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电动机性能测试探讨与实践

2013-04-29王永昌

关键词:绕组电动机绝缘

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.

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