不對稱電壓空載試驗法測量電動機雜散損耗

紀繁祥

(哈爾濱工程大學核安全與仿真技術(shù)國防重點學科實驗室，黑龍江哈爾濱 150001)

不對稱電壓空載試驗法測量電動機雜散損耗

紀繁祥

(哈爾濱工程大學核安全與仿真技術(shù)國防重點學科實驗室，黑龍江哈爾濱 150001)

根據(jù)被試電動機的第三相經(jīng)電阻器接至電源線上，使其在不平衡供電電壓下做空載電動機運行。此時，電動機的正序與負序電流產(chǎn)生的損耗關(guān)系等同于異步反轉(zhuǎn)法，根據(jù)這一基本特征，發(fā)明了測定負載雜散損耗的不對稱電壓空載試驗法，并介紹了星接不對稱電壓空載試驗法測量異步電動機雜散損耗的具體使用方法。證明了采用此種方法可以簡化試驗機械設(shè)備，并有助于提高測量精度。

星接;不對稱電壓;空載試驗法;雜散損耗

0 引言

1 繞組星接不對稱電壓空載試驗法測量雜耗的原理

在三相電源電壓不平衡時，如異步電動機的定子為Y接法而無中線，則電動機中將無零序電流，因此只需分析正序和負序分量。當正序電壓分量U1+系統(tǒng)作用在電動機上時，在氣隙中建立正序的旋轉(zhuǎn)磁場φ+，其同步轉(zhuǎn)速為n1，而轉(zhuǎn)子是沿著旋轉(zhuǎn)磁場方向并以轉(zhuǎn)速n1(1－s)進行旋轉(zhuǎn)。在轉(zhuǎn)子繞組中感應出與轉(zhuǎn)差率s呈正比的電流而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，這個轉(zhuǎn)矩稱為正序分量轉(zhuǎn)矩，它與三相對稱電壓所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩值相同。而當負序電壓分量U1－系統(tǒng)作用在電機定子上時，在氣隙中建立負序的旋轉(zhuǎn)磁場φ+，其同步轉(zhuǎn)速為n2，在轉(zhuǎn)子繞組中感應出頻率n1(2－s)/60的電流，并產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，這個轉(zhuǎn)矩稱為負序分量轉(zhuǎn)矩。通常正序分量轉(zhuǎn)矩比負序分量轉(zhuǎn)矩大，所以電動機將沿著正序分量電動機的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。而電機副序轉(zhuǎn)矩屬制動轉(zhuǎn)矩，如調(diào)解得當，電機的正序和副序轉(zhuǎn)矩可以有效地模擬異步機反轉(zhuǎn)法中的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩和制動轉(zhuǎn)矩(負序電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩發(fā)為制動轉(zhuǎn)矩，其轉(zhuǎn)變?yōu)殡姍C的損)。電動機的正序與負序電流產(chǎn)生的損耗關(guān)系等同于異步機反轉(zhuǎn)法，其中負序電流產(chǎn)生的雜散損耗即為電機的雜散損耗。其可通過試驗求取負序電流的方式得以確定。

2 繞組星接不對稱電壓空載試驗方法及注意事項

2．1 試驗線路圖及操作方法

電機在不平衡供電電壓下作空載電動機運行，其試驗線路圖見圖1。

圖1 試驗線路圖

試驗時，接法為Δ接法的電動機應改為Y接法。星點不得連接至系統(tǒng)的中性點或接地。以避免有零序電流。電動機的第三(W)相應經(jīng)電阻器Rab接至電源線上。電阻器Rab實際運用時的理論值Rab'約為

對Y接法的電動機

對Δ接法的電動機

試驗時電阻器Rab的阻值應該是可調(diào)的。通過調(diào)節(jié)Rab的阻值，使正序電流I(1)保持在負序電流的30%以下，并且轉(zhuǎn)速保持在接近額定轉(zhuǎn)速的通常范圍內(nèi)。推薦試驗開始時Rab的實際電阻與典型值Rab'相差不大于20%。改變電源電壓選6點作試驗。所選試驗點應近似均布在額定相電流的150%和75%范圍內(nèi)，此電流在V相(IV)觀測，試驗從最大電流開始，依次遞減至最小電流。每一個試驗點記錄如下參數(shù)

2.制造銀行流水痕跡，刻意造成借款假象。在早期，“套路貸”犯罪之所以能夠逃避法律的制裁，與不法分子“套路”借款人，與其掌握完整“證據(jù)鏈”有密切關(guān)系。不法分子通常采用電子支付、取現(xiàn)拍照、現(xiàn)金截留的手段刻意制造借款人取得合同所示借款的“證據(jù)”，為后續(xù)走法律途徑“占得先機”。當被害人求助公安機關(guān)時，面對放貸人提供的借款合同、銀行流水甚至現(xiàn)場監(jiān)控錄像等“證據(jù)”時，公安機關(guān)多以借貸糾紛予以認定而不予立案。而借款人因無法及時還款被訴至法院時，就民事案件來看，“原告”提供的“證據(jù)”足夠充分，法院很難查出“民間借貸”背后的蹊蹺，借款人在缺乏有力證據(jù)的情況下處于極其被動的局面，這大大增加了借款人敗訴的幾率。

