三相异步电机试验方法

三相异步电机试验方法

中华人民共和国国家标准三相异步电机试验方法

Test procedure for three-phase induction motors UDC 621 313.33:621 317 GB1032-85 代替GB1032-68 1 适用范围

本标准适用于三相异步电动机。

型式试验及检查试验的项目,应按照GB 755-81《电机基本技术要求》及各类型电机标准的规定。各类型三相异步电动机凡有本标准未规定的试验基础上或有特殊试验方法及要求时,应在该类型电机的专业标准中作补充规定。 2 试验要求及准备 2.1 试验电源

试验电源的电压波形正弦性畸变率应不超过5%;在进行温升试验时应不超过2.5%。试验电源的三相电压对称系统应符合下述要求:

电压的负序分量和零序分量均不超过正序分量的1%;在进行温升试验时,负序分量不超过正序分量的0.5%,零序分量的影响予以消除。

试验电源的频率与额定频率之差应在额定频率的±1%范围内。

对频率为400Hz以上的电动机,其试验电源的要求可在该类型电机的标准中规定。 2.2 电气测量2.2.1 测量仪器

试验时,采用的电气测量仪表的准确度应不低于0.5级(兆欧表除外),三相瓦特表的准确度应不低于1.0级,互感器的准确度应不低于0.2级,电量变送器的准确度应不低于0.5%(检查试验时应不低于1%),数字式转速测量仪(包括十进频率仪)及转差率仪的准确度应不低于0.1%±1个字,转矩仪及测功机的准确度应不低于1%(实测效率时间应不低于0.5%),测力计的准确度应不低于1.0级,温度计的误差在±1℃以内。

选择仪表时,应使测量值位于20%～95%仪表量程范围内。在用两瓦特表法测量三相功率时,应尽量使被测的电压及电流值分别不低于瓦特表的电压量程及电流量程的20%。

对60W及以下的电机,应选用仪表损耗不足以影响测量准确度的电流表和瓦特表。2.2.2 测量要求

进行电气测量时,应遵循下列要求:

a.三相电流用三电流互感器(或二互感器)法、三电流表进行测量。三相功率应采用两瓦特表法或三瓦特表法进行测量。对750W及以下的电机,除堵转试验外,不允许采用电流互感器。

b.采用电流互感器时,接入副边回路仪表的总阻抗(包括连接导线)应不超过其额定阻抗值。

c.对750W以下的电动机,除堵转试验外,测量时应将电压表先接至电动机端。将电压调节到所需数值,读取此时的电压值。然后,将电压表换接至电源端,并保持电源端电压不变,再读取其仪表的数值。当电源电压与电动机端电压之差小于电动机端电压的1%时,电压表可固定在电源端进行测量。

d.试验时,各仪表读数同时读取。在测量三相电压或三相电流时,应取三相读数的平均值作为测量的实际值。绘制特性曲线时,各点读数应均匀测取。

e.如需获得准确的功率测量数值,可按附录A对仪器仪表损耗及误差进行修正。对250W以及下的电动机，应按附录A.1对功率的测量值进行修正。 2.3 试验前的准备

试验前,应对被试电机的装配及运转情况进行检查,以保证各项试验能顺利进行。试验线路和设备应满足试验的要求。

3 绝缘电阻的测定3.1 测量时电动机的状态

测量电动机绕组的绝缘电阻时,应分别在实际冷状态下和热状态下进行。检查试验时,在实际状态下进行。3.2 兆欧表的选用

根据电动机的额定电压,按表1选用兆欧表。

表1

测量埋置式检温计的绝缘电阻时,应采用不高于250V的兆欧表。 3.3 测量方法

如各相的始末端均引出机壳外,则应分别测量每相绕组对机壳及其相互间的绝缘电阻。如三相绕组已在电动机内部连接仅引出三个出线端时,则测量所有绕组对机壳的绝缘电阻。对绕组转子电动机。应分别测量定子绕组和转子绕组的绝缘电阻。测量后,应将绕组对地放电。

4 绕组在实际冷状态下直流电阻的测定4.1 冷状态下绕组温度的测定

将电机在室内放置一段时间,用温度计(或埋置检温计)测量电动机绕组端部或铁心的温度.当所测温度与冷却介质温度之差不超过2K时,则所测温度即为实际状态下绕组的温度。若绕组部或铁心的温度无法测量时,用机壳的温度代替。对大、中型地的放置时间应不少于15min。4.2 测量方法

