【正文】 轉(zhuǎn)試驗(yàn)?zāi)艽_切反映定轉(zhuǎn)子電抗是否正常，并能考核定轉(zhuǎn)子繞線焊接質(zhì)量及繞組端部的機(jī)械強(qiáng)度。 溫升試驗(yàn) 試驗(yàn) 目的 電機(jī)各部分溫度如機(jī) 殼、鐵心、軸承和繞組溫度等，特別是繞組溫度不僅表示電機(jī)高壓異步電機(jī)微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12 的發(fā)熱狀態(tài)，而且與電機(jī)的壽命有密切的關(guān)系。繞組的溫升除了與各種絕緣結(jié)構(gòu)的極限使用溫度有關(guān)以外，還與環(huán)境溫度，熱點(diǎn)溫度有關(guān)。當(dāng)負(fù)載電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到一定的值時(shí)，加入勵(lì)磁電流使負(fù)載電機(jī)成為發(fā)電機(jī)，改變勵(lì)磁電流的大小便可調(diào)節(jié)負(fù)載。若采用帶電測(cè)溫法時(shí)，還應(yīng)每隔半小時(shí)以及試驗(yàn)結(jié)束前測(cè)量繞組的電阻。 （ 3）輸出溫升試驗(yàn)的結(jié)果，打印報(bào)表。 試驗(yàn)時(shí)，在 Pn～ Pn只范圍內(nèi)測(cè)取 68 點(diǎn)讀數(shù)，每點(diǎn)應(yīng)讀取下列參數(shù)： 三相定子電壓 U1；三相定子電流 I1；三相轉(zhuǎn)子電壓 U2；電源頻率 f。 數(shù)據(jù)計(jì)算分析 試驗(yàn)時(shí)，用轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x測(cè)量電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 n1（ r/min） ，并同時(shí)測(cè)量電源的頻率，轉(zhuǎn)差率按式 （ ） 計(jì)算，輸入功率按式 （ ）計(jì)算， 輸出功率按式 （ ）計(jì)算。 湖南工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 15 第 4 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 高壓試驗(yàn)電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 試驗(yàn)用電源對(duì)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)及電機(jī)性能的影響很大，為了保證測(cè)試的準(zhǔn)確性，對(duì)試驗(yàn)電源要有一定的要求。試驗(yàn)電源的頻率與額定頻率之差應(yīng)在額定頻率的177。 試驗(yàn)電源 組的選擇 試驗(yàn)電源一般采用直流電動(dòng)機(jī) 同步發(fā)電機(jī)組。 如果電網(wǎng)頻率穩(wěn)定，二試驗(yàn)電源的頻率又不需要調(diào)節(jié)，也可采 用同步電動(dòng)機(jī)作為電源機(jī)組的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。 發(fā)出來的電再輸送到被試電機(jī) M中，使其工作于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，被試電機(jī)的負(fù)載是利用另外一臺(tái)一模一樣的電機(jī)作為陪試品，被試品和陪試品利用連軸器連接起來，一臺(tái)處于電動(dòng)狀態(tài)，另一臺(tái)就為發(fā)電狀態(tài)，也就是說，此時(shí)陪試電機(jī) P將作為發(fā)電機(jī)用。 高壓異步電機(jī)微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18 2)低頻堵轉(zhuǎn)試驗(yàn) 380V 380V 轉(zhuǎn)速反饋 80V/600A 500V/20xxA 17DP K1 K2 N 11TF 11ZF 電壓反饋 圖 42 低頻堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)電源機(jī)組原理圖 低頻堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)試驗(yàn)電源機(jī)組原理圖： 11TD(電動(dòng) )→ 11TF（發(fā)電）→被試 M（堵轉(zhuǎn)） n=N K K2 合 17DP→ 11ZF（發(fā)電） 原理說明： 11TD 通電并網(wǎng)，使得 11TD 處于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，經(jīng)連軸器帶動(dòng)同步電機(jī) 11TF轉(zhuǎn)動(dòng)，先不給 11TF 加勵(lì)磁電流。 17DP 利用 11ZF 的轉(zhuǎn)速進(jìn)行閉環(huán)轉(zhuǎn)速反饋控制； 11ZF 利用本身的勵(lì)磁電流來進(jìn)行閉環(huán)電流反饋控制； 11TF 利用本身的輸出電壓（電樞電壓）來進(jìn)行閉環(huán)電壓反饋 控制。 b. 電機(jī) 12ZF的電源也由 380V的三相線路經(jīng) 17DP整流成直流后再接入電機(jī)， 12ZF和 12TF 由連軸器連接起來，再調(diào)節(jié)其勵(lì)磁電流使整個(gè)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速達(dá)到（ f=60HZ）同步轉(zhuǎn)速，此時(shí)再給 12TF 加上勵(lì)磁電流，使其工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)。 