專利名稱：異步電動(dòng)機(jī)模擬測(cè)取工作特性技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)取交流異步電動(dòng)機(jī)性能的技術(shù)。
目前，國(guó)內(nèi)外測(cè)取交流異步電動(dòng)機(jī)的五條工作特性都是用直接負(fù)載法來(lái)實(shí)施的，即在被試電機(jī)的出軸端用聯(lián)軸器拖動(dòng)另一臺(tái)電機(jī)作為負(fù)載來(lái)實(shí)施，因而費(fèi)工、費(fèi)時(shí)、耗電。對(duì)于大型、立式或單臺(tái)電機(jī)實(shí)施起來(lái)更為困難，甚至無(wú)法測(cè)取。
多年來(lái)，人們的注意力僅集中在模擬測(cè)量電機(jī)的溫升上。個(gè)別學(xué)者在論文中也有對(duì)模擬測(cè)定電機(jī)效率的可能性進(jìn)行過(guò)評(píng)論。然而，至今尚未有任何對(duì)模擬測(cè)取異步電動(dòng)機(jī)工作特性的實(shí)質(zhì)性的研究和報(bào)道。模擬測(cè)溫技術(shù)故然可以解決電機(jī)中一個(gè)關(guān)鍵參量的測(cè)試，然而作為電機(jī)型式試驗(yàn)要求，仍然不能完全擺脫常規(guī)的直接負(fù)載法這一累贅。
本發(fā)明的目的就在于使得電機(jī)型式試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)全部無(wú)直接負(fù)載化，從而簡(jiǎn)化試驗(yàn)設(shè)備和操作，節(jié)約電能。
本發(fā)明是由“異步電動(dòng)機(jī)雙頻饋電反相序模擬測(cè)溫技術(shù)”或“繞線型異步電動(dòng)機(jī)雙頻雙饋擬測(cè)溫技術(shù)”測(cè)取數(shù)據(jù)(參見(jiàn)中國(guó)專利申請(qǐng)88108075.6、88108077.2)和一套數(shù)學(xué)模型和近似假設(shè)及利用常規(guī)簡(jiǎn)便的電機(jī)空載、短路試驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其方法是一、近似假定1.交流供電系統(tǒng)是恒定而對(duì)稱的。
2.交流異步電機(jī)的飽和狀態(tài)被認(rèn)為是不變的。
3.忽略氣隙磁場(chǎng)的阻尼作用及其引起的附加力矩。
4.交流異步電機(jī)定子繞組是三相對(duì)稱繞制的，忽略集膚效應(yīng)。
5.忽略鼠籠型轉(zhuǎn)子端環(huán)的集膚效應(yīng)。
6.可變損耗(包含定、轉(zhuǎn)子銅耗與附加耗)近似認(rèn)為隨負(fù)載變化，按電流平方的標(biāo)么值折算。
7.電機(jī)在負(fù)載變化時(shí)，其轉(zhuǎn)速近似不變，即Ω＝Const，Ω為機(jī)械角速度。
8.認(rèn)為主磁通φm與轉(zhuǎn)子功率因數(shù)Cosφ2的乘積為常數(shù)即φm°Cosφ2＝Const。
二、由異步電動(dòng)機(jī)雙頻饋電反相序模擬測(cè)溫技術(shù)或繞線型異步電動(dòng)機(jī)雙頻雙饋模擬測(cè)溫技術(shù)和常規(guī)的空載、短路試驗(yàn)測(cè)出(或算出)定子電阻γ1、定子額定電流I1、轉(zhuǎn)子電阻γ2、轉(zhuǎn)子電流I2、輸入電功率P1、額定轉(zhuǎn)速n、雜散損耗Ps由數(shù)學(xué)模擬近似計(jì)算出工作特性參數(shù)輸出功率P2、效率η、功率因素Cosφ1、轉(zhuǎn)差率S、轉(zhuǎn)矩M2，其步驟為1.按照常規(guī)的空載試驗(yàn)求得不變損耗，即鐵耗PFe與風(fēng)摩損耗Pfω之和PFe+Pfω。
2.按照測(cè)出定子電阻值γ1并折算到額定標(biāo)準(zhǔn)電阻值γ1(75℃)及定子名牌額定電流I1(設(shè)計(jì)值)來(lái)求出定子銅耗
。
。
3.轉(zhuǎn)子銅耗
