唐晗翔 文弋 曾立英 蘇邦偉

摘要：三相永磁同步電機與傳統(tǒng)三相異步電機相比較，具有效率高、功率因數(shù)高、動態(tài)響應(yīng)強等特點，已經(jīng)應(yīng)用于各行各業(yè)中，發(fā)揮巨大的經(jīng)濟效益。而對三相永磁同步電動機進行準確、有效檢測成為保證永磁電機發(fā)揮效能的關(guān)鍵，本文立足于從永磁電機檢測環(huán)境、檢測設(shè)備、檢測步驟、檢測方法等方面進行研究分析，為更快、更有效檢測三相永磁同步電動機提供一定的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：永磁同步電機;檢測;技術(shù)

0? 引言

為保證三相永磁同步電機符合國家標準，需要對三相永磁同步電動機進行全方面的檢測，包括實驗設(shè)備的選擇、實驗前的檢查、冷態(tài)下繞組直流電阻測定、絕緣電阻測量、效率測定、溫升試驗、噪聲與振動測定等，可以說，每一個檢測參數(shù)都對三相永磁同步電動機的性能好壞都有決定性的影響。

1? 測量場所、測量設(shè)備選用要求

1.1 測量場所

電壓波形：試驗電源諧波電壓因素要小于等于0.02，在進行熱試驗時應(yīng)不超過0.015;電壓對稱性：三相電壓系統(tǒng)負序分量和零序分量不超過正序分量的1%，熱試驗時電壓系統(tǒng)負序分量不超過正序分量的0.5%;頻率偏差：電源頻率應(yīng)在規(guī)定頻率的±0.3%范圍內(nèi)。

1.2 測量設(shè)備

影響儀器測量準確度的因數(shù)有：①信號源負載;②引接線校正;③儀器的量程、使用條件和校準，因此，盡量按實際讀數(shù)的需要，選擇低量程儀表。對于電量測量儀器，準確度不應(yīng)低于0.5級，用B法測量效率時，儀器的準確度不應(yīng)低于0.2級，同時要采取措施防止干擾;采用B法測電機效率時，轉(zhuǎn)矩測量儀的準確度不應(yīng)低于0.2級;轉(zhuǎn)速表的測量誤差應(yīng)在±1r/min以內(nèi)，頻率表的準確度不應(yīng)低于0.1級;直流電阻儀的準確度不應(yīng)低于0.2級，溫度測量儀的最大允許誤差±1℃。

2? 絕緣電阻、冷態(tài)下繞組直流電阻測定

2.1 絕緣電阻測量

測量電動機絕緣電阻時，應(yīng)按電機的額定電壓選用兆歐表，應(yīng)分別在電機冷態(tài)和熱態(tài)下分別測量絕緣電阻。測量時，如果各相繞組的的始末端均引出機殼外，則分別測量每相繞組對機殼及其相互間的絕緣電阻，如三相繞組已經(jīng)在電動機內(nèi)部連接僅引出3個出現(xiàn)端時，則測量所有繞組對機殼的絕緣電阻，測完后繞組對地放電。

2.2 冷態(tài)下繞組直流電阻測定

首先電機應(yīng)在室內(nèi)放置一段時間，然后用溫度計測量繞組溫度，測得繞組溫度與冷卻介質(zhì)溫度之差在2K以內(nèi)。然后用雙臂電橋或單臂電橋測量電阻，電阻很小時，必須采用能消除測量導(dǎo)線和接觸電阻影響的儀器測量。測量時，電動機轉(zhuǎn)子靜止不動，定子端電阻應(yīng)在電機的出線端上測量，每一電阻測量3次，每次的讀數(shù)與3次平均值之差應(yīng)在平均值的±0.5%范圍內(nèi)，取其算術(shù)平均值作為電阻值。

3? 熱試驗測定

①熱試驗前，對永磁同步電動機的皮帶、皮帶輪及其他機械產(chǎn)生的氣流應(yīng)予阻擋和防護，因為微熱的氣流足以使熱試驗的結(jié)果產(chǎn)生很大的偏差。

