浅谈温度对电动机可靠性的影响

[摘要]驱动控制元件、绕组绝缘、轴承的失效是电动机的失效主要形式，温度是
影响电动机寿命的主要因素，掌握和了解温度对电动机寿命的影响，是制定电动机
可靠性试验方案的基础，也是电动机可靠性设计的依据，具有重要的意义。本文重
点讨论了温度对电动机寿命的影响，并给出相应数据和曲线。
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[关键词]温度；电动机；可靠性
中图分类号： TM359 文献标识码： A 文章编号： 1009-914X（2015）21-0004-01
一、电动机可靠性的概念
作为驱动控制元件的电动机，在国民经济高速发展的今天，使用领域越来越广
泛，同时各行业对电动机可靠性及寿命提出了更高的要求，电动机可靠性不亚于电
动机效率、功率因素，对经济发表影响重大，深受电动机制造厂和用户的重视，研
究电动机可靠性，不仅要通过概率论、数理统计和可靠性理论进行分析，从大量试
验数据中找出规律，同时还需要进行大量试验研究。构成电动机任何一个部件的失
效都将造成电动机的失效，因此，其可靠性的基本模型为串联模型，其可靠度计算
公式为
R（t） =R1（t） *R2（t） *……Rn（t）（1）
式中 Rn（t） ……第 n 部件的可靠度，是时间的函数。
电动机在整个寿命期内，通常可分为 3 个阶段，第一阶段为磨合阶段，即早期
失郊阶段，失效率随时间迅速下降，这一阶段通常在出厂前的试验中就被踢除；第
二阶段为偶然失效期，失效率基本不变，是最重要的阶段，第一阶段的可靠性是电
动机厂商和用户最为关心的；第三阶段为耗损阶段，电动机使用到一定程度后，由
于轴承磨损，绝缘和电子元件的老化，其失效率随时间迅速上升。
对于第二阶段，通常将失效率看作常数，这时电动机寿命服从指数分布，各单
元的可靠度为电机可靠度为
在一些可靠性设计手册中，都给出了 λoi、 Ki、 Di 的参考值。
温度对电机失效率和寿命有着显著影响，图 1 给出了电机平均寿命随温度的变

化规律，图 2 为失效率与温度的关系曲线。

二、温度对电机绝缘的影响
温度对电机绝缘寿命有显著影响。高温将加快绝缘材料的物理变化和化学反应
的速度，促进绝缘老化。温度对绝缘寿命的影响一般通过大量的实验获取有关数据，
然后用统计的方式得出其失效规律和经验公式。
通过大量研究，曾经得出了 A 级绝缘的 8 度规律， B 级绝缘的 10 度规律， H
级绝缘的 18 度规律。即对于 A、 B、 H 级绝缘，温度每升高 8 度、 10 度、 18 度，
绝缘寿命将降低一半。
三、温度对轴承寿命的影响
有关zj指出，轴承径向力增加一倍，寿命降低 10 倍；而精度降低一级，寿命
降低一倍。轴承手册也给出了轴承寿命的计算公式：
以上只考虑了轴承的疲劳寿命，事实上，温度与轴承寿命密切相关。温度升高
将使轴承性能恶化、油脂流失、震动和噪音增大，加剧了轴承磨损和材料退化，轴
承寿命明显缩短。因此在设计电机时，应根据其环境工作温度及用户对电机寿命的
要求选用合适的轴承，限制轴承的极限运行温度。对于一些重要场合，需安装轴承
温度检测装置，以保证轴承长期可靠运行。图 3 给出了额定转速 6000rpm， 25w 的
他励直流电机滚珠轴承寿命随温度变化曲线，其中虚线为非周期性实验曲线，实线
为周期性实验曲线。图 4 为额定转速 6000rpm， 10w 的永磁直流电机滚珠轴承寿命

随温度变化曲线。

四、温度对驱动控制线路可靠性的影响
温度对电子元器件失效的加速作用主要体现在以下几个方面：
（1）加速了元器件不同材料接触面间的性能恶化；
（2）加速了封装材料中有机物的老化，使绝缘性能和防护性能恶化；
（3）粘接焊料在高温下加速氧化，热阻增大；
（4）加速了元器件内部金属导电材料的疲劳损坏。
电机种类繁多，有许多电动机与驱动控制线路构成电动机系统，是不可分割的
整体。因此，电动机可靠性与其驱动控制线路的可靠性密切相关。电磁元件受温度
影响较小，性能较稳定，因此对要求高可靠性、长寿命或环境条件较恶劣的场合，
电动机的位置检测元件大多采用电磁元件而不用霍尔元件。
五、结束语
绕组绝缘、轴承和驱动控制元件的失效是电动机的主要失效形式。温度是影响
电动机可靠性和寿命的主要因素。了解温度对绕组绝缘、轴承和驱动控制元件可靠
性的影响是制定电机可靠性和加速寿命试验方案的基础，也是电动机可靠性设计的
依据，利用发达国家在电机可靠性方面的研究成果，对电动机可靠性工作开展深入
的探讨，将会逐步提高电动机的可靠性水平。

来源：东莞市臻上机电设备有限公司

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