一种低温低压环境下电机的测试方法

摘要

一种低温低压环境下电机的测试方法。本发明属于低温低压环境下电机特性测试的技术领域。它的方法步骤为：被测电机与陪侍电机放入高低温低气压实验箱内；被测电机工作在电动机状态，陪侍电机工作在发电机状态；被测电机的定子电流从1.5倍额定电流逐渐变到0.5倍额定电流；工作在电动机状态的被测电机的杂散损耗P_Ms；被测电机工作在发电机状态，陪侍电机工作在电动机状态；陪侍电机的定子电流从1.5倍额定电流逐渐变到0.5倍额定电流；工作在发电机状态的被测电机的杂散损耗P_Gs；结合上述测量参数和计算结求取被测电机负载杂散损耗的平均值。本发明能对电机进行低温低压环境下各参数进行测量，采用双机对托的方法测试该环境下的电机，具有较为广泛的应用前景。

主权项

一种低温低压环境下电机的测试方法，其特征在于它的方法步骤为：步骤一：选择一台与被测电机(1)规格相同，或与被测电机(1)具有相同的同步转速但功率大于被测电机(1)的其它规格的电机作为陪侍电机(2)；将被测电机(1)的输出转轴通过联轴器(3)与陪侍电机(2)的输出转轴传动连接，然后放入高低温低气压实验箱(4)内固定好，将高低温低气压实验箱(4)内的测试温度设置在‑150℃～‑200℃之间，并等间隔取温度测试点，气压压力值设置在小于0.01Mpa，使其接近外太空的真空环境的压力值；步骤二：使被测电机(1)工作在电动机状态，陪侍电机(2)工作在发电机状态；第一驱动器(5)驱动被测电机(1)运转工作，使被测电机(1)在额定频率和额定电压下工作；第二驱动器(6)驱动陪侍电机(2)工作，使陪侍电机(2)相对于被测电机(1)转向上施加一个反向驱动；调节第二驱动器(6)使被测电机(1)在额定负载情况下运行到稳定状态；步骤三：通过第二驱动器(6)调节陪侍电机(2)，使被测电机(1)的定子电流从1.5倍额定电流逐渐变到0.5倍额定电流，在这一过程中读取作为电动机运行的被测电机(1)的三相线电流I_M1、输入功率P_M1、定子绕组电阻值R_M1，试验过程中需保持被测电机(1)的频率和电压始终为额定值；同时读取工作在发电机状态的陪侍电机(2)的三相线电流I_G1、输出功率P_G2、定子绕组电阻值R_G1；利用上述测量得到的实验数据并结合下列公式便可计算被测电机(1)和陪侍电机(2)的定子铜耗：$P_{Mcu1}=1.5I_{M1}{R}_{M1}^2;P_{Gcu1}=1.5I_{G1}{R}_{G1}^2;$步骤四：用钳式电流表测量转子一相电流的方法确定被测电机(1)和陪侍电机(2)的转差率s_M和s_G，采用该方法主要是考虑到电机测量环境制约了其他用以确定电机转差率的实验设备的使用；首先记录电流表指针的摆动次数N_M、N_G，并用秒表记录N_M、N_G次摆动的时间t_M、t_G；然后使用下列公式确定被测电机(1)和陪侍电机(2)的转差率s_M和s_G：$s_M=\frac{N_M}{2t_M{f}_M}\times 100\%;s_G=\frac{N_G}{2t_G{f}_G}\times 