電機(jī)效率確定大型電機(jī)方法及分類(lèi)。

時(shí)間：2019-08-05 10:03

      三相異步電動(dòng)機(jī)效率的確定方法有多種，大體可分為三大類(lèi)：第一類(lèi)直接測(cè)定法，第二類(lèi)間接測(cè)定法（又稱為損耗分析法），第三類(lèi)為通過(guò)簡(jiǎn)單試驗(yàn)后再利用理論計(jì)算的方法。今天西安泰富西瑪電機(jī)技術(shù)部參針對(duì)不同的試驗(yàn)方法進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，重點(diǎn)談?wù)凙法試驗(yàn)。

各類(lèi)試驗(yàn)方法特點(diǎn)及適用性
      第一類(lèi)方法直觀、簡(jiǎn)單、相對(duì)精度也較高，但不利于對(duì)電機(jī)性能的具體分析并有針對(duì)性地改進(jìn)；第二類(lèi)方法試驗(yàn)項(xiàng)目較多，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還有較多的計(jì)算量，綜合精度也不如第一種，但它能顯示出決定電機(jī)效率各主要組成部分的具體情況，從而便于對(duì)電機(jī)設(shè)計(jì)、工藝及制造中的問(wèn)題有針對(duì)性地加以分析，并通過(guò)改進(jìn)使電機(jī)性能達(dá)到要求或進(jìn)一步提高；第三類(lèi)是在試驗(yàn)設(shè)備不足時(shí)所用的方法，準(zhǔn)確度最差。目前絕大部分電機(jī)的技術(shù)條件中規(guī)定的效率限值都是要求使用第二類(lèi)方法（損耗分析法）進(jìn)行效率確定的。

試驗(yàn)方法分類(lèi)
      GB/T 1032參考了IEC和NEMA有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步將三相異步電動(dòng)機(jī)效率的確定方法進(jìn)行了分類(lèi)，并用代號(hào)表示。
      A法——輸入-輸出法。通常僅限用于額定功率≤lkW或效率指標(biāo)≤80%的電動(dòng)機(jī)。
      B法——輸入、輸出損耗分析法實(shí)測(cè)雜散損耗。對(duì)測(cè)量?jī)H器儀表的準(zhǔn)確度要求較高（一般要求不低于0.2級(jí)）
      C法——損耗分析間接法（回饋）實(shí)測(cè)雜散損耗
      E法——損耗分析法及實(shí)測(cè)雜散損耗
      E1法——損耗分析法推薦雜散損耗
      F法——等效電路法及實(shí)測(cè)雜散損耗
      F1法——等效電路法及推薦雜散損耗
      G法——降低電壓負(fù)載法及實(shí)測(cè)雜散損耗
      G1法——降低電壓負(fù)載法及推薦雜散損耗
      H法——圓圖計(jì)算法

A法測(cè)定效率——效率的直接測(cè)定法
      A法被稱為“效率的直接測(cè)定法”，又常被稱為“輸入-輸出法”，因試驗(yàn)時(shí)能直接得到求取效率的兩個(gè)數(shù)據(jù)——輸入電率P1和輸出機(jī)械功率P2而得名。

試驗(yàn)設(shè)備要求

      本方法關(guān)鍵在于具備能直接測(cè)定電動(dòng)機(jī)輸出機(jī)械功率（或轉(zhuǎn)矩)的測(cè)功設(shè)備。所用測(cè)功機(jī)的功率（或轉(zhuǎn)矩傳感器的標(biāo)稱轉(zhuǎn)矩），在與被試電機(jī)同樣的轉(zhuǎn)速下，應(yīng)不超過(guò)被試電機(jī)額定功率（或轉(zhuǎn)矩）的2倍。

      當(dāng)使用校正的直流電機(jī)時(shí)，所用直流電機(jī)的校正應(yīng)在發(fā)電機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行。試驗(yàn)時(shí)，直流電機(jī)的轉(zhuǎn)向和勵(lì)磁電流應(yīng)與校正時(shí)相同。試驗(yàn)過(guò)程中，勵(lì)磁電流應(yīng)保持不變。

試驗(yàn)方法說(shuō)明

      在被試電機(jī)加規(guī)定的負(fù)載，運(yùn)行到溫升穩(wěn)定或規(guī)定的時(shí)間后（采用后一種方法時(shí)，被試電機(jī)繞組所達(dá)到的溫度與實(shí)際溫升穩(wěn)定所達(dá)到的溫度之差應(yīng)不超過(guò)5K），調(diào)節(jié)負(fù)載在1.5-0.25倍額定功率范圍內(nèi)變化，測(cè)取負(fù)載下降和上升時(shí)的兩條工作特性曲線。每條曲線測(cè)取不少于6點(diǎn)讀數(shù)，每點(diǎn)讀數(shù)包括：三相線電壓（應(yīng)保持額定值）、三相線電流I1（A）、輸入功率P1（W）、轉(zhuǎn)速n(r/min）、輸出轉(zhuǎn)矩T（N·m)，有條件時(shí)還應(yīng)記錄輸出功率P2（W）。最后斷電停機(jī)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（標(biāo)準(zhǔn)中有規(guī)定）測(cè)得定子繞組的直流電阻R1（Ω），否則應(yīng)按熱試驗(yàn)后求取熱電阻的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行外推修正。在有條件時(shí)，優(yōu)先采用帶電測(cè)量（疊加法)或事先在繞組中埋置熱電偶或銅（鉑）熱電阻等溫度傳感器獲得每點(diǎn)定子繞組溫度或電阻的方法。試驗(yàn)時(shí)，還應(yīng)記錄環(huán)境溫度θ（℃）。