4.2.1 绕组的直流电阻用双臂电桥或单臂电桥测量。电阻在1Ω及以下时,必须采用双臂电桥测量。4.2.2 当采用自动检测装置或数字式微欧计等仪表测量绕组的电阻时,通过被测绕组的试验电流,应不超过其正常运行时电流的10%,通电时间不应超过1min。

4.2.3 测量时,电动机的转子静止不动。定子绕组的电阻应在电机的出线上测量,对绕线转子电动机,转子绕组的电阻应尽可能在绕组应尽可能在绕组与集电环连接的接线片上测量。每一电阻测量三次,每次读数与三次读数的平均值之差应在平均值的±0.5%范围内,取其平均值作为电阻的变值。

检查试验时,每一电阻可仅测量一次。

4.2.4 如果电机的每组绕组有始末端引出时,应测量每相绕组的电阻。若三相绕组已在电动机内部连接仪引出三个出线时,可在每两个出线端间测量电阻,则各相电阻值(Ω)按下式计算:

对星形接法的绕组:

对三角形接法的绕组:

式中:Rab、Rbc、Rca--分别为出线端A与B、B与C、C与A间测得的电阻值,±;

如果各线端间的电阻值与三个线端电阻的平均值之差,对星形接法的绕组,不大于平均值的2%,对三角形接法的绕组,不大于平均值的1.5%时,则各相电阻值(Ω)可按下式计算: 对星形接法的绕组:

对三角形接法的绕组:

式中:Rav--三个线端电阻的平均值,Ω。 5 转子电压的测定

绕线转子电动机及交流换向器电动机需进行转子电压的测定。

测量时,转子应静止并开路,定子绕组上施以额定电压,在转子集电环间分别测量各线间的电压值。对转子电压高于600V的电动机,施于定子绕组上的电压可以适当降低。

6 空载试验

6.1 空载电流和空载损耗的测定

绕线转子电动机在空载试验时,应将转子绕组在集电环上短路。

6.1.1 测定前,电动机应在额定电压、额定频率下空载运转,使机械耗达到稳定,即输入功率相隔半小时的两个读数之差应不大于前一个读数的3%,对750W及以下的电动机,应空载运转15～30min。检查试验时,空载运转的时间可适当缩短。

6.1.2 型式试验时应测取空载特性曲线,即空载电流I0和空载输入功率P0与外施电压U0的标么值(U0/UN)的关系曲线(图1)UN为额定电压。

图1

试验时,施于定子绕组上的电压应从1.1～1.3倍额定电压开始,逐步降低到可能达到的最低电压值即电流开始回升时为止,其间测取7～9点读数。每点应测取下列数值:三相电压、三相电流、输入功率。功率的测量应采用低功率因数瓦特表。

试验结束,应立即在两个出线端间测量定子绕组的电阻。对空载电流大于70%额定电流的电动机,应尽可能在每点读数后测量定子绕组的电阻。

检查试验时,可仅测取额定电压时的空载电流和空载输入功率。 6.2试验结果的计算

空载时的定子绕组I2R损耗Pocul(W)按下式计算:

式中: I0-定子相电流,A1 R10-定子绕组的相电阻,

铁耗Pfe(W)与机械耗Pfe(W)按下式计算:

为了分离铁耗和机构耗,作曲线P’0=f(Uv/UN)2。延长曲线的直线部分与纵轴交于P点(图1)P点的纵坐标即为电动机的机械耗。7 堵转试验

堵转试验在电机接近实际冷状态下进行。试验时,应将转子堵住。对绕线转子电动机还应将转子绕组在集电环上短路。

7.1 额定频率堵转试验

7.1.1 堵转时的电流、转矩和功率的测定

7.1.1.1 型式试验时应测取堵转性曲线,即堵转时的电流Ik、转矩T1与外施电压Uk的关系

曲线(图2)。

图2

试验时,施于定子绕组的电压尽可能从不低于0.9倍额定电压开始,然后逐步降低电压至定子电流接近额定电流为止,其间共测取5～7点读数,每点应同时测取下列数值:三相电压、三相电流、转矩或输入功率。每点读数时,通电持续时间应不超过10s,以免绕组过热。检查试验时,可仅在额定电流值附近一点测取堵转时的电压、电流和输入功率。

