论温度对三相异步电动机杂散损耗测试的影响

(海军驻葫芦岛四三一厂军事代表室，辽宁葫芦岛 125000)

论温度对三相异步电动机杂散损耗测试的影响

陈五星

(海军驻葫芦岛四三一厂军事代表室，辽宁葫芦岛 125000)

三相异步电动机的杂散损耗是由漏磁、不均匀的电流分布、气隙中的机械缺陷和不规则的气隙磁通造成的。GB/T 1032—2012《三相异步电动机试验方法》规定，三相异步电动机的杂散损耗的实测方法应采用B法，并且在试验时应注意控制好电机绕组的温度，过低或过高的绕组温度会引起杂散损耗的改变，进而影响试验结果。

三相异步电动机；杂散损耗；温度影响

0 引言

高效节能三相异步电动机采用新型电机设计、新工艺及新材料，通过降低电磁损耗、热损耗、机械损耗和杂散损耗的方法，以提高电动机的输出效率。为了有效的达到节能目的，必须按照GB/T 1032—2012《三相异步电动机试验方法》中的B法实际测试三相异步电动机的杂散损耗。但是在测试过程中，三相异步电动机绕组温度的不同，导致测试结果出现偏差，给三相异步电动机实测杂散损耗试验带来困扰，本文就此问题作如下分析。

1 三相异步电动机杂散损耗组成及随温度升高而增加的原因

三相异步电动机的杂散损耗是指电动机在负载运行时的总损耗。它由基频杂耗和高频杂耗组成。

1.1 基频杂耗

基频杂耗是由负载电流产生的槽漏磁和端部漏磁形成的损耗。由于绕组嵌在槽内，绕组通电后产生的磁通(基频磁通)，有一部分通过槽壁围绕绕组截面形成闭合回路，这部分磁通为槽漏磁，其产生的损耗归于基频杂耗。同时绕组通电后，在三相异步电动机的端部结构件中(如端盖、齿压板、风叶、铁心等)产生的磁滞和涡流损耗归于基频杂耗。此外，由于集肤效应的影响，沿着槽高导体截面电流分布不均匀，使得绕组的实际电阻大于测得的直流电阻，因此绕组通电时的实际铜耗将增大，而增大部分也应归于基频杂耗。

1.2 高频杂耗

高频杂耗是由气隙中的谐波磁场产生的，气隙中的各次谐波磁场以不同速度相对定、转子旋转并切割定、转子，在定、转子铁心表面感应电势，产生涡流，从而形成表面损耗。由于定、转子存在齿和槽，齿和槽的相对位置不同，磁阻会发生变化，由此引起齿内磁通脉动，产生齿部的脉动损耗。而气隙中的高次谐波磁场还会在转子导体中感应谐波电流，产生相应的转子铜耗。这些由高频谐波磁场产生的损耗被称为高频杂耗。

1.3 温度对杂耗的影响

从电机低频杂耗和高频杂耗的组成来看，无论是受集肤效应的影响所产生的杂耗，还是高次谐波磁场在转子中感应产生的转子铜耗都和电机定转子温度有关，当电机的温度升高后，定、转子绕组的电阻增大，随之导致受集肤效应的影响所产生的杂耗和高次谐波磁场在转子中感应产生的转子铜耗的增大。综上所述，可以得出电机杂耗随电机温度升高而增加这一结论。

2 三相异步电动机杂散损耗的测试方法

2.1 试验顺序

GB 18613—2012《中小型异步三相电动机能效限定值及能效等级》标准中明确规定，电动机效率应按GB/T 1032—2012中的B法-测量输入-输出功率的损耗分析法测量。而GB/T 1032—2012中的B法规定了负载杂耗的的确定方法。

(1)首先测试电机在冷却介质温度下的定子绕组的端电阻，并以此确定绕组的温度。

(2)电机进行热试验采用直接负载法，在额定频率、额定电压和额定负载或额定铭牌电流下进行试验，直至电机各部分温度达到稳定时为止。

(3)负载试验应在额定电压和额定频率下进行，开始读取并记录试验数据时，电机定子绕组温度与额定负载热试验时测得的温度差应小于5K。

(4) 空载试验在热试验和负载试验后进行。

2.2 注意事项

为了确定电机的杂散损耗，消除绕组温度变化对电机杂散损耗测量带来的影响，在用GB/T 1032—2012中的B法时应注意以下几点。

(1)温升试验时因对被试电机予以防护以阻挡其它机械产生的气流对被试电机产生的影响，一般非常轻微的气流足以使热试验的结果产生很大的误差。引起周围空气快速变化的环境条件对电机温升试验是不适宜的。热试验时，电机周围应留有足够的空间，以确保空气的自由流动。

