TL500-24大型立式电励磁同步电动机试验

2013-09-21马冬梅

时代农机 2013年3期

关键词：电枢温升励磁

马冬梅

（南车株洲电机有限公司，湖南株洲 412001）

TL500-24型同步电动机的试验内容为：冷态直流电阻的测量、绝缘电阻的测量、埋置检温计的检查、空载特性试验、温升试验、对应于额定负载时各种损耗的测定试验。进行此次试验的电动机主要电量参数如表1所示。

表1 电机参数

1 冷态直流电阻测量

将电机在室内放置一段时间后，用埋置检温计测量电机绕组和环境温度，所测量的温度与冷却介质温度只差小于2 K时，对电机的冷态直流电阻进行测量。在测量的过程中采用双臂电桥法，每一端电阻测量三次后，若三次读取的数据的平均值只差在平均值的±0.5%的范围内时，把平均值作为电阻的实际测量值。针对本台电机，双臂电桥选择20 Ω档进行测量，记录当时的环境温度和相对湿度。

2 绝缘电阻的测量

测量电机绕组的绝缘电阻时，应分别在电机实际冷态和热状态（一般是在温升试验结束后）进行测量，根据本台电机的电压值选择兆欧表的档位为2500 V，记录当时的环境温度和相对湿度。

3 埋置检温计检查

埋置检温计的检查是为了防止电机在装配时将埋置电机内部的温度传感器的损坏，在试验过程中采用万用表对其电阻进行测量，并记录当时环境条件。

4 空载特性试验

空载试验时，试验电路如图1。由于电机是外部直流励磁，为防止直流电源与电压给定时间不一致，导致电机失步，应将电压给定和直流电源的给定在同一时间进行。空载特性试验过程采用电动机法，将电机接到由工频输出、实际对称的稳定电源，采用变压器供电，通过调压器对电压进行调节，在电机外部接到直流电源，使电机在他励的方式下进行。

图1 空载试验电路图

采用调压器将电压调至10000 V，与现场工作人员进行沟通好之后，将电机调压器供电开关与现场励磁电源开关同时合上。相应调节电机的励磁电流，使点数电流最小（即点击的功率因数为1.0）此时对应的励磁电流即为该电压下的励磁电流。根据试验大纲及研发人员的现场要求，试验从1.25倍的额定电压开始，调节端电压及励磁电流，直至电机不至于失步的最低电压时为止，在整个过程中读取7～9个点，每点读取外施电压、励磁电流，试验数据从高到低读取。试验结束后，测取电机的端电阻。空载特性试验数据见表2所示。

表2 空载特性试验数据

试验结束后立即测量定子绕组端电阻，并倒推到电机停机时刻电阻值，对试验数据进行处理后得出，图2空载特性曲线。

图2 空载特性曲线

5 温升试验

由于设备条件限制无法采用直负载法进行温升试验，因此TL500-24采用低功率因数法进行温升试验，对调相机零功率因数负载就是直接负载。为了使得在快速停车后能在最短的时间内测得热态电阻值，试验时采用变频器供电，将电机调到额定频率、额定励磁电流和额定励磁电枢电流，试验过程中的要求与直接负载法相同，如果此时电枢电压小于95%额定值时，应按照经验公式（1）进行修正，试验时的电路如图3。

Δθa-低功率因数负载温升试验时点数绕组温升，K；

ΔPFe-额定电压时铁耗PFe与低功率因数负载温升试验电压所对应的的铁耗ΔPFe之差，kW；

Pcua-低功率因数负载温升试验时点数绕组中的I2R损耗，kW；Ka-系数，取3。

图3 温升试验电路图

定子温度（℃）轴承温度（℃）环境温度（℃）U 1 V 1 W1 U 2 V 2 W244.942.142.445.343.044.8 16.4 7.745.342.542.945.843.445.2 16.8 7.745.542.643.046.343.545.3 17.3 7.8

表3为电机进行温升试验时，稳定后的各个点的温度值，电机进行温升试验过程中的电量参数如表4。

表4 电机进行温升试验过程中的电量参数为

试验结束时，采用变频器进行直流制动，停机时间为45 s，第80 s时测量第一个电阻RUV=5.843 Ω，采用电阻法进行计算，得出定子绕组温升Δθa=38.7 K，采用经验公式进行修正时，ΔPFe=6.39 kW，Pcua=11.42 kW，Ka=3（系数），得到修正后的电枢绕组温升为：45.9 K。

6 对应额定负载时各种损耗的测定

对应于额定负载时各种损耗的测定，采用空载电动机法测定铁耗和机械损耗，通过对表2的试验数据进行处理后得出得出风磨耗Pfw=2.9 kW，Pfe=14.2 kW，图4为采用空载电动机法测定铁耗和机械损耗的计算曲线。

采用过励和欠励试验状态计算得出杂散损耗，试验电压的给定与空载试验时是一样的，将被试电机作空载电动机运行，由独立的电源励磁，电枢绕组外施实际对称的额定频率的额定电压，待电机损耗稳定后，进行此试验，试验时电机分别在过励和欠励方式下调节励磁电流使电枢电流为额定值，读取电枢电压、电枢电流、输入功率、励磁电流，并在试验结束后立即测出电枢绕组的直流电阻。表5、6分别为过励和欠励试验时试验数据。得出杂散损耗P s=12.92 kW。