工業應用中，電機時常會發生諸如匝間短路、過熱老化、永磁體退磁等故障，為提高電機的安全運行性和可靠性，如何穩定可靠地檢測電機溫度與預防電機故障成為了現階段監測電機設備安全運行系統中的一個研究重點。電機將電能轉換成機械能的過程中不可避免地產生了大量的熱損耗，從而使得電機溫度升高，導致電機某些部件老化。如電機繞組絕緣層漏電、永磁鐵退磁等。電機設計時，會綜合性能、發熱量及散熱量等因素，將電機設計在一定溫度范圍內從而確保電機的安全正常運行。而高穩定性和高可靠性的電機測溫方案將有效保證電機的健康運行，預防電機發生故障。

電機過熱損害

過熱影響電機使用壽命，溫度每升高10℃，繞組絕緣壽命大約減半，同時，還會降低金屬的強度和硬度，以及降低潤滑脂的特性和加速密封件老化。從而導致后期出現的各種故障。

電機長時間的過熱運行會使永磁體退磁，將導致電機性能下降及損壞。

過熱會使絕緣皮被擊穿，將導致繞組短路而燒毀電機。

電機過熱因素

電機過載（即過電流），將導致繞組銅損增加，發熱量增加，從而使繞組溫度升高。

環境及通風不良，環境溫度過高，冷凝回路阻塞，通風不暢，導致散熱風量不足產生高溫。

電源電壓影響，三相電壓不平衡導致更大的電流不平衡，電流的負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行時的溫度高。

電機軸承摩擦過熱，軸承受力異常，破壞潤滑劑、磨損加劇，導致軸承溫度升高。

電機溫度檢測方法

電機的正常運行溫度范圍根據國家標準和不同電機制造廠商標準有所差異，但其運行的最高溫度均在150℃以下。電機溫度檢測部位有三個，即電機外殼、定子繞組與軸承。電機外殼與定子繞組為靜態部位，可用熱電阻、熱電偶進行溫度檢測，電機軸承為動態部位，可用紅外線等進行溫度檢測。主流的電機測溫均采用三線制PT100熱電阻檢測定子繞組的溫度。

圖1 電機圖定子繞組溫度檢測，最能真實反映電機內部溫度狀態，能有效預防可能發生的故障，但其容易受到電機內部強磁場的干擾，使測溫產生偏差，需要穩定可靠的測溫方案。根據國標GB755，定子繞組溫度檢測可用埋置檢溫計法。可在每相的定子繞組中埋置2只三線制的PT100熱電阻來測量溫度。

電機外殼溫度檢測，其具有傳感器接線簡單、電磁干擾弱等優勢，是最簡單的檢溫方法，但其對電機內部溫度的判別不準確。由于電機外殼直接裸露在空氣中，受環境溫度、電機材質、電機散熱結構、傳感器等影響，不能精確檢測電機溫度。根據國標GB755，外殼溫度檢測可用溫度計法。將熱電偶或熱電阻貼附于成品電機可觸及的表面上來測量溫度。

電機軸承溫度檢測，其因高速轉動，不便直接放置溫度計測溫，現大多采用紅外測溫的方案進行溫度檢測。

可靠的電機溫度檢測方案ZLG致遠電子TPS02RAH是一款針對PT100的工業雙通道隔離熱電阻測溫模塊，具有抗干擾性強、可靠性高、檢測精度高、溫漂小的特點，可針對電機的外殼與定子繞組進行溫度檢測。模塊的檢測端與輸入端采用電源隔離與數字隔離，其電氣隔離耐壓為4000Vrms，電氣隔離具有可靠性高與抗電磁干擾強的特性，模塊內置50Hz工頻信號陷波抑制功能，適用于電磁環境復雜和高壓供電的電機溫度檢測。

圖2TPS02RAH內部框圖

TPS02RAH提供兩路PT100熱電阻測溫通道，外圍電路方便簡潔，通過I2C接口直接讀取以“℃”為單位的測溫數據。溫度檢測精度可達0.02%±0.1℃，檢測范圍為-200~800℃，滿足電機溫度檢測的范圍。每個模塊可測量埋置在每相定子繞組中的兩個溫度測試點，三個模塊即可完成整個電機的溫度測量。推薦外圍電路如下圖：

圖3外圍電路圖