7.1.1.2 如限于设备,对100kW以下的电动机,堵转试验时的最大电流值应不低于4.5倍额定电流;对100～300kW的电动机,应不低于2.5～4.0倍额定电流;对300kW以上的电动机,应不低于1.5～2.0倍额定电流。在最大电流至额定电流范围内,均匀地测取不少于4点读数。

对100kW以上的电动机,如限于设备不能实测转矩时,允许用7.1.2.2中的公式(14)计算转矩。此时应在每点读数后,在两个出线端间测量定子绕组的电阻。

7.1.1.3 对分马力电动机,试验时,定子绕组上施以额定电压,使转子在90°机械角度内的三个等分位置上分别测定。此时,堵转电流取其中的最大值,堵转转矩取其中的最小值。检查试验时,可在额定电压下,任一转子位置上测定。

7.1.1.4 若采用圆图计算法求取工作特性,堵转试验应在1.0～1.1倍额定电流范围内的某一电流下进行。若采用圆图计算法求取最大转矩,堵转试验应在2.0～2.5倍额定电流范围内的某一电流下进行。

对绕线转子电动机,由于在同一试验电流下,外施电压随转子位置不同而不同,此时,电动机应在电压为平均值的转子位置上进行堵转试验。

试验时,电源的频率应稳定,功率测量应采用低功率因数瓦特表,其电压回路应接至被试电机的出线端。被试电机通电后,应迅速进行试验,并同时读取三相电压、三相电流和输入功率。试验结果后,立即在两个出线端间测量定子绕组和转子绕组(对绕线转子电动机)的电阻。

7.1.2 试验结果的计算

7.1.2.1 堵转电流和堵转转矩*的确定

若堵转试验时的最大电压在0.9～1.1倍额定电压范围内,堵转电流IkN若定额为30～90min,取其1/2试验时间温度计的读数与结束时温度计读数的平均值。8.3 电机绕组及其他各部分温度的测定8.3.1 绕组温度的测定。

电机绕组的温度用电阴法测量,应优先采用双桥带电测温法。如电机有埋置检温计时,则用检温计测量。8.3.2 铁芯温度的测定

铁芯温度用检温计或温度计测量。对大、中型温度计应不少于两支,取其最高值作为铁芯温度。8.3.3 轴承温度的测定

轴承温度用温度计测量。对于滑动轴承,温度计放入轴承的测温孔内或者放在接近轴瓦的表面处,对于滚动轴承,温度计放在最接近轴承外圈处。8.3.4 集电环温度的测定

电机停机后,立即用温度计测量集电环表面的温度,取测得的最高值作为集电环温度。8.4 电机停机后测得温度值的修正

如电机各部分的温度或电阻是在切离电源后测得,则所测的温度值或电阻值应采用外推法修正到断电瞬间。如在切离电源后,电机某些部分的温度继续上长则应取测得的最高数值作为相应于断电瞬间的温度。8.4.1 外推法

电机切离电源后,应立即没最电阻或温度与对应的时间,在半对数坐标纸上绘制电阻R或温度θ对于时间t的冷却曲线(图3)。延长曲线与纵轴相交,其交点即为断电瞬间的电阻值或温度值。

图3

8.4.2 第一点读数的时间

采用外推法时,从电机切离电源至测得冷却曲线第一点读数的时间应尽可能短,一般应不超过表

2所规定的数值。如确因电机的转动惯量过大,不能在表2所规定的时间内测得第一点读数,则允许按该类型电机标准所规定的时间进行。

表2

8.5 温升试验方法

温升试验方法有直接负载法和等效负载法。应优先采用直接负载法。

等效负载法包括降低电压负载法和定子叠频法。等效负载法限于S1工作制电动机采用。如限于设备,对100kW以上的电机,允许采用降低电压负载法;;对立式或300kW以上的电机,

允许采用定子叠频法。8.5.1 直接负载法

直接负载法的温升试验应在额定频率、额定电压、额定功率或铭牌电流进行。8.5.1.1 连续定额(S1工作制)电动机

试验时,被试电机应保持额定负载,直到电机各部分温升达到热稳定状态为止。试验过程中,每隔半小时记录被试电机的电压、电流和输入功率以及定子铁心、轴承、风道进出口的冷却介质和周围冷却介质的温度。如采用带电测温法时,还应每隔半小时以及试验结束前测量绕组的电阻。试验期间,应采取措施,尽量减少冷却介质温度的变化。为了缩短试验时间,在温升试验开始时,可以适当过载。

