基于反轉(zhuǎn)法試驗測試三相異步電動機雜散損耗的方法

摘 要針對電機雜散損耗因制造工藝因素其數(shù)值離散性很大，實測結(jié)果誤差較大的問題，本文提供了一套有一定理論依據(jù)的三相異步電動機反轉(zhuǎn)法試驗測試雜散損耗的計算公式和方法，其目的在于通過測試結(jié)果去控制和降低電動機的雜散損耗。

【關(guān)鍵詞】三相異步電動機 雜散損耗 反轉(zhuǎn)法試驗

在影響異步電動機的幾項損耗之中，受生產(chǎn)工藝影響及波動較大的是雜散損耗。而且對電動機雜散損耗的測試也不像其他幾種損耗那樣容易，所以，對電動機效率的測定，關(guān)鍵也在于對雜散損耗的測定。

雜耗分為空載雜耗和負(fù)載雜耗兩種，而前者已包括在空載損耗之內(nèi)，故一般所說的雜耗是指負(fù)載雜耗。他是由以下幾種損耗所組成：

（1）負(fù)載時脈振損耗和表面損耗，他是由定子、轉(zhuǎn)子繞組的高波磁勢引起的。

（2）負(fù)載時漏磁通穿過導(dǎo)線、鐵心、機座、端蓋等部件，在其中產(chǎn)生的渦流損耗。

（3）籠型轉(zhuǎn)子鐵心中的橫向電流損耗。

1 雜耗對電動機的效率和溫升影響

（1）雜耗在能量傳遞過程中轉(zhuǎn)化為熱量，他所產(chǎn)生的熱流幾乎要通過電動機內(nèi)所有的熱阻，特別是通過其他損耗產(chǎn)生的熱流所不通過的熱阻較大的槽絕緣和氣隙熱阻，因而就會顯著地影響電動機的溫升。

（2）雜耗不僅是損耗能量去發(fā)熱，而且產(chǎn)生有害的附加轉(zhuǎn)矩去削弱電動機的輸出轉(zhuǎn)矩，圖3 所示由雜耗附加轉(zhuǎn)矩造成的轉(zhuǎn)矩差異，這個附加轉(zhuǎn)矩始終起制動作用，即在S<1時為負(fù)值，S>1時為正值。

因為高次諧波磁通在S=2時所造成的雜耗和電機在正常工作時所造成的雜散損耗是基本一致的，所以，選擇二臺規(guī)格相同的異步電動機用聯(lián)軸器聯(lián)接，一臺作為被試電機，另一臺作為輔助電機，讓被試電動機工作在電磁制動狀態(tài)（S=2）的異步反轉(zhuǎn)下運行，這樣就可以較為正確地測出其高頻雜耗。

2 異步電動機雜散損耗反轉(zhuǎn)法測試

2.1 被試電動機的輸入功率

在反轉(zhuǎn)法試驗中，被試電動機轉(zhuǎn)子導(dǎo)條對定子繞組旋轉(zhuǎn)磁場間的相對速度是2n1，即轉(zhuǎn)差率S=2，故轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中的電流頻率f2=S1=2f1，由三相異步電動機等效電路可知，被試電動機的輸入功率為：

（1）

2.2 輔助電動機的輸入功率測試

輔助電動機的輸入功率 為：

（2）

式中、分別為輔助電動機工作時的定子、轉(zhuǎn)子銅（鋁）耗，、、分別為輔助電動機工作時的鐵耗、風(fēng)摩耗及雜耗。為被試電機高頻雜耗，為其輸出功率。

2.3 被試電機在切斷電源后的輸入功率

（5）

由于實驗中輔助電動機基本上處于空載，所以他的定子銅耗等可以認(rèn)為不變，即

（6）

從以上這些實驗時的功率關(guān)系式中，說明實測雜耗實驗方法所取的雜耗值，在客觀上是合理的平衡的真實值。

3 總結(jié)

在實驗實踐中，由于受實驗條件或其他認(rèn)為因素的影響，有時會使測得值過多地偏離真實值——超過允許的測量誤差，這就失去了測試的意義，因此必須保證其測量精度。造成其失實結(jié)果的原因在于試驗電源、儀表、測試電路等方面，特別是功率表的功率因數(shù)、精度等級、互感器的相角誤差、繞組電阻值的側(cè)量等，都會直接影響實驗結(jié)果。由于被試和輔助電動機工作時的功率因數(shù)都很低，所以必須采用低功率因數(shù)瓦特表并將功率電壓線圈中的功率損耗加以修正；在使用互感器測量時，還應(yīng)修正其相角誤差；電阻的測量應(yīng)盡量采用帶電測量裝置。又因高頻雜散損耗與轉(zhuǎn)子溫度有關(guān)，轉(zhuǎn)子溫度過高，轉(zhuǎn)子外徑 相應(yīng)增大，氣隙就減小，這時測得的就偏大，反之就偏小，所以實驗時應(yīng)適當(dāng)掌握被試電動機的預(yù)熱，讓電動機達(dá)到正常工作溫度范圍為宜。

基相雜耗的測試比較簡單，由于實驗時轉(zhuǎn)子被抽掉，電機的等效阻抗很低，故需要達(dá)到實驗電流的外施電壓也很低，而試驗用的感應(yīng)調(diào)壓器往往不能調(diào)到這個低壓值，這時，可采取幾臺同規(guī)格的電動機定子繞組串聯(lián)起來的措施解決并提高了測量精度。因為定子繞組在制造工藝上是比較穩(wěn)定的，并在作了空載等試驗合格的基礎(chǔ)上，可以認(rèn)為同規(guī)格電動機的基頻雜耗是相等的，把幾臺同規(guī)格的電動機全部抽去轉(zhuǎn)子后，定子繞組串聯(lián)起來，測出其總的基頻雜耗，再平均分配得到單臺電動機的基頻損耗。這樣做的好處是：雖然儀表的絕對誤差未變，但此誤差平均分配到幾臺電動機上，對每臺電動機只反映了儀表誤差的幾分之一，相當(dāng)把儀表的精度提高了幾倍，這樣既有利于試驗的進(jìn)行，也提高了測量精度。過去雜散損耗允許采用推存值，但實際上因工藝因素其數(shù)值離散性很大，結(jié)果誤差較大，因此實測雜耗是有必要的。

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作者簡介

周小鴻（1963-），男，碩士學(xué)位。副教授。專業(yè)方向為電機與控制技術(shù)應(yīng)用。

作者單位

新疆阿克蘇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 新疆維吾爾自治區(qū)阿克蘇市 843000