TL500-24大型立式電勵磁同步電動機試驗

馬冬梅

（南車株洲電機有限公司，湖南 株洲 412001）

TL500-24型同步電動機的試驗內(nèi)容為：冷態(tài)直流電阻的測量、絕緣電阻的測量、埋置檢溫計的檢查、空載特性試驗、溫升試驗、對應于額定負載時各種損耗的測定試驗。進行此次試驗的電動機主要電量參數(shù)如表1所示。

表1 電機參數(shù)

1 冷態(tài)直流電阻測量

將電機在室內(nèi)放置一段時間后，用埋置檢溫計測量電機繞組和環(huán)境溫度，所測量的溫度與冷卻介質(zhì)溫度只差小于2 K時，對電機的冷態(tài)直流電阻進行測量。在測量的過程中采用雙臂電橋法，每一端電阻測量三次后，若三次讀取的數(shù)據(jù)的平均值只差在平均值的±0.5%的范圍內(nèi)時，把平均值作為電阻的實際測量值。針對本臺電機，雙臂電橋選擇20 Ω檔進行測量，記錄當時的環(huán)境溫度和相對濕度。

2 絕緣電阻的測量

測量電機繞組的絕緣電阻時，應分別在電機實際冷態(tài)和熱狀態(tài)（一般是在溫升試驗結(jié)束后）進行測量，根據(jù)本臺電機的電壓值選擇兆歐表的檔位為2500 V，記錄當時的環(huán)境溫度和相對濕度。

3 埋置檢溫計檢查

埋置檢溫計的檢查是為了防止電機在裝配時將埋置電機內(nèi)部的溫度傳感器的損壞，在試驗過程中采用萬用表對其電阻進行測量，并記錄當時環(huán)境條件。

4 空載特性試驗

空載試驗時，試驗電路如圖1。由于電機是外部直流勵磁，為防止直流電源與電壓給定時間不一致，導致電機失步，應將電壓給定和直流電源的給定在同一時間進行?？蛰d特性試驗過程采用電動機法，將電機接到由工頻輸出、實際對稱的穩(wěn)定電源，采用變壓器供電，通過調(diào)壓器對電壓進行調(diào)節(jié)，在電機外部接到直流電源，使電機在他勵的方式下進行。

圖1 空載試驗電路圖

采用調(diào)壓器將電壓調(diào)至10000 V，與現(xiàn)場工作人員進行溝通好之后，將電機調(diào)壓器供電開關(guān)與現(xiàn)場勵磁電源開關(guān)同時合上。相應調(diào)節(jié)電機的勵磁電流，使點數(shù)電流最小（即點擊的功率因數(shù)為1.0）此時對應的勵磁電流即為該電壓下的勵磁電流。根據(jù)試驗大綱及研發(fā)人員的現(xiàn)場要求，試驗從1.25倍的額定電壓開始，調(diào)節(jié)端電壓及勵磁電流，直至電機不至于失步的最低電壓時為止，在整個過程中讀取7～9個點，每點讀取外施電壓、勵磁電流，試驗數(shù)據(jù)從高到低讀取。試驗結(jié)束后，測取電機的端電阻?？蛰d特性試驗數(shù)據(jù)見表2所示。

表2 空載特性試驗數(shù)據(jù)

試驗結(jié)束后立即測量定子繞組端電阻，并倒推到電機停機時刻電阻值，對試驗數(shù)據(jù)進行處理后得出，圖2空載特性曲線。

圖2 空載特性曲線

5 溫升試驗

由于設備條件限制無法采用直負載法進行溫升試驗，因此TL500-24采用低功率因數(shù)法進行溫升試驗，對調(diào)相機零功率因數(shù)負載就是直接負載。為了使得在快速停車后能在最短的時間內(nèi)測得熱態(tài)電阻值，試驗時采用變頻器供電，將電機調(diào)到額定頻率、額定勵磁電流和額定勵磁電樞電流，試驗過程中的要求與直接負載法相同，如果此時電樞電壓小于95%額定值時，應按照經(jīng)驗公式（1）進行修正，試驗時的電路如圖3。

Δθa-低功率因數(shù)負載溫升試驗時點數(shù)繞組溫升，K；

ΔPFe-額定電壓時鐵耗PFe與低功率因數(shù)負載溫升試驗電壓所對應的的鐵耗ΔPFe之差，kW；

Pcua-低功率因數(shù)負載溫升試驗時點數(shù)繞組中的I2R損耗，kW；Ka-系數(shù)，取3。

圖3 溫升試驗電路圖

定子溫度（℃） 軸承溫度（℃）環(huán)境溫度（℃）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為電機進行溫升試驗時，穩(wěn)定后的各個點的溫度值，電機進行溫升試驗過程中的電量參數(shù)如表4。

表4 電機進行溫升試驗過程中的電量參數(shù)為

試驗結(jié)束時，采用變頻器進行直流制動，停機時間為45 s，第80 s時測量第一個電阻RUV=5.843 Ω，采用電阻法進行計算，得出定子繞組溫升Δθa=38.7 K，采用經(jīng)驗公式進行修正時，ΔPFe=6.39 kW，Pcua=11.42 kW，Ka=3（系數(shù)），得到修正后的電樞繞組溫升為：45.9 K。

6 對應額定負載時各種損耗的測定

對應于額定負載時各種損耗的測定，采用空載電動機法測定鐵耗和機械損耗，通過對表2的試驗數(shù)據(jù)進行處理后得出得出風磨耗Pfw=2.9 kW，Pfe=14.2 kW，圖4為采用空載電動機法測定鐵耗和機械損耗的計算曲線。

采用過勵和欠勵試驗狀態(tài)計算得出雜散損耗，試驗電壓的給定與空載試驗時是一樣的，將被試電機作空載電動機運行，由獨立的電源勵磁，電樞繞組外施實際對稱的額定頻率的額定電壓，待電機損耗穩(wěn)定后，進行此試驗，試驗時電機分別在過勵和欠勵方式下調(diào)節(jié)勵磁電流使電樞電流為額定值，讀取電樞電壓、電樞電流、輸入功率、勵磁電流，并在試驗結(jié)束后立即測出電樞繞組的直流電阻。表5、6分別為過勵和欠勵試驗時試驗數(shù)據(jù)。得出雜散損耗P s=12.92 kW。

圖4 鐵耗和機械損耗的計算曲線

表5 過勵試驗時試驗數(shù)據(jù)

表6 欠勵試驗時試驗數(shù)據(jù)

通過對TL500-24大型立式電勵磁同步電動機試驗方法進行分析總結(jié)，給出了同步電動機試驗方法，并對試驗數(shù)據(jù)進行了處理，得到了研發(fā)人員認可的試驗結(jié)果，對以后進行此類電機的試驗具有了參考價值。