如采用外推法确定绕组的温升,电机停机后,应立即测量绕组的电阻。对采用外接冷却器及管道通风冷却的电机,在电机切离电源的同时,应停止冷却介质的供给。

对分马力电动机,温升试验用的支架及散热板,应按照附录C的规定。

如以铭牌电流进行温升试验,对应于额定功率时的绕组温升△θN(K)按下述方法换算: 当It-IN--IN在±10%范围内时:

当It-IN--IN在±5%范围内时:

式中IN-满载电流,即额定功率时的电流,A。从工作特性曲线上求得;

Lt-温升试验时的电流,A。取在整个试验过程最后的1/4时间内,按相等时间间隔测得的几个电流的平均值; △θ-对应于试验电流It的绕组温升,K。8.5.1.2 短时定额(S2工作制)电动机试验应从实际冷状态下开始。试验的持续时间按定额的规定。试验时,按照工作时限长短,每间隔5～15min记录一次试验数据。其他要求同8.5.1.1。

对应于额定功率时的绕组温升△θN按下述方法换算: 当It-IN-IN在±5%范围内时,按公式(17)进行换算。当It-IN-IN不在±5%范围内时,应重做温升试验。8.5.1.3 周期工作制定额(S3工作制)电动机。

如无其他规定,试验时每一个工作周期应为10min,直到是中部分温升达到热稳定状态为止。温度的测定应在最后一个工作周期中负载时间的一半终了时进行。为了缩短试验时间,在试验开始时,负载可适当地持续一段时间。

对绕线转子电动机,每次起动时,应在转子绕组中串入附加电阻或电抗,将起动电流的平均值

限制在2倍额定电流(基准负载持续率时的额定电流值)范围内。每一工作周期的运行结束时,电动机应在3s内停止转动。其他试验要求同8.5.1.1。

对应于额定功率时的组温升△θN按8.5.1.2的规定换算。8.5.2 等效负载法8.5.2.1 降低电压负载法

采用降低电压负载法在进行下列温升试验:

a.以额定频率和额定电压进行空载温升试验,并确定此时的绕组温升△θ、铁心温升△θFeo。试验要求同8.5.1.1。

b.以额定频率、1/2额定电压和满载电流进行温升试验,并确定此时绕组温升△θr、铁芯温升△θFer。此时,满载电流按9.5.5的方法确定。试验要求同8.5.1.1。

对应于额定功率时的绕组温升△θN和铁心温升△θFeN(K)按下式确定:

Po-额定电压时的空载输入功率,W。由空载试验求取;Por-1/2额定电压时的空载输入功率,Wo由空载试验来求取。

8.5.2.2 定了叠频法

试验线路如图4所示。主电源和副电源均为发电机。副电源发电机的额定电流应不小于被试电机的额定电流,电压等级应与被试电机相同。

图4

U-主电源电压;j-主电源频率;U’-副电源电压;f’-副电源频率;U1-被试电机端电压;I1-被试电机定子电流;P1-被试电机输入功率

采用定子叠频法时,施于被试电机绕组的主、副电源的相序应相同。可在接线前由主、副电源分别起动被试电机,若转向一致,即为同相序。

试验时,首先由主电源起动被试电机,使其在额定频率、额定电压下空载运行。随后,起动副电源机组,将其转速调节到对应于某一频率f’的转速值。对额定频率为50Hz的电机,f应在38～42Hz范围内选择。然后,将副发电机投入励磁,调节励磁电流,使被试电机的定于电流达到满载电流值。在加载过程中,要随时调节主电源电压,使试电机的端电压保持定值,并同时保持频率f’不变,被试电机在额定电压、满载电流下进行温升试验。

满载电流值可按9.5.6或9.5.7的确定。试验要求同8.5.1.1。

在调节被试电机的负载时,如仪表指针摆动较大或被试电机和试验电源设备的振动较大。应先降低副电源电压,按另一个频率f’的值调整副电源机组的转速,再行试验。9 效率、功率因数及转差率的测定9.1 工作特性曲线的测取

工作特性曲线是电动机在额定电压和额定频率下,输入功率P1、定子电流I1、效率n、功率因数cosφ及转差率s与输出功率P2的关系曲线(图5)。

图5

工作特性曲线应在电动机的温度接近热状态时,正负数试验中测取。此时,在1.25～0.25倍额中功率范围内测取6～8点读数。每点应测取下列数值:三相电压、三相电流、输入功率及转差率。