100\%,$式中，f_M为被测电机(1)的额定频率；f_G为陪侍电机(2)的频率，该频率小于额定频率；步骤五：工作在电动机状态的被测电机(1)的转子铜耗P_Mcu2：P_Mcu2＝s_M(P_M1‑P_Mcu1‑P_fe)；工作在发电机状态的陪侍电机(2)的转子铜耗P_Gcu2：P_Gcu2＝s_G(P_G2‑P_Gcu1_‑P′_fe)；步骤六：工作在电动机状态下的被测电机(1)的杂散损耗P_Ms：P_Ms＝∑P_sP_Mcu2/(P_Gcu2+P_Mcu2)，式中，∑P_s为被测电机(1)和陪侍电机(2)的总杂散损耗，且∑P_s的计算公式为：∑P_s＝P_M1‑P_G2‑P_Mcu1‑P_Gcu1‑P_Mcu2‑P_Gcu2‑P_fe‑P′_fe‑P_Δ‑P′_Δ；步骤七：将被测电机(1)和陪侍电机(2)停止运转工作；使被测电机(1)工作在发电机状态，陪侍电机(2)工作在电动机状态；第二驱动器(6)驱动陪侍电机(2)运转工作，使陪侍电机(2)在额定电压下和大于额定频率条件下工作；第一驱动器(5)驱动被测电机(1)工作，使被测电机(1)相对于陪侍电机(2)转向上施加一个反向驱动；调节第一驱动器(5)使陪侍电机(2)的负载值与被测电机(1)标称负载值相等情况下运行到稳定状态；步骤八：通过第一驱动器(5)调节被测电机(1)，使陪侍电机(2)的定子电流从1.5倍额定电流逐渐变到0.5倍额定电流，在这一过程中读取作为电动机运行的陪侍电机(2)的三相线电流I_M1、输入功率P_M1、定子绕组电阻值R_M1，试验过程中需保持被测电机(1)的频率和电压始终为额定值；同时读取工作在发电机状态的被测电机(1)的三相线电流I_G1、输出功率P_G2、定子绕组电阻值R_G1；利用上述测量得到的实验数据并结合下列公式便可计算被测电机(1)和陪侍电机(2)的定子铜耗：$P_{Mcu1}=1.5I_{M1}{R}_{M1}^2;P_{Gcu1}=1.5I_{G1}{R}_{G1}^2;$步骤九：用钳式电流表测量转子一相电流的方法确定被测电机(1)和陪侍电机(2)的转差率s_G和s_M，采用该方法主要是考虑到电机测量环境制约了其他用以确定电机转差率的实验设备的使用；首先记录电流表指针的摆动次数N_G、N_M，并用秒表记录N_G、N_M次摆动的时间t_G、t_M；然后使用下列公式确定被测电机(1)和陪侍电机(2)的转差率s_G和s_M：$s_G=\frac{N_G}{2t_G{f}_G}\times 100\%;s_M=\frac{N_M}{2t_M{f}_M}\times 100\%,$式中，f_G为被测电机(1)的额定频率；f_M为陪侍电机(2)的频率，该频率大于被测电机(1)的额定频率；步骤十：工作在电动机状态的陪侍电机(2)的转子铜耗P_Mcu2：P_Mcu2＝s_M(P_M1‑P_Mcu1‑P′_fe)；工作在发电机状态的被测电机(1)的转子铜耗P_Gcu2：P_Gcu2＝s_G(P_G2‑P_Gcu1‑P_fe)；步骤十一：工作在发电机状态下的被测电机(1)的杂散损耗P_Gs为：P_Gs＝∑P_sP_Gcu2/(P_Gcu2+_PMcu2)，式中，∑P_s为被测电机(1)和陪侍电机(2)的总杂散损耗，但此时P_Gcu2为被测电机(1)转子铜耗，P_Mcu2为陪侍电机(2)转子铜耗，且∑P_s的计算公式为：∑P_s＝P_M1‑P_G2‑P_Mcu1‑P_Gcu1‑P_Muu2‑P_Gcu2‑P_fe‑P′_fe‑P_Δ‑P′_Δ；步骤十二：结合上述步骤中的测量参数和计算结求取被测电机(1)负载杂散损耗的平均值为：被测电机(1)在电动机和发电机状态中转子电流的近似平均值为：式中，I₁为负载试验时被测电机(1)在上述步骤中的定子电流，即被测电机(1)在电动机状态和发电机状态下的定子电流，I₀为被测电机(1)空载试验时，额定电压对应的定子电流。