电机温升试验数据处理及计算

  电机温升试验数据处理及计算_物理_自然科学_专业资料。电机绕组温升试验数据 状态 项目 时间 阻值 环境温 度 单 位 s Ω ℃ 无 0 =2.832 0 =28 t1= 1 =? 冷态 断电瞬间 0 热态 第 1 时间测量 t2= 17 第 2 时间

  电机绕组温升试验数据 状态 项目 时间 阻值 环境温 度 单 位 s Ω ℃ 无 0 =2.832 0 =28 t1= 1 =? 冷态 断电瞬间 0 热态 第 1 时间测量 t2= 17 第 2 时间测量 t3= 36 2 =3.395 1 =28.7 3 =3.335 公式法 冷却时间常数 T= 3 ? 2 ln 2 3 2 断电瞬间电阻值 温升计算 1 = 2 ? θ= 1 ? 0 ? + 0 + 0 ? 1 0 直接计算法 温升计算公式 K 值取决于绕组材料 铜 235 铝 225 0 0 θ= 2 ? 0 ? + 0 + 0 ? 1 0 2 1 冷态电阻 冷态环境温度 热态电阻 热态环境温度 电机的温升试验及误差分析 柴修山(立奇电器) 1 引言 温升试验是一个重要而费时的型式试验项目, 超过规定的限值将 会影响电机的寿命和可靠性。为了提高产品的技术经济指标,电机的 温升裕度一般不宜取得过大,但电机的电磁参数、材料性能、通风结 构的制造质量等都会直接或间接影响电机的损耗和散热冷却。 电磁计 算时,温升计算的准确度不高。因而,电机的温升指标必须通过试验 考核确定。 2 温升试验 电机温升是电机运行的重要参数之一, 温升试验的方法有许多种, 但应用在电机绕组中的温升试验, 测量绕组温升的主要方法是电阻法。 根据绕组导线受热后电阻值增加的原理, 其电阻与温度间的关系 符合式(1)。 如果测得温升试验前冷态电阻 R1 及试验结束瞬间绕组的 热态电阻 R2,就可直接按式(1)计算绕组的平均温升 θ 。 θ= 式中 t1—试验开始时的绕组温度,℃ t2—试验结束时的冷却介质的温度,℃ K—铜绕组取 235 上式中,要求定子绕组的热态电阻 R2 需在电机切离电源前用带 电测量装置测量,但由于条件有限,普通直流电桥用以测量绕组电阻 2 ? 1 ? + 1 + 1 ? 2 1 时,规定应在交流电源断开后再接赢流电桥,绕组热态电阻就只能在 电机切离电源并停车后测量。但是无论动作多么迅速。也总需要一段 时间才能测取电阻的数值,而在这一段时间内,可能电机绕组的温度 已经开始下降了,因此新测出的电阻值不是运行中的电阻值,不可能 正确反应运行时的温度,而是冷却了一段时间后的绕组温度。可见, 绕组热态电阻的测量足电机温升试验的重要步骤, 温升计算的准确与 否,关键要看所测量的方法是否正确,测量的数据是否准确。 3 绕组电阻的测量 电机切离电源后,绕组温度会立即降低,既使在断电后 15~20s 内测得的热态电阻,计算温升也比实际温升低 5℃左右,故电机停转 后测得的热态电阻,可用外推法进行修正。在不具备用带电测量定子 绕组热态电阻装置时,准确估算热态电阻,不仅可提高温升的测试准 确度,而且可方便地测取电机的发热血线。下面介绍两种推算热态电 阻 R。的方法。 3.1 绘制曲线法 电机断电后, 迅速测量绕组热态电阻, 是提高测试准确度的关键。 按标准规定, 自电机断电至测取绕组热态电阻第 1 点的读数时间间隔, 小功率电机应尽可能不大于 20s,测量时应快速取得第 1 次读数,以 后相隔一定时间测量一次,至少测 6 次。相隔时间长短视绕组冷却速 度而定,以电阻值的变化能从仪表上明显反映出为准(一般为 15~ 25s). 10 为底的对数叫做常用对数(common logarithm) ,并记为 lg 以每次测得电阻值的对数值 lgR1、lgR2??lgRa 为纵座标,切 离断电瞬间的时间间隔为横座标,绘出冷却曲线 lgR=f(t),最短时 间间隔的一点切线延长线直到与纵轴相交, 即得温升试验结束时电机 切离电源瞬间的绕组热态电阻的对数值 IgR:,如图 1 所示。电机断 电瞬间的绕组电阻,也可用 R=f(t)曲线)。当读数点 较多时,准确度可与对数曲线 公式计算法 断电后,由于做不到立即测量电阻,而造成温度下降,这时从断 电到真正测得温度这段时间内,绕组温度按指数下降。为补偿下降的 温度,应计算出修正值。例如经过 t。、如后测得的电阻值分别为砭 和砭,则有下列关系: 4 温升计算分析 原国标 GB755—81《电机基本技术要求》规定,不分功率大小, 一律按“电机各部分的温度在切离线路后测得, 测得温度应加以修正。 电机在温升试验终结而切离电路瞬间的温度, 可用冷却曲线延长而外 推至切离线路瞬间的方法求得”(冷却曲线 则改为根据电机功率大小进行外推。电机断电后,如能在 下述时间内测得第 1 点读数,则以读数计算电机的温升,而不需外推 到断电瞬间。 小功率电机,断电后间隔时间为 15s,P≤50kW,断电后间隔时 间为 30s。如果电机额定功率在该规定间隙时间内不能测得第 1 点读 数,则应尽快测取。用冷却曲线并用外推法进行修正。将测得的读数 作为时间的函数绘成曲线,并根据电机的额定功率,将此盐线外推至 上述相应的间隔时间,所获得的温度作为电机断电瞬间的温度。 我厂新产品三相 3kw 电机在创省优时, 曾运用不同的方法进行验 算。该电机经试验测得一组数据,并用三种方法进行计算,对比试验 数据如表 1 所示。 4.2 作曲线 各种方法的误差分析 用直线法、曲线法、电机温升试验计算法所得误差如表 2 所示。 从表 2 中可看出,用直接法计算求出的温升准确度不高,误差较 大,比修正后的实际温度低 5℃左右,也就是说,电机停车后测得的 热态电阻时间再短也还是有误差的。当热态电阻 R2 误差 1%时,电 机温升汁算温度误差 5℃左右。电机停车后测得的热态电阻在一定情 况下, 有必要用外推法进行修正, 以提高电机绕组温升计算的准确度, 减少温科试验误差。 5 结语 由于修正方法不同,所得的温升值将是有差别的。通过对本厂不 同型号、不同规格的电机作了试验对比,用曲线法求温升,需要作图 画睦线,但必须使热态电阻的测量馓到点点可靠。 用计算法求温升简单、方便、直观,且准确度易保证。 按标准规定,热态电阻 R。第一点读数超过规定的时间间隔时, 用曲线法进行修正。根据实际情况,两种方法用其中 1 种均可,以达 到准确测量计算温升的目的。表 1、表 2 的数据说明: a.2 种方法的平均差道与断电后延迟的时间间隔关系最大,第 1 点读数的时间间隔越大,平均差值越大。 b. 电机的功率越大, 平均差值也越大。 原因是功率越大的电机, 绕组电阻越小,测准越困难,需时间间隔也越长。 c.用直接法测量的温升值按功率等级分别增加 50c 左右,即为 外推法的温升近似值。

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