電機(jī)的溫升試驗(yàn)及誤差分析
羅林學(xué) 賈桂萍(許昌微型電機(jī)廠)
1 引言
溫升試驗(yàn)是一個(gè)重要而費(fèi)時(shí)的型式試驗(yàn)項(xiàng)目，超過(guò)規(guī)定的限值將會(huì)影響電機(jī)的壽命和可靠性。為了提高產(chǎn)品的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，電機(jī)的溫升裕度一般不宜取得過(guò)大，但電機(jī)的電磁參數(shù)、材料性能、通風(fēng)結(jié)構(gòu)的制造質(zhì)量等都會(huì)直接或間接影響電機(jī)的損耗和散熱冷卻。電磁計(jì)算時(shí)，溫升計(jì)算的準(zhǔn)確度不高。因而，電機(jī)的溫升指標(biāo)必須通過(guò)試驗(yàn)考核確定。
2溫升試驗(yàn)
電機(jī)溫升是電機(jī)運(yùn)行的重要參數(shù)之一，溫升試驗(yàn)的方法有許多種，但應(yīng)用在電機(jī)繞組中的溫升試驗(yàn)，測(cè)量繞組溫升的主要方法是電阻法。
根據(jù)繞組導(dǎo)線受熱后電阻值增加的原理，其電阻與溫度間的關(guān)系符合式(1)。如果測(cè)得溫升試驗(yàn)前冷態(tài)電阻r1及試驗(yàn)結(jié)束瞬間繞組的熱態(tài)電阻r2，就可直接按式(1)計(jì)算繞組的平均溫升θ。
式中t1—試驗(yàn)開始時(shí)的繞組溫度，℃
t2—試驗(yàn)結(jié)束時(shí)的冷卻介質(zhì)的溫度，℃
k—銅繞組取235
上式中，要求定子繞組的熱態(tài)電阻r2需在電機(jī)切離電源前用帶電測(cè)量裝置測(cè)量，但由于條件有限，普通直流電橋用以測(cè)量繞組電阻時(shí)，規(guī)定應(yīng)在交流電源斷開后再接贏流電橋，繞組熱態(tài)電阻就只能在電機(jī)切離電源并停車后測(cè)量。但是無(wú)論動(dòng)作多么迅速。也總需要一段時(shí)間才能測(cè)取電阻的數(shù)值，而在這一段時(shí)間內(nèi)，可能電機(jī)繞組的溫度已經(jīng)開始下降了，因此新測(cè)出的電阻值不是運(yùn)行中的電阻值，不可能正確反應(yīng)運(yùn)行時(shí)的溫度，而是冷卻了一段時(shí)間后的繞組溫度�？梢�，繞組熱態(tài)電阻的測(cè)量足電機(jī)溫升試驗(yàn)的重要步驟，溫升計(jì)算的準(zhǔn)確與否，關(guān)鍵要看所測(cè)量的方法是否正確，測(cè)量的數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確。
3繞組電阻的測(cè)量
電機(jī)切離電源后，繞組溫度會(huì)立即降低，既使在斷電后15～20s內(nèi)測(cè)得的熱態(tài)電阻，計(jì)算溫升也比實(shí)際溫升低5℃左右，故電機(jī)停轉(zhuǎn)后測(cè)得的熱態(tài)電阻，可用外推法進(jìn)行修正。在不具備用帶電測(cè)量定子繞組熱態(tài)電阻裝置時(shí)，準(zhǔn)確估算熱態(tài)電阻，不僅可提高溫升的測(cè)試準(zhǔn)確度，而且可方便地測(cè)取電機(jī)的發(fā)熱血線。下面介紹兩種推算熱態(tài)電阻r。的方法。
3．1繪制曲線法
電機(jī)斷電后，迅速測(cè)量繞組熱態(tài)電阻，是提高測(cè)試準(zhǔn)確度的關(guān)鍵。按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，自電機(jī)斷電至測(cè)取繞組熱態(tài)電阻第1點(diǎn)的讀數(shù)時(shí)間間隔，小功率電機(jī)應(yīng)盡可能不大于20s，測(cè)量時(shí)應(yīng)快速取得第1次讀數(shù)，以后相隔一定時(shí)間測(cè)量一次，至少測(cè)6次。相隔時(shí)間長(zhǎng)短視繞組冷卻速度而定，以電阻值的變化能從儀表上明顯反映出為準(zhǔn)(一般為15～25s)．
以每次測(cè)得電阻值的對(duì)數(shù)值lgr1、lgr2……lgra為縱座標(biāo)，切離斷電瞬間的時(shí)間間隔為橫座標(biāo)，繪出冷卻曲線lgr=f(t)，最短時(shí)間間隔的一點(diǎn)切線延長(zhǎng)哇瞽線直到與縱軸相交，即得溫升試驗(yàn)結(jié)束時(shí)電機(jī)切離電源瞬間的繞組熱態(tài)電阻的對(duì)數(shù)值igr：，如圖1所示。電機(jī)斷電瞬間的繞組電阻，也可用r=f(t)曲線進(jìn)行修正(見圖1)。當(dāng)讀數(shù)點(diǎn)較多時(shí)，準(zhǔn)確度可與對(duì)數(shù)曲線法接近。
3．2公式計(jì)算法
斷電后，由于做不到立即測(cè)量電阻，而造成溫度下降，這時(shí)從斷電到真正測(cè)得溫度這段時(shí)間內(nèi)，繞組溫度按指數(shù)下降。為補(bǔ)償下降的溫度，應(yīng)計(jì)算出修正值。例如經(jīng)過(guò)t。、如后測(cè)得的電阻值分別為砭和砭，則有下列關(guān)系：
4溫升計(jì)算分析
原國(guó)標(biāo)gb755—81《電機(jī)基本技術(shù)要求》規(guī)定，不分功率大小，一律按“電機(jī)各部分的溫度在切離線路后測(cè)得，測(cè)得溫度應(yīng)加以修正。電機(jī)在溫升試驗(yàn)終結(jié)而切離電路瞬間的溫度，可用冷卻曲線延長(zhǎng)而外推至切離線路瞬間的方法求得”(冷卻曲線及外推法見圖1)。
現(xiàn)國(guó)際gb755—87則改為根據(jù)電機(jī)功率大小進(jìn)行外推。電機(jī)斷電后，如能在下述時(shí)間內(nèi)測(cè)得第1點(diǎn)讀數(shù)，則以讀數(shù)計(jì)算電機(jī)的溫升，而不需外推到斷電瞬間。
小功率電機(jī)，斷電后間隔時(shí)間為15s，p≤50kw，斷電后間隔時(shí)間為30s。如果電機(jī)額定功率在該規(guī)定間隙時(shí)間內(nèi)不能測(cè)得第1點(diǎn)讀數(shù)，則應(yīng)盡快測(cè)取。用冷卻曲線并用外推法進(jìn)行修正。將測(cè)得的讀數(shù)作為時(shí)間的函數(shù)繪成曲線，并根據(jù)電機(jī)的額定功率，將此鹽線外推至上 |
