西门子CPU1214C模块6ES7214-1HG40-0XB0

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西门子电机常见故障分析之 电机过热故障

概述

电机是一种能量转换机构，在能量转换的过程中不可避免地要产生一些损耗，这些损耗大部分会变成热量散发出来，使得电机温度升高。温度过高会导致某些电机部件的寿命缩短，***终导致故障发生。电机设计时，会综合考虑电机的发热量和散热方法，从而确保电机在正常运行时，温度处于一定的范围之内，从而保证电机主要部件的设计寿命。

但是，电机在实际运行时，某些情况下会出现温度过高的现象。常见的有绕组过热和轴承过热，同时这也是电机绕组和轴承发生故障的重要因素。

绕组发热是影响绕组绝缘寿命的主要因素，从图三我们可以看到电机绕组温度和绝缘寿命之间的关系。温度每升高10度，绕组绝缘寿命大约减半。

同时，温度过高还会降低金属的强度和硬度，以及降低润滑脂的特性，以及加速密封件老化。

所以，了解电机温度升高的根源可以帮助我们纠正存在的问题和延长电机绕组和轴承使用寿命。

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电机绕组过热常见原因

电机过载

过载是造成电机过温故障***常见的原因。过载即过电流，将导致绕组的铜损增大，发热量增加，从而绕组温度升高。

电机过载通常有以下两个方面导致：

选型不当（小马拉大车）

外部负载发生变化，超出了允许的额定载荷

通常电机设计的***佳效率运行点接近于额定负载的75%左右，选型时予以考虑，从而使电机在实际运行时绕组温度相对较低且消耗的能源***少。

在有些客户的应用中，电机负载率很高，接近满载运行。这样，电机绕组温升接近上限，一旦环境温度较高或者散热条件不良，电机绕组和外壳的温度就非常高。

环境及通风不良

环境温度过高

冷却回路阻塞，通风不畅，散热风量不足（如左图）

自冷扇电机用于调速运行时，低速大转矩长时间运行，散热风量不足（如右图）

独立风扇故障停机

电机安装场所或电机通风口处，不能保证冷空气有效进入和热空气排除

电源电压影响

电源三相电压不平衡会导致更大的电流不平衡，电流的负序分量引起定子损耗增加，因此定子绕组温升比在平衡电压下运行时的温升增高

电源电压过低，在提供同样机械功率情况下，所需的电流增加，从而电机温升增加

网侧电压谐波带来的谐波电流和负序电流会产生附加铜损和铁损，引起电机温升增加

缺相运行情况下，会导致严重的电机过电流，引发绕组烧毁

星型连接，缺相示意图（上）：

角型连接，缺相示意图（下）：

在STEP7 V11 项目中，使用了需要单独安装GSD文件的设备后，该设备GSD文件将自动保存在项目中的AdditionalFiles文件夹里。当此项目在其它未安装该设备GSD文件的计算机上使用时，可按照以下操作步骤，手动安装STEP 7 V11项目中包含的GSD文件。

以下使用软件STEP 7 V11 Professional SP2 UPD5，手动安装存放在计算机D盘，项目名为“DP Slave With GSD File"的第三方设备GSD文件abb_0812.gsd为例。

1 确认STEP 7 V11项目包含GSD文件
可在STEP 7 V11项目的AdditionalFiles文件夹里查找到其中包含的GSD文件。如图1所示，查找路径D: \ DP Slave With GSD File\AdditionalFiles\GSD\ abb_0812.gsd。

图1第三方设备GSD文件

2 打开包含GSD文件的STEP 7 V11项目
鼠标双击打开包含GSD文件的STEP 7 V11项目。如图2所示，DP Slave With GSD File.ap11。

图2 打开包含GSD文件的项目

在打开如上图2所示的项目过程中，出现“当前项目中的支持包"提示窗口，直接单击“确定"即可。如图3所示：

图3当前项目中的支持包

3 安装GSD文件
打开项目后，在STEP 7 V11“网络视图"中，查看到项目中使用了需要单独安装GSD文件的设备，但该设备的名称和图标无法正常显示，如项目中DP从站名称以“GSD device_2"显示。此时，可用鼠标依次选中菜单栏\选项\安装设备描述文件 (GSD)，手动安装GSD文件。如图4所示：

图4安装设备描述文件(GSD)

选择如上图4所示的“安装设备描述文件 (GSD)"后，出现如图5所示提示窗口。该窗口中包含以下两项重要信息：

a. GSD文件源路径。单击“源路径"右侧按钮可选择源路径：
如该项目中D:\ DP Slave With GSD File\AdditionalFiles\GSD

b. GSD文件信息。勾选需安装的GSD文件：
如该项目中第三方设备GSD文件abb_0812.gsd
选择源路径及需安装的GSD文件后，单击“安装"。

图5选择需安装的GSD文件

之后，出现“确认安装GSD文件"提示窗口，单击“确定"。如图6所示：

图6确认安装GSD文件

安装GSD文件成功后，出现 “安装结果"提示窗口，单击“关闭TIA Portal"。如图7所示：

图7安装已成功完成

单击“关闭TIA Portal"之后，出现如图8所示“更新硬件目录"提示窗口。该窗口在更新硬件目录完成后会自动关闭，同时，STEP 7 V11软件也会自动关闭。

图8自动更新硬件目录

4 确认STEP 7 V11项目中包含的GSD文件已安装成功
重新打开包含GSD文件的STEP 7 V11项目，查看到“网络视图"中相关设备名称和图标正常显示。如图9所示，该项目中DP从站名称和图标分别以“Slave_2 ABB Drives PRBA-01"和默认图标“DP-NORM"显示。

图9正常显示的DP从站名称和图标

并且， 硬件目录中增加了新设备ABB Drives PRBA-01。如图10 所示：

图10新硬件目录

如上图9和图10所示，可确认STEP 7 V11项目中包含的GSD文件已安装成功。