日期:2021-07-12 08:34 瀏覽次數:0
對于大型電機,鐵損的測試值往往會偏離設計值,這是一個材料問題。是核心制造問題嗎?還是測試分離的問題?這是大型電機制造和測試中應該研究的課題,特別是對于沒有鐵芯制造能力的電機制造商來說,材料的鑒別非常困難,只能通過特定的方法進行鑒別,并與測試結果進行比較,才能對電機性能有一個相對準確的判斷。
在交流電機的各種測試方法中,電機的鐵心損耗通常是通過空載試驗來計算的。這種方法由于含有空載雜散損耗,無法真實反映鐵心損耗的數值,給電機性能分析帶來困難。本文介紹了一種獨立測量鐵芯損耗的方法。
機器鐵芯損耗測試原理
用單相勵磁線圈在定子鐵芯的磁軛處勵磁一個磁場,按B=12000高斯勵磁12P以下的電機磁場磁通密度;12P以上電機磁場磁通密度按B=10000高斯勵磁。定子鐵芯的磁軛在交變磁場中會產生鐵芯損耗。損耗值為輸入勵磁線圈電路的有功功率減去勵磁線圈的銅損,定子鐵芯磁軛的實際單位重量損耗值由定子鐵芯磁軛的重量除以得到。
單相開路測量線圈以90度垂直于勵磁線圈的方向纏繞,在交變磁場中會產生感應電動勢。通過測量電動勢,可以計算出定子鐵芯的實際磁通密度。根據所用硅鋼片的磁損耗與磁感應強度的關系曲線,可以找出理論磁通密度為10000高斯或12000高斯對應的硅鋼片單位重量損耗。
將定子鐵心轆部實際單位重量損耗值與理論上硅鋼片單位重量損耗進行對比,來判斷定子鐵心損耗是否異常。
待測試的電機鐵芯應為無繞組鐵芯。測試設備包括絕緣勵磁繞組、測量繞組和一些儀器,主要包括電壓表、電流表和功率表。勵磁繞組和測量繞組一般采用導線,可重復使用。
勵磁繞組相關參數的確定原則
(1)根據公式(1)計算勵磁繞組的匝數N1。
在公式(1)中:
AFe=(L-nbv)hjK
U1——測試時施加在勵磁繞組上的電壓為220V或380V帶交流50Hz電源。
AFe——鐵芯的截面積,單位為cm2;
L——鐵芯長度,單位為厘米;
N——鐵芯徑向風道數量(該項目不適用于小容量電機,即n=0);
bv——鐵芯徑向通風管道的寬度(該項目不適用于小容量電機,即bv=0),單位為厘米;
hj——鐵芯的軛長度,即從槽底到鐵芯外緣的距離,單位為厘米;
K——鐵芯疊片系數(根據硅鋼片牌號和鐵芯制造工藝確定實際疊片系數)。
(2)根據公式(2)計算流經勵磁繞組的電流I1。
在公式(2)中:
F——單位長度磁勢,單位A/m,不同牌號的硅鋼片對應不同的數值。
D——定子鐵芯外徑,單位為厘米。
勵磁繞組中使用的導體截面積與勵磁電流的對應關系見下表。
激勵電流(a)導體橫截面積(mm2)
30 6
45 10
60 16
85 25
105 35
130 50
(3)勵磁繞組的電源功率因數(千伏安)符合公式(3)
在公式(3)中:
I1——電源輸出電流,a單元
。U1——電源輸出電壓,單位V。
測量繞組相關參數的確定原則
測量繞組的匝數按式(4)計算。
式(4)中:
U2——測量繞組的端電壓,單位V。
測量繞組中的端電壓U2與鐵芯的磁通密度B(單位T)成反比。磁通密度按式(5)計算。
試驗方法簡述
(1)給勵磁繞組加電壓通電,10min后停電,用手摸定子內膛,選擇溫度最低的齒放置熱電偶或溫度計。
(2)再給勵磁繞組加電壓通電,10min后停電,用手摸定子內膛,選擇溫度最高的齒放置熱電偶或溫度計。
(3)在定子內膛的其他地方再均勻地放置一些熱電偶或溫度計。
(4)正式加電壓進行試驗90min左右。試驗中每10min記錄一次各點的溫度。試驗中,若發現任何一點的溫度超過100°℃或出現冒煙現象,應立即斷電停止試驗。
試驗結果判定
對于不同牌號的硅鋼片鐵心,按照比損耗P10 50不超過規定值判定。
而且經過90min試驗后,最熱處的溫升不超過45K;各部位的溫差不超過25K,則認為鐵心正??梢允褂?。試驗時的比損耗。(W/kg)按式(6)求取
式(6)中:
k1——電流互感器倍數;
Pw——功率表顯示的值,單位W。
若鐵芯軛部磁密等于10kGs時 ,U2與計算值不等,實測比損耗P1按式(7)計算。
式(7)中:
P0——試驗時的比損耗,單位W/kg;
U2P——測量繞組的計算電壓,單位V。
U2——測量繞組的實際電壓,單位V。
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