定子繞組直流電阻的理論值與測量值的比較

舒鵬+呂清

【摘 要】電機定子繞組的直流電阻是電機設計中的一個重要的參數(shù)，在電機設計時，設計者根據(jù)所設計繞組的方案，計算出繞組的直流電阻，即理論值；待該電機生產(chǎn)制造完成后，用專業(yè)的測量直流電阻的儀器，測量繞組的直流電阻。通過比較理論值與測量值的大小，分析兩者存在差異的原因，為改善電機繞組設計方案提供了合理依據(jù)。

【關鍵詞】電機設計；定子繞組；直流電阻

【Abstract】motor stator winding dc resistance is an important parameter in the design of motor， in the motor design， designers， according to the designed scheme to calculate the winding dc resistance， namely the theoretical value； for the motor manufacturing is completed， use professional measurement of dc resistance instruments， measuring winding dc resistance. By comparing the theoretical value and measured value， the size of the analysis of both the cause of the differences， in order to improve the motor winding design provides a reasonable basis.

【Key words】Motor design；Stator winding；Dc resistance

0 前言

在電機設計中，電機繞組方案設計中就有對定子繞組的直流電阻的計算的要求，根據(jù)理論計算的結果，進一步計算得出電機的溫升、效率等性能參數(shù)。[1]可見在電機設計時，繞組的直流電阻的計算的準確性對整個定子繞組方案的確定有著重要的影響；因此，很有必要進行繞組直流電阻理論計算值與實際產(chǎn)品測量值的比較分析，找出理論值與測量值的偏差的原因，并對理論值進行適當?shù)男拚沟糜嬎愕睦碚撝蹈咏咏鼫y量值，為繞組方案設計時，提供更為準確的理論數(shù)據(jù)支撐。

1 繞組直流電阻理論值與測量值

1.2 繞組直流電阻的測量

本論文中的測量值均是采用測量電機繞組直流阻值專用儀器所得，該儀器型號為SM2512型智能直流低電阻測試儀，該測試儀測量范圍1uΩ～20kΩ，測量精度在0.1%，[3]且通過江西東華計量測試研究院的校準檢測。下表1分別記錄了理論計算值與實際測量值。

2 理論值與測量值的比較與分析

上述段落中介紹了電機定子繞組直流電阻的計算方法，對公司生產(chǎn)的不同功率段的電機定子繞組直流電阻進行了相應的計算和實際產(chǎn)品的測量；通過表1，可以直觀的看出理論值和測量值存在著明顯的差異。

1）根據(jù)上述表格，各電機直流電阻理論值與測量值的絕對偏差分別為0.01961、0.00582、0.00272、0.00269、0.00125、0.00018，相對偏差分別為：4.99%、5.39%、3.63%、5.77%、4.55%、5.52%，隨著電機的功率越大，定子繞組的直流電阻逐漸變小，理論值與測量值間的絕對偏差也呈現(xiàn)出變小趨勢。

2）無論電機的功率多大，總是呈現(xiàn)出理論值比測量值要小的結果。根據(jù)繞組直流電阻R的計算公式，理論計算時的電阻率ρ為25℃時值，由于導線的電阻率是受環(huán)境溫度影響，具體公式為：ρt=ρ20[1+α（t-t20）]，α：導體電阻的溫度系數(shù)；[4]而產(chǎn)品現(xiàn)場實際測量時的環(huán)境溫度與理論計算時的25℃的室溫存在偏差，這樣易導致理論值與測量值之間存在偏差；通過觀察分析同心式繞組展開圖（見圖1）可知，存在繞組直流電阻理論計算的長度就要比實際的長度偏短的情況，那是因為理論計算繞組的長度時，為了計算的簡單快速，先只計算一個線圈長度：L=2*[（b+c1）+（b+c2）+（b+c3）+（b+c4）]，b：為線圈的直線段長；c1、c2、c3、c4：分別為同心線圈的弧長；在整個繞組的繞制過程中有線圈之間的過橋線、繞組的引出線和繞線疊加一起使得線圈的圓弧變大等因素被忽略不計；繞組線圈在繞組的過程中，導線是受繞線機的拉力作用的，不難發(fā)現(xiàn)在線圈的轉角處，導線會因受拉力而發(fā)生細微的拉長變形，導致此處的導線電阻有略微的增大的趨勢，隨著繞線的匝數(shù)增多，這種略微增大的趨勢得到了累加，從而使得理論計算值比實際測量值偏小。

3 總結

盡管上述各電機繞組直流電阻的理論值與測量值存在偏差，但通過分析兩者偏差的原因可知理論計算公式的正確性；考慮到繞組方案設計時的準確性，必要時可以將繞組直流電阻的理論值增大5%用于繞組設計時的電機溫升、效率等的計算，為方案設計提供更為準確的理論數(shù)據(jù)支撐。

【參考文獻】

[1]中華人民共和國國家標準.GB 755-2008 旋轉電機定額和性能[S].北京：中國標準出版社，2008.

[2]黃國志，傅豐禮.中小旋轉電機設計手冊[M].北京：中國電力出版社，2014：199-205.

[3]上海神模電氣有限公司.SM2512智能直流低電阻測試儀使用說明書[Z].上海.

[4]陳世坤.電機設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，1982：44.

[責任編輯：朱麗娜]