2．2 操作注意事項

2．2．1 操作要求

在讀取試驗數(shù)據(jù)之前，電機的空載損耗須達到穩(wěn)定狀況，因此，電機繞組星接不對稱電壓空載試驗應安排在正常的空載試驗后進行。為了避免三相嚴重不平衡發(fā)熱，試驗應盡快的完成。在降低電壓(25%～40%)UN的情況下較大的電機可在不接電阻Rab時起動(開關(guān)S置于1的位置，見圖1)。起動完成后，切換開關(guān)至位置2，接入電阻Rab。較小的電動機可以接入電阻Rab'直接起動。

2．2．2 試驗電阻的測量要求

在試驗時不使用相電阻的平均值，故電阻的測量可以選擇測量線電阻RVW，在試驗前和試驗后測量和記錄端電阻RVW(100%試驗電流及較小試驗電流試驗點的端電阻是在試驗結(jié)束后測量的RVW值，大于100%試驗電流的試驗點的端電阻可以用完成試驗前后的數(shù)據(jù)按與電流的線性關(guān)系來確定，如試驗后測量的電阻值為RVW，則125%電流試驗點的端電阻為1．25RVW)，電阻也可以由安裝在繞組上的溫度傳感器測量定子繞組溫度來測量，每一個負載點的電阻可用該點的繞組溫度與試驗開始前測得的電阻和溫度之間的關(guān)系來確定。

2．2．3 電參數(shù)測量儀表的實用

一些慣用的“一體式”功率表通過內(nèi)部人為星接使三相達到對稱，然而，在本試驗中，電源是人為不對稱的。因此，本質(zhì)上確保其即不能星點接地，也不能形成人為星點，必須選擇圖1所示的試驗線路和儀表連接方式。

2．2．4 轉(zhuǎn)速測量要求

為了得到準確的試驗結(jié)果，對所有的測試點，轉(zhuǎn)差應不大于2倍的額定轉(zhuǎn)差，即

如果此條件不滿足，則增大Rab的阻值重新試驗，如果電機在低于100%額定相電流時運行依然不穩(wěn)定，可將這些試驗點刪除。

3 數(shù)據(jù)處理

3．1 中間過程值的計算

繞組星接不對稱電壓空載試驗數(shù)據(jù)的處理，是通過一系列復數(shù)運算來進行的，對每一個試驗點的數(shù)據(jù)按照GB 1032—2012標準中的附件B中程序計算中間過程值．進而計算出每一個負載點的剩余雜散損耗。

3．2 負載雜散損耗的確定

式中，Ii(2)—內(nèi)相電流的逆序分量，A;Ii—試驗電流，A;A—斜率按照GB 1032—2012標準中的附件C確定;B—截距，W按照GB 1032—2012標準中的附件C確定。

3．3 相關(guān)系數(shù)

按附錄C所敘的方法求取相關(guān)系數(shù)r，r應不小于0．90。如果分析結(jié)果顯示斜率A為負數(shù)或r＜0．90則可以刪去最差一點重新回歸分析，如果斜率為正，且r≥0．9，則用第二次回歸分析結(jié)果，如果斜率A仍為負數(shù)或r≤0．9，則此次試驗不符合要求，表明試驗結(jié)果存在誤差，應分析誤差產(chǎn)生的原因并加以改正后，重新進行試驗

3．4 負載雜散損耗

當斜率A確定后，額定負載點的雜散損耗見式(4)。

4 結(jié)語

繞組星接不對稱電壓空載試驗方法等同于IEC 60034-2-1中的6．4．5．5和6．2．2．5．4。它所需要的設(shè)備最簡單。但以往因掌握的等效條件不確切，致使測試結(jié)果不準確，許多時候人們并不愿意使用此種方法。如果人們對試驗線路和操作特點有了深刻的認識后，就會有效的提高試驗的正確性，使繞組星接不對稱電壓空載試驗方法的實用性得到進一步的有效發(fā)揮，繼而提高電機試驗的效率。

［1］王永靜，趙勇．高壓電機鐵心損耗和附加損耗的研究．防爆電機，2014．5．

［2］刁立民．大型主泵屏蔽電機定子鐵損試驗研究．防爆電機，2014．6．

Asymmetric VoltageNo-Load Method to Measure Stray Loss of Motor

Ji Fanxiang
(State Key Laboratory of Nuclear Safety and Simulation Technology，Harbin Engineering University，Harbin 150001，China)

The third phase of the tested motor is connected to the power supply line by resistor，so the motor is at no-load operation under the unbalanced power supply voltage．At this point，the loss relation occured in positive and negative sequence currents is equal to that of asynchronous inversion method．This paper puts forward an asymmetric voltage no-load method to measure stray loss of induction motor and introduces the specific usages in detail．It is proved that this method can simplify the test equipments and help to improve the measurement precision．

Star connection;asymmetric voltage;no-load-test method;stray loss

10．3969/J．ISSN．1008-7281．2015．05．12

TM306

B

1008-7281(2015)05-0040-003

紀繁祥 男 1984年生;畢業(yè)于哈爾濱工程大學，現(xiàn)攻讀哈爾濱工程大學強軍計劃研究生，從事反應堆及-回路設(shè)備研究．

2015-06-11