試驗(yàn)結(jié)果的處理方法

      （1）輸出轉(zhuǎn)矩修正

      對(duì)用測(cè)功機(jī)測(cè)得的各點(diǎn)輸出轉(zhuǎn)矩值，應(yīng)再補(bǔ)加測(cè)功機(jī)風(fēng)摩耗所消耗的轉(zhuǎn)矩值后才是被試電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，具體見(jiàn)式（1）

      TC=T1+Tfw………………(1)

      式（1）中：

      TC—一修正后的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩（N·m）：

      T1——試驗(yàn)時(shí)測(cè)功機(jī)顯示的轉(zhuǎn)矩值（N·m）；

      Tfw—一測(cè)功機(jī)的風(fēng)摩損耗轉(zhuǎn)矩（N·m），Tfw按式（2）求得：

      式（2）中：

      P1——電動(dòng)機(jī)在額定電壓下驅(qū)動(dòng)測(cè)功機(jī)時(shí)的輸人功率（W），此時(shí)測(cè)功機(jī)的電樞和勵(lì)磁回路均應(yīng)開(kāi)路；

      Td——風(fēng)摩損耗轉(zhuǎn)矩試驗(yàn)時(shí)測(cè)功機(jī)的轉(zhuǎn)矩值（N.m）；

      P0——電動(dòng)機(jī)的空載損耗（W）；

      nt——風(fēng)摩損耗轉(zhuǎn)矩試驗(yàn)時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速（r/min）。

      （2）輸出轉(zhuǎn)速修正

      試驗(yàn)時(shí)的冷卻介質(zhì)溫度應(yīng)換算到25℃，此時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)按式（3）換算。

      式（3）中:

      n ref——換算到冷卻介質(zhì)為25℃時(shí)的轉(zhuǎn)速（r/min）;

      nt——試驗(yàn)時(shí)測(cè)得的轉(zhuǎn)速（r/min）;

      Δθ2——試驗(yàn)時(shí)的轉(zhuǎn)子溫升（K），若無(wú)法測(cè)得，可用定子要升代替；

      θt——試驗(yàn)時(shí)冷卻介質(zhì)溫度（℃）：

      ns—被試電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速（r/min）;

      K——計(jì)算常數(shù)，銅導(dǎo)體為235，鋁導(dǎo)體為225。

      （3）定子繞組損耗修正

      定子繞組損耗I2R的修正量ΔPcu1（W）按式（4）計(jì)算：

      式（4）中：

      It——試驗(yàn)時(shí)的定子線電流（A）；

      Δθ1——試驗(yàn)時(shí)的定子溫升（K）；

      Rt——試驗(yàn)時(shí)的定子線電阻（Ω）。

      （4）被試電機(jī)修正后的輸出功率

      被試電機(jī)修正后的輸出功率P2（W）按式（5）計(jì)算。

      （5）求取各測(cè)點(diǎn)效率

      用下式求取各試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)的效率η（%），具體見(jiàn)式（6）

      （6）效率曲線的繪制和滿載效率的確定

      用上述計(jì)算出的各點(diǎn)效率值作效率與輸出功率的關(guān)系曲線η=f（P2），對(duì)測(cè)試出負(fù)載上升和下降兩條曲線的，還應(yīng)繪出“平均曲線”。從平均曲線上查出對(duì)應(yīng)于被試電機(jī)額定輸出功率P2=PN時(shí)的效率值，即為該電機(jī)的實(shí)際滿載效率值。

按GB/T 755.2規(guī)定對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的處理方法及一些觀點(diǎn)

      GB/T 755.2規(guī)定，“當(dāng)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速、額定電壓和額定電流下運(yùn)行時(shí)，輸出與輸入之比即為效率。試驗(yàn)應(yīng)在盡可能接近額定規(guī)定的時(shí)間終了時(shí)所達(dá)到的溫度下進(jìn)行，繞組電阻不必作溫度修正?！?br />
      該標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有講述其他電流點(diǎn)的測(cè)試和效率的計(jì)算以及繪制效率與輸出功率的關(guān)系曲線的問(wèn)題，并且用于效率計(jì)算的兩個(gè)數(shù)據(jù)是在“額定轉(zhuǎn)速、額定電壓和額定電流下運(yùn)行時(shí)”取得的。從字面上來(lái)理解，可認(rèn)為這樣求得的效率即為額定功率時(shí)的效率。

      但是在實(shí)際試驗(yàn)中，上述工作狀態(tài)時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出功率不一定是額定值（當(dāng)然輸入功率也不會(huì)是額定值了），自然由此求得的效率也不一定是額定功率時(shí)的數(shù)值了。這項(xiàng)差異在某些試制產(chǎn)品上有時(shí)會(huì)較大。

      因采用“輸入、輸出法”的最大特點(diǎn)就是可直接獲得額定輸出功率或輸出轉(zhuǎn)矩，如不直接計(jì)算效率，優(yōu)勢(shì)將減小。因此，應(yīng)將“當(dāng)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速、額定電壓和額定電流下運(yùn)行時(shí)”改為“當(dāng)電機(jī)在額定電壓、額定頻率和額定輸出功率(或額定轉(zhuǎn)矩)下運(yùn)行時(shí)”。另外，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電阻不用進(jìn)行溫度修正，使得計(jì)算得以簡(jiǎn)化。但在一定程度上會(huì)造成不同環(huán)境溫度試驗(yàn)值的差異。

      
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