如限于设备对立式和300kW以上的电动机或大于8极的200kW以上的电动机、允许按9.5.6圆图计算法或9.5.7等值电路法求取额定功率时的工作特性。9.2 差率的测定

电动机转差率(或转速)的测量方法有下列几种: a.转差率测量仪; b.闪光法; c.感应线圈法; d.转速测量仪法;

e.十进频率仪法。9.2.1 转差率测量仪

在被试电机转轴上做一个白色标记或安装一个齿盘。当电动机转动时,由光电传感器将转速变换成电脉冲信号,转差率测量仪将这一信号与电源频率信号进行运算处理后,可直接显示出被试电机的转差率。9.2.2 闪光法

在电动机转轴的端面上。按极数画出不同数量的扇形片,并用荧光灯或氖灯照明。供给闪光的电源的频率必须与被试电机的电源频率相同。试验时,用秒表测定扇形片N次所需的时间t(s),转差率s按下式计算:

式中P-电动机的极对数; f1-电动机的电源频率,Hz。

为了观察清晰,可将交流电源经半波整流后供给闪光灯具。9.2.3 感应线圈法

在电动机轴伸附近,放置一只带铁芯的多匝线圈,线圈与磁电式检流计或阴极示波器连接。试验时,用秒表测定检流计指针或示波皮形全摆动N次所需的时间t(s),转差率s按下式计算:

9.2.4 转速测量仪法

试验时,用转速测量仪电动机的转速n(r/min),并同时测量电源的频率f1。转差转s按下式计算:

式中:ns-对应于电源频率f1时的同步转r/min 9.2.5 十进频率仪法

使用同步电机型测功机同时,将十进频率仪接至该测功机的频率。被试电动机的转速nt(r/min)按下式计算:

式中:P-同步电机型测功机的极对数; f-十进仪测得的频率,Hz。9.3 功率因数的求取

电动机的功率因数按下式确定:

当采用两瓦特测量功率时,可用下式校核由公式(24)求得的功率因数值:

式中:W1、W2-分别为人瓦特表的读数。如一只瓦特表的读数负,则应以负值代入。如果按公式(24)和(25)求得的功率因数相差不大于1%,则表明测量是正确的。9.4 效率的直接测定法

9.4.1 输入功率和输出功率的测量

直接测定效率时,电动机的输入功率用瓦特表测量。输出的机械用测功机或校正过直流电机测量,对滚动轴承的电机,也可用转矩测量仪测量。电动机的转速用转速测量仪或十进频率仪法测量。

测功机或校正过直流电机的功率,在与被试电机同样的转速下应不超过被试电机额定功率的三倍。转矩测量仪的标称转矩,应不超过试电机额定转矩的三倍。

直流电机应在发电机状态下采用0.5级准确度的测功机进行校正。校正时,在所需的各种转速下,待剩磁稳定后保持励磁电流不变,测取电枢电流Ia与轴上转矩Td的校正曲线Td=f(In)。

试验时,直流电机的转向和励磁电流应与校正时相同。试验过程中,励磁电流应保持不变。

9.4.2 试验方法

试验时,被试电机应达到热稳定状态。在1.25～0.25倍额定功率范围内,测取负载下降及上

升时的工作特性曲线。对750W及以下的电动机,允许仅测取下降曲线。每条曲线测取6～8点读数。每点应测取下列数值:三

相电压、三相电流、输入功率、转速、输出转矩及定子绕组的喧电测温装置),并记录周围冷却介质温度。如定子绕组的电阻在切离电源后测得,应将所测电阻用外推法修正到断电瞬间。9.4.3 试验结果的计算9.4.3.1 输出转矩的修正

试验时,测得的输出转矩应按下述方法进行修正。测功机的风摩耗转矩Tfw(N.m)按下式计算:

式中:P1-电动机在额定电压下驱动功机时的输入功率,W,此时,测功机的电磁同路应开路; Td-风摩耗转矩试验时测功机的转矩值,N:m; nt-风摩耗转矩试验时电动机的转速下r/min。电动机修正后的输入转矩Tc(N.m)按下式计算:

式中:Tt-试验时测得的输出转矩,N.m。9.4.3.2 输出功率的修正

试验时的冷却介质应换算到25℃。此时,电动机的转速按下式换算:

式中nrdr-以冷却介质温度25℃时的转速,r/min; nt-试验时浊得的转速,r/min;