②溫度測量有三種方法：溫度計法、電阻法、埋置檢溫計法。三種方法各有優(yōu)缺點，其中繞組測溫以電阻法最為常見;溫度測量的部位主要有定子線圈、定子鐵心、環(huán)境溫度、基座溫度、軸承、冷卻介質(zhì)。

③熱試驗方法宜采用直接負載法，在發(fā)熱的初始階段，為了縮短試驗時間，電機在預(yù)熱階段可以適當過載（20-50%），熱試驗應(yīng)在額定頻率、額定電壓、額定功率下進行，試驗時被試電機保持額定負載，每隔30min記錄被試電機電壓U、電流I1、輸入功率P1、頻率f、轉(zhuǎn)速n、轉(zhuǎn)矩Td、繞組溫度θn及定子鐵心、軸承和周圍冷卻介質(zhì)的溫度θa，進行直到相隔30min內(nèi)溫度變化在1K以內(nèi)，熱試驗才停止。

④溫升計算：當電機用周圍空氣冷卻時，溫升就是被試電機繞組的溫度減去環(huán)境溫度，如電機是用遠處或冷卻器的空氣通風(fēng)冷卻，溫升就是被試電機繞組溫度減去進入電機空氣的溫度。

4? 負載試驗

①為了確定電機的效率、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)速和電流必須進行負載試驗，負載試驗時，負載機械與電機軸線對中并保證安全，讀數(shù)順序是先讀最大負載的讀數(shù)，然后讀取低負載的讀數(shù)。

②負載試驗應(yīng)在額定電壓、額定頻率下進行，定子繞組溫度與額定熱負載試驗測得溫度之差不應(yīng)超過5℃，要用測功機或者陪試機給電動機加負載，取六個負載點加載，四個負載點大致均勻分布在不小于25-100%額定負載之間，在100-150%額定負載之間取2個負載點。電機加負載的過程從最大負載開始，逐步按順序降低到最小負載，試驗宜盡可能快進行，以減少試驗過程之中電機溫度變化。

③以下是三相永磁同步電動機型號為TYCKS500-6，額定電壓：10000V，額定功率：560kW，額定電流：34.26A額定頻率：50Hz的負載特性試驗記錄以供參考。（表1）

5? 空載試驗

①空載試驗應(yīng)在負載試驗后進行，讀取記錄數(shù)據(jù)之前輸入功率應(yīng)穩(wěn)定，輸入功率相隔30min的兩個讀數(shù)之差應(yīng)不大于前一個讀數(shù)的3%。

②被試電動機電壓變化范圍從125%的額定電壓開始逐步降低，包括100%額定電壓點，隨著電壓降低，電流逐漸減小，當電流出現(xiàn)拐點后，應(yīng)繼續(xù)降低電壓，直至電流回升到超過100%額定電壓時電流值出現(xiàn)。取10-12個電壓點，均勻分布。并每個電壓點測取I0、P0、U0、θ0、R0。

③鐵耗和風(fēng)摩耗的確定：空載輸入功率P0是電動機空載運行的總損耗，由P0減去試驗溫度下定子I2R損耗，得到鐵耗和風(fēng)磨耗之和P0′，即P0′=P0-I2R。

6? 效率和各項損耗的確定

①效率試驗的確定方法有多種，只要符合相關(guān)標準或協(xié)議即可，推薦采用B法。

②效率常用同一單位表示的輸出功率和輸入功率之比的百分數(shù)表示，輸入功率P1、輸出功率P2、總損耗∑P，效率η=1-∑P/P1，總損耗∑P包含定子繞組在規(guī)定溫度下的Pcu1S、鐵耗Pfe、風(fēng)摩耗Pfw、負載雜散損耗Ps。

7? 結(jié)論

隨著電機技術(shù)的提升，三相永磁同步電動機發(fā)展呈現(xiàn)大功率、高效率、專用化特點，對三相永磁同步電機的檢測也提出了更高的要求，檢測設(shè)備的范圍要廣、精度要高，檢測方法和檢測標準也要及時跟進符合發(fā)展要求，檢測人員的素質(zhì)也要提升，只要這樣才能提升永磁同步電機檢測技術(shù)能力，更好的為永磁電機事業(yè)發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

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