時(shí)間:2018-06-19 17:11:40來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
三相異步電動(dòng)機(jī)效率的確定方法有多種,大體可分為三大類:第一類直接測定法,第二類間接測定法(又稱為損耗分析法),第三類為通過簡單試驗(yàn)后再利用理論計(jì)算的方法。今天小編針對不同的試驗(yàn)方法進(jìn)行簡要分析,重點(diǎn)談?wù)凙法試驗(yàn)。
各類試驗(yàn)方法特點(diǎn)及適用性
第一類方法直觀、簡單、相對精度也較高,但不利于對電機(jī)性能的具體分析并有針對性地改進(jìn);第二類方法試驗(yàn)項(xiàng)目較多,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,還有較多的計(jì)算量,綜合精度也不如第一種,但它能顯示出決定電機(jī)效率各主要組成部分的具體情況,從而便于對電機(jī)設(shè)計(jì)、工藝及制造中的問題有針對性地加以分析,并通過改進(jìn)使電機(jī)性能達(dá)到要求或進(jìn)一步提高;第三類是在試驗(yàn)設(shè)備不足時(shí)所用的方法,準(zhǔn)確度最差。目前絕大部分電機(jī)的技術(shù)條件中規(guī)定的效率限值都是要求使用第二類方法(損耗分析法)進(jìn)行效率確定的。
試驗(yàn)方法分類
GB/T1032參考了IEC和NEMA有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)一步將三相異步電動(dòng)機(jī)效率的確定方法進(jìn)行了分類,并用代號(hào)表示。
A法——輸入-輸出法。通常僅限用于額定功率≤lkW或效率指標(biāo)≤80%的電動(dòng)機(jī)。
B法——輸入、輸出損耗分析法實(shí)測雜散損耗。對測量僅器儀表的準(zhǔn)確度要求較高(一般要求不低于0.2級(jí))
C法——損耗分析間接法(回饋)實(shí)測雜散損耗
E法——損耗分析法及實(shí)測雜散損耗
E1法——損耗分析法推薦雜散損耗
F法——等效電路法及實(shí)測雜散損耗
F1法——等效電路法及推薦雜散損耗
G法——降低電壓負(fù)載法及實(shí)測雜散損耗
G1法——降低電壓負(fù)載法及推薦雜散損耗
H法——圓圖計(jì)算法
A法測定效率——效率的直接測定法
A法被稱為“效率的直接測定法”,又常被稱為“輸入-輸出法”,因試驗(yàn)時(shí)能直接得到求取效率的兩個(gè)數(shù)據(jù)——輸入電率P1和輸出機(jī)械功率P2而得名。
●試驗(yàn)設(shè)備要求
本方法關(guān)鍵在于具備能直接測定電動(dòng)機(jī)輸出機(jī)械功率(或轉(zhuǎn)矩)的測功設(shè)備。所用測功機(jī)的功率(或轉(zhuǎn)矩傳感器的標(biāo)稱轉(zhuǎn)矩),在與被試電機(jī)同樣的轉(zhuǎn)速下,應(yīng)不超過被試電機(jī)額定功率(或轉(zhuǎn)矩)的2倍。
當(dāng)使用校正的直流電機(jī)時(shí),所用直流電機(jī)的校正應(yīng)在發(fā)電機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行。試驗(yàn)時(shí),直流電機(jī)的轉(zhuǎn)向和勵(lì)磁電流應(yīng)與校正時(shí)相同。試驗(yàn)過程中,勵(lì)磁電流應(yīng)保持不變。
●試驗(yàn)方法說明
在被試電機(jī)加規(guī)定的負(fù)載,運(yùn)行到溫升穩(wěn)定或規(guī)定的時(shí)間后(采用后一種方法時(shí),被試電機(jī)繞組所達(dá)到的溫度與實(shí)際溫升穩(wěn)定所達(dá)到的溫度之差應(yīng)不超過5K),調(diào)節(jié)負(fù)載在1.5-0.25倍額定功率范圍內(nèi)變化,測取負(fù)載下降和上升時(shí)的兩條工作特性曲線。每條曲線測取不少于6點(diǎn)讀數(shù),每點(diǎn)讀數(shù)包括:三相線電壓(應(yīng)保持額定值)、三相線電流I1(A)、輸入功率P1(W)、轉(zhuǎn)速n(r/min)、輸出轉(zhuǎn)矩T(N·m),有條件時(shí)還應(yīng)記錄輸出功率P2(W)。最后斷電停機(jī),在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)(標(biāo)準(zhǔn)中有規(guī)定)測得定子繞組的直流電阻R1(Ω),否則應(yīng)按熱試驗(yàn)后求取熱電阻的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行外推修正。在有條件時(shí),優(yōu)先采用帶電測量(疊加法)或事先在繞組中埋置熱電偶或銅(鉑)熱電阻等溫度傳感器獲得每點(diǎn)定子繞組溫度或電阻的方法。試驗(yàn)時(shí),還應(yīng)記錄環(huán)境溫度θ(℃)。
●試驗(yàn)結(jié)果的處理方法
(1)輸出轉(zhuǎn)矩修正
對用測功機(jī)測得的各點(diǎn)輸出轉(zhuǎn)矩值,應(yīng)再補(bǔ)加測功機(jī)風(fēng)摩耗所消耗的轉(zhuǎn)矩值后才是被試電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩,具體見式(1)
