无论是在专业厂内测试,还是在现场测试,空载试验都是得到铁损耗和机械损耗的唯一途径。因此先介绍空载试验,再讨论在现场条件下,铁损耗和机械损耗的测试和确定方法。
1.空载试验
三相异步电动机的空载试验,是给定子加额定频率、额定电压的空载运行试验。空载试验主要目的是测试和确定铁损耗和机械损耗。
(1)空载试验设备及要求三相异步电动机空载试验电路如图9-1所示,图中T为三相调压器,Q为三相开关,W为测试仪器。电源调压器的输出电压应能在被试电动机额定电压的20%~130%范围内可调,调压器容量不小于被测试电动机的额定输入功率。测试必须采用符合《三相异步电动机试验方法》(GB/T 1032—2005)要求的测试仪器,如高准确度的综合电能测试仪。
图9-1 三相异步电动机空载试验电路
(2)试验过程和试验方法 将电动机起动后,保持额定电压和额定频率,空载运行到机械损耗稳定。判定机械损耗稳定的标准是,相隔半小时,测得两个输入功率的读数之差不大于3%。一般要运行30~60min,极数较多的电动机或在环境温度较低的场地试验时,应适当延长运转时间。
试验时调整电源电压,使U0/UN分别等于0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2,一共10个点。如果采用综合电能测试仪,可以测出5min内(也可以是10~20min)每个点的三相平均线电压、三相平均线电流、平均输入功率。
在测取每点读数后,应立即测量定子绕组电阻(或测取绕组的温度,然后根据冷态时的电阻和温度经过换算得到绕组的电阻)。对于电动机功率较大、温度下降不是很快的情况下,可在上述测量结束后,尽快使电动机断电停转,然后立即测出定子绕组端电阻。绕组端电阻采用双臂电桥测量,分别测量两相之间的电阻。每次电阻测量三次,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。取其算数平均值作为电阻的实际值。
2.试验结果计算和特性曲线绘制
对试验数据进行整理和计算:
(1)计算电动机空载定子铜损耗P0Cu1
P0Cu1=1.5I20R01 (9-1)(www.daowen.com)
式中 I0——空载线电流(A);
R01——三相绕组两相之间的电阻(Ω)。
可以验证,无论三相绕组是Y接,还是△接,上式都是正确的。
(2)计算各测点的铁损耗PFe与机械损耗Pm之和,即P′0
P′0=PFe+Pm=P0-P0Cu1 (9-2)
(3)绘制P′0=f(U0/UN)特性曲线横坐标是电压比U0/UN,纵坐标是铁损耗与机械损耗之和P′0。将上面计算分别画在横坐标(U0/UN)对应的各点上,即可得到P′0=f(U0/UN)特性曲线。绘制出的空载特性曲线如图9-2所示。
图9-2 P′0=f(U0/UN)特性曲线
3.求取机械损耗和铁损耗
在曲线P′0=f(U0/UN)下端的直线部分延长至与纵轴相交,交点为P,则P点的纵坐标值即为该电动机的机械损耗Pfw,如图所示。该电动机在额定电压时的铁损耗
PFe=P′0-Pfw (9-3)
从上面的测试和计算中可以看出:欲得到P′0=f(U0/UN)特性曲线,必须进行空载调压测试,在现场是很难实现的,因此必须探索新的途径。
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