电动机性能测试探讨与实践

王永昌

摘要：本文结合唐山开滦林西矿业有限公司研制的电动机试验台，介绍了使用单片机对电动机进行测试的原理、方法，并提出了根据测试的结果，如何判断电动机的性能，以便于提高检修质量。

关键词：电动机 性能测试

1 问题的提出

电动机在煤矿企业应用十分广泛，大部分都是160kW以下的中小型电动机。在煤矿，电动机烧损率非常高，经常影响正常生产。我公司在用各类电动机2800台，每年烧损240台次，造成直接经济损失500多万元。为此，我们研制了电动机单片机试验台，利用单片机技术和传感技术，完成数据采集和处理，并且给电动机施加模拟负载，全面测试电动机性能。

2 工作原理

如图1所示，该试验台采用一台直流发电机做为被测电动机的模拟负载，通过A/D转换将电动机的电压、电流、功率、绝缘电阻、直流电阻、温度等参数送入单片机进行处理，单片机输出的指令、数据由D/A转换成模拟量，通过可控硅电路，控制发电机的激磁电流，从而调整电动机负载大小，形成一个闭环控制系统。整个试验过程由单片机自动控制。试验完成后，打印试验结果。

3 测试方法

3.1 绝缘电阻测定 采用数字式绝缘电阻测试仪，分别测各相绕组对机壳的绝缘电阻，并输入单片机与标准值进行比较，判断是否合格，对测试结果进行保存。电动机在基准工作温度（A、B、E级绝缘的基准温度为75℃，F、H级绝缘的基准温度为115℃）下，绝缘电阻的标准值为：

在测量绝缘电阻时，应测量绕组温度。电动机的绝缘电阻随温度的升高而降低，不同绝缘结构的绕组，具有不同的温度系数，对A、B级绝缘的电动机，按下式计算：

3.2 直流电阻测量 ①绕组的直流电阻，可以检查三相绕组有无短路、开焊、接线错误等问题，还可以利用导体直流电阻随温度升高而增加的特性，与已知温度下的电阻值相比较，测出绕组的平均温升。②绕组的电阻测量，采用数字式电流、电压表法测量。由单片机提供稳定的直流电源，以确保数据的准确。③电动机三相绕组不能拆开作分相直流电阻测量时，可以测量三个出线端之间的直流电阻Rab、Rbc、Rca，以求出各相电阻Ra、Rb、Rc的值。

对Y接线电动机

④异步电动机各相绕组直流电阻与平均值之差，不应超过平均值的1～2.5%。

3.3 空载试验 ①检修后做空载电流和空载损耗测定，即测定额定电压时的空载电流和空载损耗，以检查三相电流大小及平衡度。②电动机送电后，在额定电压下运转30min，使损耗达到稳定状态，取电流值I0和功率值P0即为空载电流和空载损耗。③异步电动机在额定电压下的空载电流为额定电流的20～50%，空载损耗为额定功率的3～8%。空载损耗P0包括铜损Pcu、铁损PFe及机械损耗PM。

3.4 工频耐压试验 ①工频耐压试验是鉴定电气设备绝缘强度的有效方法。由于交流耐压试验所用的电压高，对绝缘来讲是一种破坏性试验，因此，在进行交流耐压试验前，电动机应先检查、烘干及绝缘测定，合格后才能进行试验。②电动机经过工频耐压试验，在规定的持续时间内，绝缘未被击穿为合格；绕组出现局部发热或绝缘电阻较耐压试验前下降30%以上者，应找出原因处理后，再进行试验；若由于温度、表面脏污等影响引起表面爬电、放电时，应进行清洁、干燥处理后进行试验。

3.5 功率测试 经过以上测试无问题后，进行功率测试，以检验电动机的输出功率大小。采用一台发电机做为被测电动机的模拟负载，负载大小有单片机控制发电机的激磁电流来实现，可控硅调压的目的是调节发电机激磁电流大小，从而改变电动机的负载。可控硅的控制电压由单板机控制，单板机输出数字信号，通过数模转換电路D/A板变成模拟信号调整可控硅控制电压，改变可控硅的导通角，实现调压的目的。D/A板输出电压范围是0-5V，由程序控制。

4 程序的编写

程序采用汇编语言编写，由于汇编语言无需编译，提高了执行速度，非常适用于工业控制。

5 结束语

该试验台投入使用后，效果很好。一是电动机检修后经过性能测试，可以发现检修中存在的各种问题，便于及时处理，提高了检修质量，保证了出厂合格率。二是随着电动机的使用年限的增加，经过多次大修后，电动机功率不断下降，通过对电动机功率测试，掌握每台电动机的实际功率，这样就可以根据电动机的实测功率合理使用，功率下降较多的就降容使用，用在负荷较小的场所。

参考文献：

[1]丁昱.工业企业供电[M].北京：冶金工业出版社，2002.

[2]赵德安等.单片机原理与应用[M].北京：机械工业出版社，2004.

[3]姜学军等.计算机控制技术[M].北京：清华大学出版社，2012.