[發(fā)明專利]一種三相異步電機的部分性能測試的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810068512.6
• 申請日: 2008-07-16
• 公開（公告）號: CN101629860A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙健身
• 申請（專利權(quán)）人: 趙健身
• 主分類號: G01L3/00
• 分類號: G01L3/00;G01L3/24;G01L3/26;G01M1/10;G01R31/34
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種三相異步電機的部分性能測試的方法，主要應用在電機制造廠家的產(chǎn)品出廠測試和維修 后的性能測試，也可用來進行對電機設(shè)計技術(shù)方案的快速驗證。

技術(shù)背景

在三相異步電機的實際應用中，都是做為原動力來使用的，所以用模擬電機實際工作負載的測試方法 是傳統(tǒng)的測試方法。目前對三相異步電動機性能測試的方法主要是用測功機法和陪試電機法，這兩種辦法 都需要對被測電機施加模擬負載，實際模擬電機在不同負載狀態(tài)下的工作情況，得出被試電機在不同負載 情況下的性能指標。無論是測功機法或是陪試電機法，都是需要專門的測試設(shè)備，存在測試設(shè)備造價高， 測試時間長，耗能嚴重等情況。以用測功機法進行測試為例，測功機根據(jù)和其相連接的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速傳感器， 電壓、電流數(shù)據(jù)采集模塊，實時對被測電機在不同負載狀態(tài)下的電流、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速進行記錄，從而測量出 被測電機的性能指標。制動器無論采用何種方式的負載，被測電機都是在實際負載的情況下運行，完成測 試，被測電機要消耗電能做功，制動器也要消耗電能做功，所以耗能嚴重。并且，電機的轉(zhuǎn)速調(diào)整的時間 較長，所以完成測試所費用的時間，就會很長。特別對大功率電機，負載試驗對電能的消耗和時間的浪費 相當大，盡管目前有將試驗電能回饋電網(wǎng)的技術(shù)，但測試設(shè)備的造價會更高。所以現(xiàn)有檢測設(shè)備造價高、 能耗大、耗費時間長，而本辦法的發(fā)明較好的解決了這些問題。

發(fā)明內(nèi)容

為克服目前在三相異步電機測試中，需要施加實際的模擬負載，存在著能耗大、設(shè)備造價昂貴、耗費 時間長等缺點。本發(fā)明利用電機的空載運行特性，在不加模擬負載的情況下，實現(xiàn)對三相異步電機性能的 測試。首先根據(jù)三相異步電機在額定電壓下的空載運行特性，測量出被測電機的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量。然后， 利用和被測電機相連的轉(zhuǎn)速傳感器，測出電機輸出軸的瞬時轉(zhuǎn)速變化量，也就是旋轉(zhuǎn)加速度，根據(jù)牛頓第 二定律，就可得出此時電機產(chǎn)生的電磁力矩。根據(jù)電機的運行特性，當電機被加電以后，電機會隨負載的 變化而生產(chǎn)不同的工作電流，不同的工作電流產(chǎn)生不同的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。根據(jù)能量守恒定律，在負載不發(fā)生變 化運行達到平衡的情況下，其穩(wěn)定運行的電流和轉(zhuǎn)矩是不發(fā)生變化的。所以對電機本身來講，其產(chǎn)生的電 磁轉(zhuǎn)矩只與通過電機繞組的電流有關(guān)，而與拖動負載的性質(zhì)無關(guān)。三相異步電機在一定電流下所產(chǎn)生的旋 轉(zhuǎn)電磁轉(zhuǎn)矩，會對不同的轉(zhuǎn)動慣量的負載產(chǎn)生不同的加速度，并且電機產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩、負載的轉(zhuǎn)動慣量 和產(chǎn)生的負載旋轉(zhuǎn)加速度三者的關(guān)系遵守牛頓第二定律。在已知負載的轉(zhuǎn)動慣量的情況下，因此可以通過 測量瞬時轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)加速度的方法，來測取電機在不同狀態(tài)下的瞬時旋轉(zhuǎn)電磁轉(zhuǎn)矩。電機在實際工作時的負 載是旋轉(zhuǎn)的，這里，電機的任何形式的負載，是可以用轉(zhuǎn)動慣量來等效代替的。負載可以看做是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn) 動慣量加上負載的轉(zhuǎn)動慣量之和。如果電機不帶任何形式的其它負載，則電機的負載只有轉(zhuǎn)子本身。這時 電機的負載的轉(zhuǎn)動慣量，也就是電機轉(zhuǎn)子本身的轉(zhuǎn)動慣量，所以可以把電機本身的轉(zhuǎn)子當做負載。由于三 相異步電機啟動過程中的啟動電流，有一個從大到小的漸變過程，覆蓋了電機所有運行狀態(tài)時的電流大小， 所以可以通過測試電機啟動時的性能參數(shù)，來測試電機負載時的工作狀態(tài)。由于通過電機繞組的電流和電 機產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩是一一對應的，而相同的轉(zhuǎn)矩對相同轉(zhuǎn)動慣量的負載產(chǎn)生的加速度是一樣的，所以通過 測量電機啟動過程中的瞬時轉(zhuǎn)子瞬時轉(zhuǎn)速變化量，就可以得出電機此時的電磁轉(zhuǎn)矩。首先利用電機的空載 運行特性測取被測電機的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量，然后，測取被測電機轉(zhuǎn)子的瞬時轉(zhuǎn)速變化，據(jù)此來確定電機在 不同時刻的電磁轉(zhuǎn)矩，是本發(fā)明的關(guān)鍵。本測試方法可以通過不給被測電機施加模擬負載，在被測電機空 載的情況下測出它的負載特性，能夠簡便快速測試被測電機的性能，能極大的節(jié)省電能和測試時間，是對 現(xiàn)有測試方法(測功機法和陪試電機法)的有效補充和驗證。

要解決的技術(shù)問題