試驗(yàn)電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 該部分設(shè)計(jì)分為主電路和輔助電路兩部分，由于整流負(fù)載容量較大，要求直流電壓脈動(dòng)較小，所以，應(yīng)采用三相整流電路 (6)。 17DP 為帶續(xù)流二極管的三相全控橋式整流電源柜，整流電源變壓器容量 1000KVA、 380V/400A，輸出直流為 500V/20xxA。 ⑵ 2CP 為三相 半控橋式可控整流電源柜，整流變壓器為 25KVA、 380V/180V,輸出直流為 220V/100A，供給 12ZF 后勵(lì)磁，根據(jù)試驗(yàn)項(xiàng)目和電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)不同，選擇勵(lì)磁電流反饋或被試電機(jī) M的電流反饋，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)、穩(wěn)定勵(lì)磁電流或被試電機(jī)電流，觸發(fā)控制板采用以單片機(jī)為核心的數(shù)字觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 迄今為止，儀表的產(chǎn)生發(fā)展經(jīng)歷了三代。數(shù)字式儀表與模擬式儀表相比，在原理、結(jié)構(gòu)上發(fā)生了根本性變化，基本原理是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行測(cè)量或控制，數(shù)字集成電路被大量采用， A/D、D/A 和十進(jìn)制數(shù)碼顯示技術(shù)是其最明顯的特征標(biāo)志。所謂智能儀表實(shí)質(zhì)上是以微型計(jì)算機(jī)為主體代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀表中常規(guī)電子電路而設(shè)計(jì)制造出來的一代新型儀表，即 meter based microputer（基于微型計(jì)算機(jī)的儀表）由于將微型機(jī)置入測(cè)量控制儀表中，使得它不但能夠解。盡管如此，這一代儀表的實(shí)時(shí)功能仍然十分簡(jiǎn)單，不具備記憶、對(duì)數(shù)據(jù)分析處理、可控程序以及人 機(jī)對(duì) 話這樣的高級(jí)功能。這類儀表不管其原理和結(jié)構(gòu)如何，都 有一個(gè)共同的 特征，就是直接對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行測(cè)量和控制，最終以指針的運(yùn)動(dòng)來顯示測(cè)量結(jié)果。 ⑷ 4CP 為三相半控橋式可控整流電源柜，整流變 壓器為 60KVA、 380V/70V,輸出直流為 80V/600A，供給 12TF 勵(lì)磁回路，采用電樞電壓或勵(lì)磁電流反饋形成閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)穩(wěn)定電樞電壓或勵(lì)磁電流。 輔助電源的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)采用兩臺(tái)直流可控整流柜（ 220V,100A）；兩套同步電動(dòng)機(jī)他勵(lì)可控硅勵(lì)磁柜（ 600A,80V）；一套同步電動(dòng)機(jī)他勵(lì)可控整流柜（ 600A,80V）；以控制兩臺(tái)直流機(jī)和三臺(tái)同步機(jī)的勵(lì)磁。電流及電壓的檢測(cè)選用霍爾傳感器，具有精度高、速度快等特點(diǎn)，并有隔離作用。 （ f=50HZ）和 12TF（ f=60HZ）兩臺(tái)電機(jī)發(fā)出來的電分兩路輸送到疊頻變壓器中，疊頻后再輸入到被試電機(jī) M中。由于 11TD 是異步電動(dòng)機(jī)，剛開始轉(zhuǎn)速不能達(dá)到同步轉(zhuǎn)速（ f=50HZ），就要通過外界補(bǔ)給 11TF：即經(jīng)過連軸器連接到另一臺(tái)直流電機(jī) 11ZF， 11ZF的電源是由 380V 的三相線路經(jīng) 17DP 整流成直流后再接入電機(jī)， 11ZF 作發(fā)電，先不加勵(lì)磁，利用剩磁起動(dòng)，再調(diào)節(jié)其勵(lì)磁電流使整個(gè)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速達(dá)到同步額定轉(zhuǎn)速。此時(shí)再給11TF 加上勵(lì)磁電流，使其工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)。 ，使能量有一部分在循環(huán)的過程中被損耗掉，所以，在試驗(yàn)的過程中 K4 一直不斷開，電動(dòng)機(jī) 11TD 一直向系統(tǒng)補(bǔ)充能量。由于 11TD 是異步電動(dòng)機(jī)，剛開始轉(zhuǎn)速不能達(dá)到同步轉(zhuǎn)P M LV 可控 整流 湖南工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 17 速（ f=50HZ），就要通過外界補(bǔ)給 11TF：即經(jīng)過連軸器連接到另一臺(tái)直流電機(jī) 11ZF， 11ZF的電源是由 380V 的三相線路經(jīng) 17DP 整流成直流后再接入電機(jī)， 11ZF 作發(fā)電，先不加勵(lì)磁， 利用剩磁起動(dòng)，再調(diào)節(jié)其勵(lì)磁電流使整個(gè)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速達(dá)到同步額定轉(zhuǎn)速。采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)控制，可以保證試驗(yàn)電源頻率的穩(wěn)定性。