△θ2-试验时的转子绕组温升,K。若转子绕组温升无法测取,则允许用试验时的定子绕组温升△θ 1代替;

θt-试验时的介质温度,℃。

定子绕组I2R损耗的修正量△Pcul(W)按下式计算:

式中It-试验时的定子相电流,A; Rt-试验时的定子绕组相电阻,Ω。

被试电机修正后的输出功率P2(W)按下式计算:

9.4.3.3 效率的求取

电动机在不同负载时的效率n按下式计算,并作效率曲线n=f(P2),然后取两条曲线的平均值作为所求的效率曲线。

9.5 效率的间接测定法效率的间接测定法有下列四种: a.额定电压负地(优先采用); b.降低电压负载法; c.圆图计算法; d.等值电路法。9.5.1 各种损耗的确定

电动机的各种损耗按下列方法确定:

a.额定电压下的铁耗(PFe(W),由空载试验求得;

b.机械耗PIW(W),由空载试验求得;

c.定子绕组I2R损耗Pcul(W),按下式计算:

式中It-定子相电流,A;

Rlref-换算到蕨工作温度时定子绕组的相电阻,Ω; 换算公式如下:

式中:Rc-实际冷状态时绕组的电阻(三相平均值),Ω;

θrdf-蕨工作温度,对于A、E、B级绝缘为75℃;对于F、H级绝缘为115℃; θc-实际冷状态时绕组的温度,℃。 d.转子绕组I2R损耗Pcu(W),按下式计算:

式中:st-试验时测得的转差率。

式中:St-试验时测得的转差率.

e.杂散损耗Ps(W),可用9.5.2反转法或9.5.3输入法进行测定。

对不实测杂散损耗的电机,则额定功率时的杂散损耗值取其输入功率的0.5%。对于其他负载点,杂散损耗值按与定子电流平方成正比确定。9.5.2 反转法

试验时,被试电机以及异步机反转法中辅助电机的功率测量,必须采用低因数瓦特表。其电压回路应直接至电机的出线端。

9.5.2.1 基频杂和损耗的测量

将转子取出,但端盖等结构应就位,定子绕组上施以额定频率的低电压.在 1.1~0.5倍额定电流范围内测取5~7点读数,每点应同时读取三相电流和输入功率.试验结束后,立即测量定子绕组的电阻. 基频杂散损耗Pst(W)按下式求取:

高频杂散损耗的应在被试电机接近热状态下进行。对于小型铸铝转子异步电机,也可从冷态开始以额定电流反转预热10min后进行。高频杂散损耗可用下列方法测量:

a.测功机反转法或校正过直流电机反转法(仅适用于反转预热的情况)。

测功机或校正过直流电机的功率,在与被试电机同样的转速下,应为被试电机额定功率的15%左右。采用数字式转矩测量仪时,转矩传感器的标称转矩应为被试电机额定转矩的15%左右。直流电机的校正,应在电动机状态下进行,校正方法及使用时的要求同9.4.1。

将测功机或校正过直流电机用联轴与被试电机联接,彼此旋转方向相反,使被试电机运行在电磁状态。将测功机或校正过直流电机开动到被试电机的同步转速,在试验过程中,应保持同步转速不变(如电源不为额定频率,应为对应于实际频率的同步转速)。待机组机械耗稳定后,随即在被试电机的定子绕组上施以额定频率的低电压,使定子电流达到额定值,预热10min。

接着,在1.1～0.5倍额定电流范围内测取5～7点读数,每点应同时读取被试电机的输入功率P1、三相电流I1、测功机的转矩Td中校正过直流电机的电枢电流Ia。然后,断开被试电机的电源,机组仍应保持同步转速运转运,测取测功机的转矩Tdo或校正过直流电机的电枢电流Iao。测定完毕后,应立即停机,迅速被试电机定子绕组的电阻。

计算用高频杂散损耗Psh(W),按下式求取:

式中:测功机的输出功率Pd(W)和Pdo(W)按下式求取:

其中:Td、Tk0-测功机的转矩,N·m。

当采用校正过直流电机时,应根据试验时测得的电枢电流Ia和Ian,从校正曲线Td=f9la)上求取其转矩值。高频杂散损耗Psh(W)按下式求取:

b.异步机反转法

选择一台与被试电机功率相等或接近、极数相同的异步电机作辅助电机,将它与被试电机用联轴器联接。辅助电机施以额定频率的额定电压(或接近额定),在试验过程中应保持不变。补充试电机施以额定频率的低电

