电机的温升试验及误差分析.doc

电机的温升试验及误差分析 柴修山（立奇电器） 1? 引言 ?? 温升试验是一个重要而费时的型式试验项目，超过规定的限值将会影响电机的寿命和可靠性。为了提高产品的技术经济指标，电机的温升裕度一般不宜取得过大，但电机的电磁参数、材料性能、通风结构的制造质量等都会直接或间接影响电机的损耗和散热冷却。电磁计算时，温升计算的准确度不高。因而，电机的温升指标必须通过试验考核确定。 2温升试验 ??? 电机温升是电机运行的重要参数之一，温升试验的方法有许多种，但应用在电机绕组中的温升试验，测量绕组温升的主要方法是电阻法。 ??? 根据绕组导线受热后电阻值增加的原理，其电阻与温度间的关系符合式(1)。如果测得温升试验前冷态电阻R1及试验结束瞬间绕组的热态电阻R2，就可直接按式(1)计算绕组的平均温升θ。 ?? 式中t1—试验开始时的绕组温度，℃ ??? T2—试验结束时的冷却介质的温度，℃ ??? K—铜绕组取235 ??? 上式中，要求定子绕组的热态电阻R2需在电机切离电源前用带电测量装置测量，但由于条件有限，普通直流电桥用以测量绕组电阻时，规定应在交流电源断开后再接赢流电桥，绕组热态电阻就只能在电机切离电源并停车后测量。但是无论动作多么迅速。也总需要一段时间才能测取电阻的数值，而在这一段时间内，可能电机绕组的温度已经开始下降了，因此新测出的电阻值不是运行中的电阻值，不可能正确反应运行时的温度，而是冷却了一段时间后的绕组温度。可见，绕组热态电阻的测量足电机温升试验的重要步骤，温升计算的准确与否，关键要看所测量的方法是否正确，测量的数据是否准确。 3绕组电阻的测量 ??? 电机切离电源后，绕组温度会立即降低，既使在断电后15～20s内测得的热态电阻，计算温升也比实际温升低5℃左右，故电机停转后测得的热态电阻，可用外推法进行修正。在不具备用带电测量定子绕组热态电阻装置时，准确估算热态电阻，不仅可提高温升的测试准确度，而且可方便地测取电机的发热血线。下面介绍两种推算热态电阻R。的方法。 3．1绘制曲线法 ??? 电机断电后，迅速测量绕组热态电阻，是提高测试准确度的关键。按标准规定，自电机断电至测取绕组热态电阻第1点的读数时间间隔，小功率电机应尽可能不大于20s，测量时应快速取得第1次读数，以后相隔一定时间测量一次，至少测6次。相隔时间长短视绕组冷却速度而定，以电阻值的变化能从仪表上明显反映出为准(一般为15～25s)． ??? 以每次测得电阻值的对数值lgR1、lgR2……lgRa为纵座标，切离断电瞬间的时间间隔为横座标，绘出冷却曲线lgR=f(t)，最短时间间隔的一点切线延长哇瞽线直到与纵轴相交，即得温升试验结束时电机切离电源瞬间的绕组热态电阻的对数值IgR：，如图1所示。电机断电瞬间的绕组电阻，也可用R=f(t)曲线进行修正(见图1)。当读数点较多时，准确度可与对数曲线法接近。 ? 3．2公式计算法 ??? 断电后，由于做不到立即测量电阻，而造成温度下降，这时从断电到真正测得温度这段时间内，绕组温度按指数下降。为补偿下降的温度，应计算出修正值。例如经过t。、如后测得的电阻值分别为砭和砭，则有下列关系： ? 4温升计算分析 ??? 原国标GB755—81《电机基本技术要求》规定，不分功率大小，一律按“电机各部分的温度在切离线路后测得，测得温度应加以修正。电机在温升试验终结而切离电路瞬间的温度，可用冷却曲线延长而外推至切离线路瞬间的方法求得”(冷却曲线及外推法见图1)。 ??? 现国际GB755—87则改为根据电机功率大小进行外推。电机断电后，如能在下述时间内测得第1点读数，则以读数计算电机的温升，而不需外推到断电瞬间。 ??? 小功率电机，断电后间隔时间为15s，P≤50kW，断电后间隔时间为30s。如果电机额定功率在该规定间隙时间内不能测得第1点读数，则应尽快测取。用冷却曲线并用外推法进行修正。将测得的读数作为时间的函数绘成曲线，并根据电机的额定功率，将此盐线外推至上述相应的间隔时间，所获得的温度作为电机断电瞬间的温度。 ??? 我厂新产品三相3kw电机在创省优时，曾运用不同的方法进行验算。该电机经试验测得一组数据，并用三种方法进行计算，对比试验数据如表1所示。 ?? 4．2作曲线法 ??? 作曲线求出R2及θ(见图2)。 ? ? 4．4各种方法的误差分析 ??? 用直线法、曲线法、计算法所得误差如表2所示。 ?? ????? 从表2中可看出，用直接法计算求出的温升准确度不高，误差较大，比修正后的实际温度低5℃左右，也就是说，电机停车后测得的热态电阻时间再短也还是有误差的。当热态电阻R2误差1％时，电机温升汁算温度误差5℃左右。电机停车后测得的热态电阻在一定情况下，有必要用外推法进行修正，以提高电机绕组温升计算的准确度，减少