。對(duì)繞線型異步電機(jī)與定子銅耗求法相同，對(duì)鼠籠型異步電機(jī)按下式計(jì)算
＝SPM
式中S為滑差，按額定轉(zhuǎn)速計(jì)算值求得。PM為電磁功率。PM按下式計(jì)算
式中P1為輸入電功率(直讀)4.由理論推導(dǎo)得機(jī)械功率為
式中m為轉(zhuǎn)子相數(shù)，P為極對(duì)數(shù)，ω2為轉(zhuǎn)子繞組匝數(shù)，KW2為轉(zhuǎn)子繞組系數(shù)，I2為轉(zhuǎn)子電流。
按近似假定可得簡(jiǎn)化關(guān)系，即PMX≡I2轉(zhuǎn)子電流I2對(duì)繞線型異步電機(jī)可在變動(dòng)負(fù)載時(shí)直測(cè)，對(duì)鼠籠型異步電機(jī)可由定子電流實(shí)測(cè)值按磁勢(shì)平衡求取。
5.輸出功率P2＝PMX-Pfw-PS式中Pfw為風(fēng)摩耗Ps為雜散損耗6.效率η= (P2)/(P1)7.功率因數(shù)Cosφ1=P13U1I1]]>式中U1為定子電壓I1為定子電流
8.轉(zhuǎn)矩求得M2= (P2)/(Ω) ，Ω為機(jī)械角速度。
9.按照上述的簡(jiǎn)化計(jì)算，即可得到工作特性曲線定子電流特性 I1＝f(P2)效率特性 η＝f(P2)功率因數(shù)特性 Cosφ1＝f(P2)轉(zhuǎn)差率特性 S＝f(P2)(按S = 計(jì)算)轉(zhuǎn)矩特性 M2＝f(P2)(按M2= (P2)/(Ω) 計(jì)算)實(shí)施例以JRO271-4 17KW繞線型異步電動(dòng)機(jī)為被試電機(jī)，用“異步電動(dòng)機(jī)雙頻饋電反相序模擬負(fù)載法”和“繞線型異步電動(dòng)機(jī)雙頻雙饋反轉(zhuǎn)向模擬負(fù)載法”及“雙頻雙饋繞線型異步電動(dòng)機(jī)電源模擬負(fù)載法”進(jìn)行試驗(yàn)，求得該電動(dòng)機(jī)的工作特性的各項(xiàng)數(shù)據(jù)、與用實(shí)際負(fù)載法求得的η、Cosφ數(shù)據(jù)分別列于表1、2、3。由表可見(jiàn)，采用本發(fā)明得到的工作特性中的兩個(gè)關(guān)鍵量η、Cosφ，與直接負(fù)載法很接近，其誤差在工程允許的范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明可使電機(jī)型式試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)全部無(wú)直接負(fù)載化，從而大大簡(jiǎn)化了試驗(yàn)設(shè)備和操作，大為節(jié)省電能，是很有價(jià)值的。
表1繞線型異步電機(jī)用雙頻饋電反相序模擬法求取工作特性。
JRO271-4 17KW
表2繞線型異步電機(jī)用雙頻雙饋反轉(zhuǎn)向模擬法求取工作特性。
JRO271-4 17KW被試電機(jī)銘牌額定值P2＝17KW U1/U2＝380/312.6(V)I1/I2＝34.1/34.8(A) n＝1461轉(zhuǎn)/分
權(quán)利要求
1.一種模擬測(cè)取交流異步電動(dòng)機(jī)工作特性的方法，它由“異步電動(dòng)機(jī)雙頻饋電反相序模擬測(cè)溫技術(shù)”或“繞線型異步電動(dòng)機(jī)雙頻雙饋模擬測(cè)溫技術(shù)”，常規(guī)的空載、短路試驗(yàn)和一套測(cè)量和數(shù)學(xué)模擬計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其方法是一、先作下列假定①交流供電系統(tǒng)是恒定而對(duì)稱的。②交流異步電機(jī)的飽和狀態(tài)認(rèn)為不變的。③忽略氣隙磁場(chǎng)的阻尼作用及其引起的附加力矩。④交流異步電機(jī)定子繞組是三相對(duì)稱繞制，以忽略集膚效應(yīng)。⑤忽略鼠籠型轉(zhuǎn)子端環(huán)的集膚效應(yīng)。