試驗(yàn)電源的額定容量應(yīng)為被試電機(jī)額定功率的 2倍以上，電壓的調(diào)節(jié)范圍應(yīng)為電機(jī)額定電壓的 5%— 130%。 GB 755 指出試驗(yàn)電源的電壓波形正弦性畸變率應(yīng)不超過 5%，在進(jìn)行溫升試驗(yàn)時(shí)應(yīng)不超過 %。 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速的測(cè)量 試驗(yàn)?zāi)康? 為了求得被試電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，從而考核該電動(dòng)機(jī)的帶負(fù)載性能及過載能力。 （ 2）試驗(yàn)結(jié)束，停止電機(jī)，開啟電阻測(cè)試儀測(cè)試電機(jī)的熱態(tài)電阻，計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并提示試驗(yàn)人員存入數(shù)據(jù)庫。為了保持試驗(yàn)過程中溫度基本不變，試驗(yàn)應(yīng)從較高的負(fù)載開始，逐步降低負(fù)載，測(cè)取所需的數(shù)據(jù)，負(fù)載試驗(yàn)的線路圖和加負(fù)載的方法和溫升試驗(yàn)的完全相同。計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)讀取電壓、電流、總功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、鐵心溫度、軸承溫度以及介質(zhì)溫度等數(shù)據(jù)，試驗(yàn)過程中，計(jì)算機(jī)會(huì)實(shí)時(shí)提示試驗(yàn)的操作步驟。采用直接負(fù)載法做溫升試驗(yàn)時(shí)，被試電機(jī)應(yīng)保持額定負(fù)載，直到電機(jī)各部分溫升達(dá)到熱穩(wěn)定狀態(tài)為止。溫升試驗(yàn)的目的是測(cè)定電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)各部件的實(shí)際穩(wěn)定溫升，以檢驗(yàn)電機(jī)設(shè)計(jì)是否合格，制造工藝是否良好。為保證電機(jī)的正常運(yùn)行，那么電機(jī)各部件的穩(wěn)定溫升不得超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的允許值。為了防止電機(jī)過熱，在我們所研制的測(cè)試系統(tǒng)中，設(shè)置了自動(dòng)測(cè)試選項(xiàng)，每次電機(jī)起動(dòng)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)采集完數(shù)據(jù)，并且顯示在操作平臺(tái)中，一般的電機(jī)，運(yùn)行 5～ 8 秒便讓電機(jī)自動(dòng)停轉(zhuǎn)。 （ 2）求額定電壓時(shí)的堵轉(zhuǎn)電流和堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，從而檢查電機(jī)的起動(dòng)性能是否符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。 堵轉(zhuǎn)試驗(yàn) 堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)也是異步電動(dòng)機(jī)最基本的試驗(yàn)項(xiàng)目。在此，我們用每一次所測(cè)得的三相電壓值的平 均值。 （ 3）輸出結(jié)果，可以打印單個(gè)的空載試驗(yàn)報(bào)表。對(duì)于基本系列的電動(dòng)機(jī)，建議在 、 、 、 、 、 、 、 、 和 倍額定電壓下進(jìn)行試驗(yàn)，在空載試驗(yàn)的操作平臺(tái)上點(diǎn)擊采集第幾次試驗(yàn)數(shù)據(jù)，就讀取系統(tǒng)中三相線電壓，三相線電流，輸入有功功率，無功功率和頻率。 （ 4）檢查三相空載電流的平衡度?？蛰d試驗(yàn)的目的是： （ 1）求額定頻率 下的空載電流，空載損耗與外施電壓的關(guān) 系，即求取電機(jī)的空載特性。因此，在各種電機(jī)的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)中，第一項(xiàng)試驗(yàn) 便是測(cè)定電機(jī)繞組各相之間及其對(duì)機(jī)殼的絕緣電阻。 電機(jī)溫升的測(cè)量方法根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定有四種 :溫度計(jì)法、電阻法、埋置檢溫計(jì)法和迭加法 (雙橋?qū)﹄姕y(cè)溫法 )，此外，目前國(guó)內(nèi)正在研制的有無線電測(cè)溫、紅外線測(cè)溫核溫度指示器等 (4)。所以電機(jī)制造廠和用戶都很重視電機(jī)溫度的測(cè)量，電機(jī)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定要進(jìn)行溫升試驗(yàn)，其目的就是在于熱穩(wěn)定狀態(tài)下測(cè)定電機(jī)各部分的溫度。 功率因數(shù)和頻率 的測(cè)量 正弦波電壓和電流供電時(shí)，交流電路的平均功率為 : ?cosUIp? （ 2. 5） 高壓異步電機(jī)微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8 其中 U和 I分別為電壓和電流的有效值，而Φ為電壓和電流之間的相位移。要對(duì)電壓和電流同時(shí)采樣，被測(cè)電壓和電流必須配置獨(dú)立的采樣電路。計(jì)算機(jī)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)