(2)负载试验时，应在6个负载点处给电机假负载，其中4个负载点大致均匀分布在不小于25%～100%额定负载之间(包括100%额定负载)，在大于100%但不超过150%额定负载之间适当选取2个负载点，电机加负载的过程是从最大负载开始，依次降低到最小负载，试验尽可能快的进行，以减少电机试验过程中温度变化对试验结果的影响。

(3)负载试验时，应尽量使用温度传感器(埋置于定子绕组端部)测量绕组的温度，当用B法测量电机效率时，必须读取每个负载点的绕组温度，尽量使绕组温度在试验过程中不要出现大的波动(最大负载点绕组温度与最小负载点绕组温度之差应小于5K)。

(4)建议在热试验和负载试验之后进行空载试验，在读取并记录试验数据之前，电机的输入功率要稳定，即相隔30min输入功率的相继两个读数之差应不大于前一个读数的3%。试验时要保证电机的温度与负载试验相比不要下降的太多。对水-空气冷却电机，在热试验(负载试验)后应立即切断水源。

3 温度对三相异步电动机杂散损耗测试的影响实例

今有一台型号为YBX4-180L-4型电机，额定功率为22kW，极数4极，电压380 V电机，在不同的防护环境下按GB/T 1032—2012中的B法进行负载试验(一种是两台对拖电机对吹风路间没加挡风板，一种是加了挡风板)。试验时，加挡风板环境下电机绕组温度明显高于不加挡风板时的电机绕组温度。在不同的绕组温度下，其试验结果见表1和表2。

表1 负载试验记录(加挡风板)

表2 负载试验记录(不加挡风板)

从表1和表2明显可以看出，当绕组温度提高时，按GB/T 1032—2012中的B法进行负载试验测得的额定杂散损耗也相应的提高。在进行了多次试验的基础上，我们得到了电机额定杂散损耗与定子绕组温度之间的对应关系图，见图1。

图1额定杂耗随温度变化图

在图1中，如以防护好的试验环境，在温升稳定后进行负载试验测得的杂散损耗值为PN和此时的绕组温度TN为100%，则当进行杂散损耗试验时，如果绕组温度低于TN时，电机的杂散损耗测试值按图1中曲线变化。

4 结语

三相异步电动机的杂散损耗对高效节能电机的效率测试的影响是比较大的，因此为了能获得高效节能电机的真实效率，在按照GB/T 1032—2012《三相异步电动机试验方法》中的B法实际测试三相异步电动机的杂散损耗时，必须要注意温度的影响，只有将电机绕组的温度控制在热稳定状态下进行的杂散损耗测量才能准确的反应电机的杂散损耗，进而准确的计算出电机的效率。

[1] 阴法军，黄涛.三相异步电动机实测负载杂散耗应注意的问题.防爆电机，2007.

[2] 易以睦.YBZ系列隔爆型三相异步电动机杂散损耗的控制.防爆电机，2000.

[3] 宁榕，李巧莲，黄坚.三相异步电动机的杂散损耗研究.电机与控制应用，2014.

InfluenceofTemperatureonStrayLossTestofThree-PhaseInductionMotor

ChenWuxing

(Navy Military Representative Office of 431 Factory Stationed in Huludao, huludao 125000, China)

The stray loss of three-phase induction motor is caused by leakage magnetic flux, uneven current distribution, mechanical defects in air gap and irregular air-gap flux. GB1032—2012 "Test Method for Three-Phase Induction Motor" has regulated that method B should be adopted to test stray loss of three-phase induction motor and the test should be paid attention to control temperature of motor windings. Too low or too high temperature of motor windings will cause the change of stray loss, and thus will affect the test result.

Three-phase induction motor；stray loss；temperature influence

10.3969/J.ISSN.1008-7281.2017.06.12

TM306

B

1008-7281(2017)06-0040-003

陈五星男1973年生；毕业于海军工程大学，现从事舰船核动力装置研制与建造管理工作.

2017-07-09