⑥可變損耗(含定、轉(zhuǎn)子銅耗與附加耗)近似認(rèn)為隨負(fù)載變化，按電流平方的標(biāo)么值折算。⑦電機(jī)在負(fù)載變化時(shí)，其轉(zhuǎn)速近似不變，即機(jī)械角速度Ω為常數(shù)。⑧認(rèn)為主磁通φm與轉(zhuǎn)子功率因素Cosφ2的乘積為常數(shù)。二、由異步電動(dòng)機(jī)雙頻饋電反相序模擬測(cè)溫技術(shù)或繞線型異步電動(dòng)機(jī)雙頻雙饋模擬測(cè)溫技術(shù)和常規(guī)的空載、短路試驗(yàn)測(cè)出(或算出)定子電阻γ1、定子額定電流I1、轉(zhuǎn)子電阻γ2、轉(zhuǎn)子電流I2、輸入電功率P1、額定轉(zhuǎn)速n、雜散損耗Ps由數(shù)學(xué)模擬近似計(jì)算出工作特性參數(shù)、輸出功率P2、效率η、功率因素Cosφ1、轉(zhuǎn)差率S、轉(zhuǎn)矩M2，其步驟為①按常規(guī)空載試驗(yàn)的方法測(cè)試并求得不變損耗，即鐵耗PFe與風(fēng)摩損耗Pfω之和。②測(cè)出定子電阻值γ1，并折算到額定標(biāo)準(zhǔn)電阻值γ1(75℃)及定子名牌額定電流I1(設(shè)計(jì)值)，然后算出定子銅耗
,
③求出轉(zhuǎn)子銅耗
a.對(duì)于繞線型異步電機(jī)與定子銅耗求法相同。b.對(duì)鼠籠型異步電機(jī)由上述求出的鐵耗PFe、定子銅耗
和輸入電功率P1(直讀)先求出電磁功率PM，PM=P1-PFe-
，然后求轉(zhuǎn)子銅耗
，其中S為滑差，按額定轉(zhuǎn)速計(jì)算值求得。④求機(jī)械功率PMX，用PMX=3I122(r12)/(S) (1-S)求出PMX，轉(zhuǎn)子電流I2的得知a.對(duì)繞線型異步電機(jī)在變動(dòng)負(fù)載時(shí)直測(cè)；b.對(duì)鼠籠型異步電機(jī)測(cè)出定子電流，再按磁勢(shì)平衡將I2算出I12=PCU23r2]]>⑤求出輸出功率P2，P2=PMX-Pfω-Ps，Ps為雜散損耗。⑥效率η= (P2)/(P1)⑦功率因素Cosφ1，Cosφ1=P13U1I1]]>⑧轉(zhuǎn)矩求得M2= (P2)/(Ω) ，Ω為機(jī)械角速度。⑨得到工作特性曲線a.定子電流特性 I1=f(P2)b.效率特性 η=f(P2)c.功率因素特性 Cosφ1=f(P2)d.轉(zhuǎn)差率特性 S=f(P2)(按S=
計(jì)算)e.轉(zhuǎn)矩特性 M2=f(P2)(按M2= (P2)/(Ω) 計(jì)算)
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種模擬測(cè)取交流異步電動(dòng)機(jī)工作特性的技術(shù)，涉及電機(jī)特性測(cè)試領(lǐng)域。它是由“異步電動(dòng)機(jī)雙頻饋電反相序模擬測(cè)溫技術(shù)”或“繞線型異步電動(dòng)機(jī)雙頻雙饋模擬測(cè)溫技術(shù)”以及一套測(cè)量和數(shù)學(xué)模型計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明可使電機(jī)型式試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)全部無(wú)直接負(fù)載，并省去了被試電機(jī)拖動(dòng)直接負(fù)載的累贅，所以克服了費(fèi)工、費(fèi)時(shí)、耗電大等缺點(diǎn)。本發(fā)明對(duì)大型、立式、單臺(tái)電機(jī)工作特性的測(cè)取也很適用。
文檔編號(hào)G01R31/34GK1043001SQ8810807
公開(kāi)日1990年6月13日 申請(qǐng)日期1988年11月30日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月30日
發(fā)明者汪國(guó)強(qiáng), 舒順發(fā) 申請(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué)