)不良
環(huán)境溫度過高
冷卻回路阻塞，通風(fēng)不暢，散熱風(fēng)量不足（如左圖）
自冷扇電機(jī)用于調(diào)速運(yùn)行時(shí)，低速大轉(zhuǎn)矩長時(shí)間運(yùn)行，散熱風(fēng)量不足（如右圖）
獨(dú)立風(fēng)扇故障停機(jī)
電機(jī)安裝場所或電機(jī)通風(fēng)口處，不能保證冷空氣有效進(jìn)入和熱空氣排除
電源電壓影響
電源三相電壓不平衡會(huì)導(dǎo)致更大的電流不平衡，電流的負(fù)序分量引起定子損耗增加，因此定子繞組溫升比在平衡電壓下運(yùn)行時(shí)的溫升增高
電源電壓過低，在提供同樣機(jī)械功率情況下，所需的電流增加，從而電機(jī)溫升增加
網(wǎng)側(cè)電壓諧波帶來的諧波電流和負(fù)序電流會(huì)產(chǎn)生附加銅損和鐵損，引起電機(jī)溫升增加
缺相運(yùn)行情況下，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的電機(jī)過電流，引發(fā)繞組燒毀
星型連接，缺相示意圖（上）：
角型連接，缺相示意圖（下）：
在STEP7 V11 項(xiàng)目中，使用了需要單獨(dú)安裝GSD文件的設(shè)備后，該設(shè)備GSD文件將自動(dòng)保存在項(xiàng)目中的AdditionalFiles文件夾里。當(dāng)此項(xiàng)目在其它未安裝該設(shè)備GSD文件的計(jì)算機(jī)上使用時(shí)，可按照以下操作步驟，手動(dòng)安裝STEP 7 V11項(xiàng)目中包含的GSD文件。
以下使用軟件STEP 7 V11 Professional SP2 UPD5，手動(dòng)安裝存放在計(jì)算機(jī)D盤，項(xiàng)目名為“DP Slave With GSD File"的第三方設(shè)備GSD文件abb_0812.gsd為例。
1 確認(rèn)STEP 7 V11項(xiàng)目包含GSD文件
可在STEP 7 V11項(xiàng)目的AdditionalFiles文件夾里查找到其中包含的GSD文件。如圖1所示，查找路徑D: \ DP Slave With GSD File\AdditionalFiles\GSD\ abb_0812.gsd。
圖1第三方設(shè)備GSD文件
2 打開包含GSD文件的STEP 7 V11項(xiàng)目
鼠標(biāo)雙擊打開包含GSD文件的STEP 7 V11項(xiàng)目。如圖2所示，DP Slave With GSD File.ap11。
圖2 打開包含GSD文件的項(xiàng)目
在打開如上圖2所示的項(xiàng)目過程中，出現(xiàn)“當(dāng)前項(xiàng)目中的支持包"提示窗口，直接單擊“確定"即可。如圖3所示：
圖3當(dāng)前項(xiàng)目中的支持包
3 安裝GSD文件
打開項(xiàng)目后，在STEP 7 V11“網(wǎng)絡(luò)視圖"中，查看到項(xiàng)目中使用了需要單獨(dú)安裝GSD文件的設(shè)備，但該設(shè)備的名稱和圖標(biāo)無法正常顯示，如項(xiàng)目中DP從站名稱以“GSD device_2"顯示。此時(shí)，可用鼠標(biāo)依次選中菜單欄\選項(xiàng)\安裝設(shè)備描述文件 (GSD)，手動(dòng)安裝GSD文件。如圖4所示：
圖4安裝設(shè)備描述文件(GSD)
選擇如上圖4所示的“安裝設(shè)備描述文件 (GSD)"后，出現(xiàn)如圖5所示提示窗口。該窗口中包含以下兩項(xiàng)重要信息：
a. GSD文件源路徑。單擊“源路徑"右側(cè)按鈕可選擇源路徑：
如該項(xiàng)目中D:\ DP Slave With GSD File\AdditionalFiles\GSD
b. GSD文件信息。勾選需安裝的GSD文件：
如該項(xiàng)目中第三方設(shè)備GSD文件abb_0812.gsd
選擇源路徑及需安裝的GSD文件后，單擊“安裝"。
圖5選擇需安裝的GSD文件
之后，出現(xiàn)“確認(rèn)安裝GSD文件"提示窗口，單擊“確定"。如圖6所示：
圖6確認(rèn)安裝GSD文件
安裝GSD文件成功后，出現(xiàn) “安裝結(jié)果"提示窗口，單擊“關(guān)閉TIA Portal"。如圖7所示：
圖7安裝已成功完成
單擊“關(guān)閉TIA Portal"之后，出現(xiàn)如圖8所示“更新硬件目錄"提示窗口。該窗口在更新硬件目錄完成后會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，同時(shí)，STEP 7 V11軟件也會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。
圖8自動(dòng)更新硬件目錄
4 確認(rèn)STEP 7 V11項(xiàng)目中包含的GSD文件已安裝成功
重新打開包含GSD文件的STEP 7 V11項(xiàng)目，查看到“網(wǎng)絡(luò)視圖"中相關(guān)設(shè)備名稱和圖標(biāo)正常顯示。如圖9所示，該項(xiàng)目中DP從站名稱和圖標(biāo)分別以“Slave_2 ABB Drives PRBA-01"和默認(rèn)圖標(biāo)“DP-NORM"顯示。
圖9正常顯示的DP從站名稱和圖標(biāo)
并且， 硬件目錄中增加了新設(shè)備ABB Drives PRBA-01。如圖10 所示：
圖10新硬件目錄
如上圖9和圖10所示，可確認(rèn)STEP 7 V11項(xiàng)目中包含的GSD文件已安裝成功。