TC=T1+Tfw………………(1)
式(1)中:
TC—一修正后的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩(N·m):
T1——試驗(yàn)時(shí)測功機(jī)顯示的轉(zhuǎn)矩值(N·m);
Tfw—一測功機(jī)的風(fēng)摩損耗轉(zhuǎn)矩(N·m),Tfw按式(2)求得:
式(2)中:
P1——電動(dòng)機(jī)在額定電壓下驅(qū)動(dòng)測功機(jī)時(shí)的輸人功率(W),此時(shí)測功機(jī)的電樞和勵(lì)磁回路均應(yīng)開路;
Td——風(fēng)摩損耗轉(zhuǎn)矩試驗(yàn)時(shí)測功機(jī)的轉(zhuǎn)矩值(N.m);
P0——電動(dòng)機(jī)的空載損耗(W);
nt——風(fēng)摩損耗轉(zhuǎn)矩試驗(yàn)時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速(r/min)。
(2)輸出轉(zhuǎn)速修正
試驗(yàn)時(shí)的冷卻介質(zhì)溫度應(yīng)換算到25℃,此時(shí),電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)按式(3)換算。
式(3)中:
nref——換算到冷卻介質(zhì)為25℃時(shí)的轉(zhuǎn)速(r/min);
nt——試驗(yàn)時(shí)測得的轉(zhuǎn)速(r/min);
Δθ2——試驗(yàn)時(shí)的轉(zhuǎn)子溫升(K),若無法測得,可用定子要升代替;
θt——試驗(yàn)時(shí)冷卻介質(zhì)溫度(℃):
ns—被試電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速(r/min);
K——計(jì)算常數(shù),銅導(dǎo)體為235,鋁導(dǎo)體為225。
(3)定子繞組損耗修正
定子繞組損耗I2R的修正量ΔPcu1(W)按式(4)計(jì)算:
式(4)中:
It——試驗(yàn)時(shí)的定子線電流(A);
Δθ1——試驗(yàn)時(shí)的定子溫升(K);
Rt——試驗(yàn)時(shí)的定子線電阻(Ω)。
(4)被試電機(jī)修正后的輸出功率
被試電機(jī)修正后的輸出功率P2(W)按式(5)計(jì)算。
(5)求取各測點(diǎn)效率
用下式求取各試驗(yàn)測點(diǎn)的效率η(%),具體見式(6)
(6)效率曲線的繪制和滿載效率的確定
用上述計(jì)算出的各點(diǎn)效率值作效率與輸出功率的關(guān)系曲線η=f(P2),對測試出負(fù)載上升和下降兩條曲線的,還應(yīng)繪出“平均曲線”。從平均曲線上查出對應(yīng)于被試電機(jī)額定輸出功率P2=PN時(shí)的效率值,即為該電機(jī)的實(shí)際滿載效率值。
●按GB/T755.2規(guī)定對試驗(yàn)結(jié)果的處理方法及一些觀點(diǎn)
GB/T755.2規(guī)定,“當(dāng)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速、額定電壓和額定電流下運(yùn)行時(shí),輸出與輸入之比即為效率。試驗(yàn)應(yīng)在盡可能接近額定規(guī)定的時(shí)間終了時(shí)所達(dá)到的溫度下進(jìn)行,繞組電阻不必作溫度修正?!?/p>
該標(biāo)準(zhǔn)沒有講述其他電流點(diǎn)的測試和效率的計(jì)算以及繪制效率與輸出功率的關(guān)系曲線的問題,并且用于效率計(jì)算的兩個(gè)數(shù)據(jù)是在“額定轉(zhuǎn)速、額定電壓和額定電流下運(yùn)行時(shí)”取得的。從字面上來理解,可認(rèn)為這樣求得的效率即為額定功率時(shí)的效率。
但是在實(shí)際試驗(yàn)中,上述工作狀態(tài)時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出功率不一定是額定值(當(dāng)然輸入功率也不會(huì)是額定值了),自然由此求得的效率也不一定是額定功率時(shí)的數(shù)值了。這項(xiàng)差異在某些試制產(chǎn)品上有時(shí)會(huì)較大。
因采用“輸入、輸出法”的最大特點(diǎn)就是可直接獲得額定輸出功率或輸出轉(zhuǎn)矩,如不直接計(jì)算效率,優(yōu)勢將減小。因此,應(yīng)將“當(dāng)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速、額定電壓和額定電流下運(yùn)行時(shí)”改為“當(dāng)電機(jī)在額定電壓、額定頻率和額定輸出功率(或額定轉(zhuǎn)矩)下運(yùn)行時(shí)”。另外,該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電阻不用進(jìn)行溫度修正,使得計(jì)算得以簡化。但在一定程度上會(huì)造成不同環(huán)境溫度試驗(yàn)值的差異。
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