基于反转法试验测试三相异步电动机杂散损耗的方法

摘 要针对电机杂散损耗因制造工艺因素其数值离散性很大，实测结果误差较大的问题，本文提供了一套有一定理论依据的三相异步电动机反转法试验测试杂散损耗的计算公式和方法，其目的在于通过测试结果去控制和降低电动机的杂散损耗。

【关键词】三相异步电动机 杂散损耗 反转法试验

在影响异步电动机的几项损耗之中，受生产工艺影响及波动较大的是杂散损耗。而且对电动机杂散损耗的测试也不像其他几种损耗那样容易，所以，对电动机效率的测定，关键也在于对杂散损耗的测定。

杂耗分为空载杂耗和负载杂耗两种，而前者已包括在空载损耗之内，故一般所说的杂耗是指负载杂耗。他是由以下几种损耗所组成：

（1）负载时脉振损耗和表面损耗，他是由定子、转子绕组的高波磁势引起的。

（2）负载时漏磁通穿过导线、铁心、机座、端盖等部件，在其中产生的涡流损耗。

（3）笼型转子铁心中的横向电流损耗。

1 杂耗对电动机的效率和温升影响

（1）杂耗在能量传递过程中转化为热量，他所产生的热流几乎要通过电动机内所有的热阻，特别是通过其他损耗产生的热流所不通过的热阻较大的槽绝缘和气隙热阻，因而就会显著地影响电动机的温升。

（2）杂耗不仅是损耗能量去发热，而且产生有害的附加转矩去削弱电动机的输出转矩，图3 所示由杂耗附加转矩造成的转矩差异，这个附加转矩始终起制动作用，即在S<1时为负值，S>1时为正值。

因为高次谐波磁通在S=2时所造成的杂耗和电机在正常工作时所造成的杂散损耗是基本一致的，所以，选择二台规格相同的异步电动机用联轴器联接，一台作为被试电机，另一台作为辅助电机，让被试电动机工作在电磁制动状态（S=2）的异步反转下运行，这样就可以较为正确地测出其高频杂耗。

2 异步电动机杂散损耗反转法测试

2.1 被试电动机的输入功率

在反转法试验中，被试电动机转子导条对定子绕组旋转磁场间的相对速度是2n1，即转差率S=2，故转子导条中的电流频率f2=S1=2f1，由三相异步电动机等效电路可知，被试电动机的输入功率为：

（1）

2.2 辅助电动机的输入功率测试

辅助电动机的输入功率 为：

（2）

式中、分别为辅助电动机工作时的定子、转子铜（铝）耗，、、分别为辅助电动机工作时的铁耗、风摩耗及杂耗。为被试电机高频杂耗，为其输出功率。

2.3 被试电机在切断电源后的输入功率

（5）

由于实验中辅助电动机基本上处于空载，所以他的定子铜耗等可以认为不变，即

（6）

从以上这些实验时的功率关系式中，说明实测杂耗实验方法所取的杂耗值，在客观上是合理的平衡的真实值。

3 总结

在实验实践中，由于受实验条件或其他认为因素的影响，有时会使测得值过多地偏离真实值——超过允许的测量误差，这就失去了测试的意义，因此必须保证其测量精度。造成其失实结果的原因在于试验電源、仪表、测试电路等方面，特别是功率表的功率因数、精度等级、互感器的相角误差、绕组电阻值的侧量等，都会直接影响实验结果。由于被试和辅助电动机工作时的功率因数都很低，所以必须采用低功率因数瓦特表并将功率电压线圈中的功率损耗加以修正；在使用互感器测量时，还应修正其相角误差；电阻的测量应尽量采用带电测量装置。又因高频杂散损耗与转子温度有关，转子温度过高，转子外径 相应增大，气隙就减小，这时测得的就偏大，反之就偏小，所以实验时应适当掌握被试电动机的预热，让电动机达到正常工作温度范围为宜。

基相杂耗的测试比较简单，由于实验时转子被抽掉，电机的等效阻抗很低，故需要达到实验电流的外施电压也很低，而试验用的感应调压器往往不能调到这个低压值，这时，可采取几台同规格的电动机定子绕组串联起来的措施解决并提高了测量精度。因为定子绕组在制造工艺上是比较稳定的，并在作了空载等试验合格的基础上，可以认为同规格电动机的基频杂耗是相等的，把几台同规格的电动机全部抽去转子后，定子绕组串联起来，测出其总的基频杂耗，再平均分配得到单台电动机的基频损耗。这样做的好处是：虽然仪表的绝对误差未变，但此误差平均分配到几台电动机上，对每台电动机只反映了仪表误差的几分之一，相当把仪表的精度提高了几倍，这样既有利于试验的进行，也提高了测量精度。过去杂散损耗允许采用推存值，但实际上因工艺因素其数值离散性很大，结果误差较大，因此实测杂耗是有必要的。

参考文献

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作者简介

周小鸿（1963-），男，硕士学位。副教授。专业方向为电机与控制技术应用。

作者单位

新疆阿克苏职业技术学院 新疆维吾尔自治区阿克苏市 843000