I1k-堵转试验时的电流; U1k-堵转试验时的电流; P1k-堵转时的电压;

P1k-堵转试验结束时的定子电阻。R1k-堵转试验结束时的定子电阻; e.杂散损耗P’s

取对应于电流I’r=√I2r-I02时的杂散损耗值,或取输入的0.5%。f.定子和转子电流的设计值: 定子和转子电抗的值按下式求取:

式中X1、X2-定子和转子电抗的标么值。定子电抗与转电抗的比值:

g.励磁电抗估算值:

并求出:

B.2 等值电路参数的求取

等值电路如下图。下列所有的转子参数均为折算至定子侧的值。

a.Xm、X1近似值的求取:

按下式求取Xm、X1k和X1:

式中:Q0-空载时的无功功率,var。按下式求取:

式中:Qk-堵转时的无功功率,var。按下式求取:

b.用迭代法精确求取Xm、X1的值:

利用上述求得的Xm、X1的近似值,重新出X1-Xm,仍取X1-X2=[X1-X2],代入公式(B6)、(B7)、(B8),再求出Xm、X1k和X1.不断重复上述过程,直到相邻两次求得的Xm和X1相差小于0.1%为止。

c.转子电抗X2和励磁电纳Bm的求取:

d.铁芯电导GFe的求取:

e.转子电阻R2的求取:

对绕线转子电机,用下式求取转子电阻R2:

式中R’2ref-换算至基准工作温度时的转子电阻; KU-变压比。 B.3 工作特性的求取 B.3.1 计算步骤

(1)首先假定转差率S的数值为其设计值

B.3.2 额定时的性能数据的求取:

由第一次假定的转差率s(1)算出的输出功率P2,如果不等于电动机的额定功率PN,则需重新假定一个转差率S(2),再按上述步骤进行计算,直至算出的输出功率P2与额定功率PN之差小于额定功率的0.1%为止。s(2)可按下式估算:

也可将多次计算所得的数据。绘制转差率s、定子电流I1、输入功率P1、效率n、功率因数cosφ与输出功率P2的特性曲线,从曲线上棵取额定功率PN所对应的性能数据。

附录C

分马力电动机温升试验用支架及散热板的规定(补充件)

C1对以轴中心高表示机座号的电动机,试验支架及散热板应符合如下规定:

温升试验时,电动机安装在铁底板上。铁底板尺寸为250×480×20mm。铁底板与支撑它的金属支架的接触面积不大于5400mm2。

压,旋转方向应与辅助电机相反,使被试电机运行在电磁制动状态。试验时,首先开动辅助电机,待机组机械且稳定后,在低电压下接通被试电机的电源。使定子电流达到额定值,预热10min。

接着,在1.1～0.5倍额定电流范围内测取5～7点读数,每点应同时读取被试电机的输入功率Pt、三相电流It和辅助电机的输入功率Pal。然后,断开试电机的电源,再读取辅助电机的输入功率Pa。测定完毕后,应立即停机,并迅速测量被试电机定子绕组的电阻。

如果在温升试验后立即进行本试验,则不需进行预热。计算用高频杂散损耗P’sh(W),按下式求取:

高频杂散损耗Psh按公式(38)求取。9.5.2.3 总杂散损耗的求取

分别绘制基频杂散损耗Psf及计算用高要散损耗P’sh对定子电流I1的关系曲线(图6)。因空载电流所引起的杂散损耗已包括在铁耗中,故被谋划杂散损耗应按计算电流I’1求取。计算电流I’1按下式计算:

式中In-试电机在额定电压时的空载电流。

从图6中量出对应于计算电流I’1的基频杂散损耗Psf和用高要散损耗P’sh的数值,被试电机的总杂散损耗Ps(W),按下式计算:

图6

如不测定基频杂散损耗,则总杂散损耗Ps也可按下式求取:

式中:c-各类型电动机的统计系数。9.5.3 输入输出法9.5.3.1 测功机输入输出法

用测功机输入输出法求取杂散损耗时,应按9.4.1和9.4.2的规定进行试验,按9.4.3对被试电机的转矩进行修正,由输入功率减去输出功率求得电动机的总损耗∑P。被试电机的杂散损耗Ps(W)按下式求取:

