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防爆电机  

2013.11.20

高效电机测试关键技术

髙效、超高效电机的效率测试,通常是按 GB 1032中B(B1)法所规定的试验方法进行试 验,试验过程中主要测量的参数是电机的输入功 率和输出功率,然后通过损耗分析法确定电机的 效率和杂散损耗[43。GB 1032中B(B1)法所规定 的试验方法的目的不仅是确定高效电机和超高效 电机的效率,而且还要精确测量高效电机和超高效电机的杂散损耗。因此,髙效、超髙效电机测试 对所使用的主要测量仪器、仪表的精度进行了明 确规定,即功率分析仪精度0.1级、转速转矩传感 器精度0. 2级,直流电阻表0. 2级、温度巡检仪 ±0.5。。同时对电源系统的电压、频率、负载的稳 定性提出了更髙的要求[5]。

 
1、低功率因数下电参数的测量
传统的电参数测量采用电压电流互感器与 高精度分析仪组合而成的测试系统。电压电流 互感器一般标称精度0.2级,高精度分析仪一般 标称精度0. 1级,但标称精度是功率因数在 0.5 ~1时的精度,在空载试验中功率因数可达 到0.2甚至更低,测试数据将不准确,影响电机 的铁耗和机械耗。目前的解决办法是采用宽带 功率测试系统与专用电压电流互感器,确保电 机试验的宽频率范围、宽幅值范围及低功率因 数等测试要求。
 
2、输出功率的测量
测量电机的输出功率是通过测量电机的输出 转矩和转速获得,实验室或企业通常采用测功机 或扭矩传感器测量电机的输出转矩。测功机主要 用于微小电机试验,国内中小型电机一般采用扭 矩传感器测量电机的输出转矩。目前实验室或企 业使用的扭矩传感器为国产的扭矩传感器,其优 点是价格较低、安装方便,但缺点是精度低、稳 定性较差,不能满足现行三相异步电机试验方 法GB 1032中B(B1)法的试验要求。现在国内 的实验室和电机企业已逐步使用进口的扭矩传 感器,其优点是精度髙,可达0.2%以上,稳定性 较好,缺点是价格较高,抗冲击和过载能力差, 安装要求高且不易安装,因此在连接时还需增 加安装附件,如加装膜片式联轴器以保护扭矩 传感器不受损伤。但安装了膜片式联轴器后, 膜片式联轴器和支架将产生风摩损耗,这部分 风摩损耗作为被试电机的输出功率在扭矩传感 器上体现不出,因此试验时需对扭矩传感器的 测量数据进行修正,具体的修正方法在三相异 步电机试验方法GB 1032—2005中附录B中有 明确规定。.
 
3、不确定度评价技术
“不确定度”是对测量结果质量的定量表征, 以确定测量结果的可信程度,测量结果的可用性很大程度上取决于其不确定度的大小。因此,测 量结果必须附有不确定度说明才是完整并有意义 的。评价方法是指通过一条可靠描述不确定度的 不间断的比较链,将测量结果与适当的标准仪器 相联系。对于低不确定度电机效率测试系统,相 关的国家标准和国际标准仅规定了测量用仪器及 互感器等的准确度要求,没有完整的对效率测试 系统的准确度进行评价的方法。
IEC 60034-:30(2008)规定对高效、超髙效 电机的效率测试方法必须采用低不确定度的方 法。低不确定度效率测试方法,就是通过测出 电机的输人和输出功率,以及定子铜耗、转子铜 耗、铁耗、机械耗,输入功率减输出功率得出电 机的总损耗再以总损耗减各项已知的损 耗得出电机的杂散损耗。通过对不同负载点下 测得的杂散损耗值进行线性回归分析,得出线 性回归方程,求得电机额定负载点的杂散损耗。 在测量电机杂散损耗的基本原理上,低不确定 度电机效率测试方法没有作任何理论上的假定 和测定中模拟,测出的是电机真正的各项附加 振耗的总和。



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