7.1.1电动机的发热与冷却电动机的温升变化过程可以用下列方程式表示（7-1）式中w——稳态温升0——初始温升，即温升开始变化时的数值t——温升变化时间T——热时间常数热时间常数T只与电动机的体积和本身结构有关，它的大小反映了电动机达到热稳定状态前的温升变化速度。T越小，温升变化越快；T越大，温升变化越慢。根据式（7-1）可以作出电动机发热过程的温升变化曲线，如图7.1所示。可见，电动机的温升是按指数规律变化的。曲线1对应于电动机初始温升为零的情况，即温升从电动机启动时开始升高。曲线2对应于电动机初始温升不为零的情况，即温升从电动机的负载增加时开始升高。由图7.1看出，发热过程开始时，初始温升较小，即电动机与周围环境的温度差较小，向周围环境散发的热量较少，电动机内部产生的热量大部分被电动机吸收，使电动机的温升增加较快。初始温升越小，温升增加得越快。随着温升的增加，电动机与周围环境的温度差逐步增大，向周围环境散发的热量随之逐步增加，使电动机的温升增加速度逐步减慢。如此一直到使电动机的温升达到稳定值，发热过程结束。在构成电动机的所有材料中，绝缘材料的耐热性能是最差的，而绝缘材料又是电动机中最重要的材料之一。电动机工作时，如果绝缘材料因温度过高而损坏，那么电动机的绕组中将出现匝间或相间短路现象，使电动机不能正常运行，甚至被烧毁。各种绝缘材料的耐热性能不尽相同。为使电动机能达到正常的使用年限（约为20年），规定了各种绝缘材料的工作温度不能超过某一数值，即不能超过允许的最高工作温度值。通常将各种绝缘材料对应的允许最高工作温度值用绝缘材料等级来表示，电动机有A，E，B，F，H等五级，如表7.1所示。电动机工作时，如果其内部温度超过绝缘材料允许的最高工作温度值时，绝缘材料的老化速度将加快。超过的温度差值越大，绝缘材料的老化速度越快。当电动机的温度太高时，绝缘材料将被烧坏。表7.1电动机绝缘材料等级2．电动机的冷却由图7.2看出，冷却开始时，初始温升较大，即电动机与周围环境的温度差较大，向周围环境散发的热量较多，使电动机的温升降低较快。随着温升的降低，电动机与周围环境的温度差逐步减小，向周围环境散发的热量随之逐步减少，使电动机的温升下降速度逐步减慢。如此一直到使电动机的温升达到稳态值，冷却过程结束。7.1.2电动机的工作制（3）周期断续工作制周期断续工作制是指电动机带额定负载运行时，运行时间tL很短，使电动机的温升达不到稳态温升；停止时间t0也很短，使电动机的温升降不到零，工作周期小于10min的工作方式。工作时间占工作周期的百分比称为负载持续率，用FC%表示。FC%＝×100%（7-2）我国的周期断续工作制电动机的负载持续率有15%、25%、40%、60%四种定额。周期断续工作制的电动机铭牌上的标注为S3。要求频繁启动、制动的电动机常采用周期断续工作制电动机，如拖动电梯、起重机的电动机等。图7.3是三种工作制电动机的温升变化曲线。7.1.3电动机额定功率的选择（2）周期变化负载的平均功率图7.4是一个周期内变动的生产机械负载图，据此图得出变化负载的平均功率为（7-5）式中——各段静负载功率——各段负载的持续时间2．电动机额定功率的预选各种工作制电动机的发热校验的方法基本相同，有以下四种，现以连续工作制电动机为例加以说明。（1）平均损耗法首先，根据预选电动机的效率曲线，计算出电动机带各段负载时对应的损耗功率，然后计算平均损耗功率。只要电动机带负载时的实际平均损耗功率小于或等于其额定损耗，即，则电动机运行时实际达到的稳态温升不会超过其额定温升，即，电动机的发热条件得到充分利用。（2）等效电流法假定不变损耗和电阻均为常数，则电动机带各段负载时的损耗与其对应的电动机电流平方成正比，由式（7-7）得等效电流（7-7）只要，则电动机的发热校验通过。注意：深槽和双笼转子异步机不能采用等效电流法进行发热校验，因为其不变损耗和电阻在启、制动期间不是常数。（3）等效转矩法假定不变损耗、电阻、主磁通及异步电动机的功率因数为常数时，则电动机带各段负载时的电动机电流与其对应的电磁转矩，成正比，由式（7-7）得等效转矩（7-8）只要，则电动机的发热校验通过。注意：串励直流电动机、复励直流电动机不能用等效转矩法进行发热校验，因为其负载变化时的主磁通不为常数。经常启、制动的异步电动机也不能用等效转矩法进行发热校验，因为其启、制动时的功率因数不为常数。（4）等效功率法假定不变损耗、电阻、主磁通、异步电动机的功率因数、转速为常数时，则电动机带各段负载时的转矩与其对应的输出功率,成正比，由式（7-8）得等效功率（7-9）只要，则电动机的发热校验通过。注意：需要频繁启动、制动时，一般不用等效功率法进行