式中:铁耗PFe、机械耗Pfw由空载试验求得;定子绕组I2R损耗Pcui按试验时测得的电阻值求取;转子绕线I2R损耗Pcu2按试验时的转差率求取。

绘制负载上升及下降时杂散损耗对定子电流的关系曲线,取条曲线的平均值。各负载电流下的杂散损耗在平均曲线上查取。9.5.3. 2回馈法

试验时,将被试电机与同规格的辅助电机用联轴联接。首先,被试电机以额定电压和额定频率作电动机运行,辅助电机以额定电压和低于额定频率作发电机2运行。改变辅助电机的频率将试电机的负载调节至额定值,运行到被试电机达到热稳定状态,然后在1.25～0.25倍额

定功率范围内,测取5～6点读数。每点应测取被试电机的输入功率P1及辅助电机的输出功率P’2,两者的电流、定子绕组的电阻及转差率。用闪光法测量辅助电机的转差率时,闪光灯应由辅助电机的电源馈电。

被试电机和辅助电机的总杂散损耗∑Ps按下式计算:

式中:∑P-被试电机和辅助电机除杂散损耗外的其他损耗之和。

其中:铁耗、机械耗由空载试验求得;定子绕组I2R损耗按试验时的电阻值求取;转子绕组I2R 损耗按电机的运行状态分别求取。

作电动机运行时,转子绕级I2R损耗Pcu2按下式求取:

作发电机运行时,转子绕组I2R损耗P’cu2按下式求取:

试式电机的杂散损耗按下式计算:

然后,将辅助电机的电源频率增加,使其在额定电压和高于额定频率下作电动机运行,此时,试电机仍保持额定电压和发电机运行。按上述方法测取种种数据并求取各种损耗。被试电机的杂散按公式(45)计算。此时,式中的Pcu2应为被试电机运行在发电机状态下的转子绕组I2R损耗;P’cu2应为辅助电机运行在电动机状态下的转子绕组I2R损耗。

绘制被试电机在电动机运行和发电机运行时杂散损耗与定子电流的关系曲线,取两条曲线的平均值。各负上的杂散损耗在平均曲线上查取。

9.5.4 额定电压负载法被试电机应按9.1的规定测取工作特性曲线.各种损耗按9.5.1确定.电动机的输出功率P2(W)按下式求取:

电动机的效率按公式(31)求取。9.5.5 降低电压负载法9.5.5.1 试验方法

首先被试电机在额定频率、1/2额定电压和1/2额定电流下,运行到接近热稳定状态。然后,保持额定频率和1/2额定电压不变,在0.6倍额定电流至国电流范围内测取5～7点读数。每点应测取下列数值:三相电压Ur、三相电流I1r、输入功率P1r及转差率s。测定完毕后,立即停机,并迅速测量定子绕组的电阻。将测得的转差率按9.5.1d换算到基准工作温度。作

I1r=f(P1r)和sref=f(P1r)曲线(图7)。

9.5.5.2 效率的计算

额定功率时的效率按下述方法求取:

a.假定定子电流I1r为1/2额定电流,从图7中查得对应的输入功率P1r,则额定电压时的输入功率P1按下式求取:

b.额定功率时的定子电流I1按下式求取:

式中:I0、P0-分别为电动机在额定电压时的空载电流和空载损耗,从空载特性曲线上求取; I0r、P0r-分别为电动机在电压Ur时的空载电流和空载损耗,从空载特性曲线上求取。c.额定功率时的转差率srdf,根据定子电流I1r从图7中求得; d.各种损耗按9.5.1确定;

e.电动机的输入功率P2按公式(46)计算;如求得的输出功率P2与额定功率PN之差大于额定功率的0.1%时,则应重新假定定子电流I1r,a～e项的计算;

f.电动机的效率按公式(31)求取。9.5.6 圆图计算法

圆图计算法就是根据电动机的空载试验和堵转试验数据,利用圆图求取额定时的效率、功率因数及转差率的一种方法。此时,电动机应按7.1.1.4和7.2的规定进行堵转试验。

圆图计算法公式中的电压、电流、电阻均为相电压(V)、相电流(A)、相电阻(Ω)的三相平均值,功率为三相功率值(W)。

9.5.6.1 绕线转子电动机和普通笼型电动机*的圆图计算法圆图计算法所需参数如下:

a.定子绕组电阻R1ref:换算至基准工作温度时的电阻值。

b.转子绕组电阻R2ref(对绕线转子电机):折算到定子侧的电阻值,折算方法如下: