基于反轉(zhuǎn)法試驗(yàn)測(cè)試三相異步電動(dòng)機(jī)雜散損耗的方法

摘 要針對(duì)電機(jī)雜散損耗因制造工藝因素其數(shù)值離散性很大，實(shí)測(cè)結(jié)果誤差較大的問(wèn)題，本文提供了一套有一定理論依據(jù)的三相異步電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)法試驗(yàn)測(cè)試雜散損耗的計(jì)算公式和方法，其目的在于通過(guò)測(cè)試結(jié)果去控制和降低電動(dòng)機(jī)的雜散損耗。

【關(guān)鍵詞】三相異步電動(dòng)機(jī) 雜散損耗 反轉(zhuǎn)法試驗(yàn)

在影響異步電動(dòng)機(jī)的幾項(xiàng)損耗之中，受生產(chǎn)工藝影響及波動(dòng)較大的是雜散損耗。而且對(duì)電動(dòng)機(jī)雜散損耗的測(cè)試也不像其他幾種損耗那樣容易，所以，對(duì)電動(dòng)機(jī)效率的測(cè)定，關(guān)鍵也在于對(duì)雜散損耗的測(cè)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(shuō)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(shí)脈振損耗和表面損耗，他是由定子、轉(zhuǎn)子繞組的高波磁勢(shì)引起的。

（2）負(fù)載時(shí)漏磁通穿過(guò)導(dǎo)線、鐵心、機(jī)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(duì)電動(dòng)機(jī)的效率和溫升影響

（1）雜耗在能量傳遞過(guò)程中轉(zhuǎn)化為熱量，他所產(chǎn)生的熱流幾乎要通過(guò)電動(dòng)機(jī)內(nèi)所有的熱阻，特別是通過(guò)其他損耗產(chǎn)生的熱流所不通過(guò)的熱阻較大的槽絕緣和氣隙熱阻，因而就會(huì)顯著地影響電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(gè)附加轉(zhuǎn)矩始終起制動(dòng)作用，即在S<1時(shí)為負(fù)值，S>1時(shí)為正值。

因?yàn)楦叽沃C波磁通在S=2時(shí)所造成的雜耗和電機(jī)在正常工作時(shí)所造成的雜散損耗是基本一致的，所以，選擇二臺(tái)規(guī)格相同的異步電動(dòng)機(jī)用聯(lián)軸器聯(lián)接，一臺(tái)作為被試電機(jī)，另一臺(tái)作為輔助電機(jī)，讓被試電動(dòng)機(jī)工作在電磁制動(dòng)狀態(tài)（S=2）的異步反轉(zhuǎn)下運(yùn)行，這樣就可以較為正確地測(cè)出其高頻雜耗。

2 異步電動(dòng)機(jī)雜散損耗反轉(zhuǎn)法測(cè)試

2.1 被試電動(dòng)機(jī)的輸入功率

在反轉(zhuǎn)法試驗(yàn)中，被試電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條對(duì)定子繞組旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間的相對(duì)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(dòng)機(jī)等效電路可知，被試電動(dòng)機(jī)的輸入功率為：

（1）

2.2 輔助電動(dòng)機(jī)的輸入功率測(cè)試

輔助電動(dòng)機(jī)的輸入功率 為：

（2）

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

2.3 被試電機(jī)在切斷電源后的輸入功率

（5）

由于實(shí)驗(yàn)中輔助電動(dòng)機(jī)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(shí)驗(yàn)時(shí)的功率關(guān)系式中，說(shuō)明實(shí)測(cè)雜耗實(shí)驗(yàn)方法所取的雜耗值，在客觀上是合理的平衡的真實(shí)值。

3 總結(jié)

在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐中，由于受實(shí)驗(yàn)條件或其他認(rèn)為因素的影響，有時(shí)會(huì)使測(cè)得值過(guò)多地偏離真實(shí)值——超過(guò)允許的測(cè)量誤差，這就失去了測(cè)試的意義，因此必須保證其測(cè)量精度。造成其失實(shí)結(jié)果的原因在于試驗(yàn)電源、儀表、測(cè)試電路等方面，特別是功率表的功率因數(shù)、精度等級(jí)、互感器的相角誤差、繞組電阻值的側(cè)量等，都會(huì)直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。由于被試和輔助電動(dòng)機(jī)工作時(shí)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(cè)量時(shí)，還應(yīng)修正其相角誤差；電阻的測(cè)量應(yīng)盡量采用帶電測(cè)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(guò)高，轉(zhuǎn)子外徑 相應(yīng)增大，氣隙就減小，這時(shí)測(cè)得的就偏大，反之就偏小，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)適當(dāng)掌握被試電動(dòng)機(jī)的預(yù)熱，讓電動(dòng)機(jī)達(dá)到正常工作溫度范圍為宜。

基相雜耗的測(cè)試比較簡(jiǎn)單，由于實(shí)驗(yàn)時(shí)轉(zhuǎn)子被抽掉，電機(jī)的等效阻抗很低，故需要達(dá)到實(shí)驗(yàn)電流的外施電壓也很低，而試驗(yàn)用的感應(yīng)調(diào)壓器往往不能調(diào)到這個(gè)低壓值，這時(shí)，可采取幾臺(tái)同規(guī)格的電動(dòng)機(jī)定子繞組串聯(lián)起來(lái)的措施解決并提高了測(cè)量精度。因?yàn)槎ㄗ永@組在制造工藝上是比較穩(wěn)定的，并在作了空載等試驗(yàn)合格的基礎(chǔ)上，可以認(rèn)為同規(guī)格電動(dòng)機(jī)的基頻雜耗是相等的，把幾臺(tái)同規(guī)格的電動(dòng)機(jī)全部抽去轉(zhuǎn)子后，定子繞組串聯(lián)起來(lái)，測(cè)出其總的基頻雜耗，再平均分配得到單臺(tái)電動(dòng)機(jī)的基頻損耗。這樣做的好處是：雖然儀表的絕對(duì)誤差未變，但此誤差平均分配到幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)上，對(duì)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)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(yàn)的進(jìn)行，也提高了測(cè)量精度。過(guò)去雜散損耗允許采用推存值，但實(shí)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(shí)測(cè)雜耗是有必要的。

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作者簡(jiǎn)介

周小鴻（1963-），男，碩士學(xué)位。副教授。專業(yè)方向?yàn)殡姍C(jī)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