电机定子铁心损耗测试试验研究

爆也机 (ExPLosIoN’PRo0F ELECTRIc MAcHINE) 第45 蓁 ) 电机定子铁心损耗测试试验研究木 李 晶 佳木斯电机股份有限公司，黑龙江佳木斯(154002) 摘 要 根据电磁感应理论及变压器原理，通过对装压后、下线前的定子铁心损耗进行检测， 在电机半成品状态时将铁心损耗大的定子铁心检测出来，减少因铁心损耗超标造成整机性能不合 格。 关键词 定子铁心；轭部损耗；脉振磁场；测试 中图分类号 TM306 文献标识码 A 文章编号 1008-7281(2010)05-0046-03 Research on Core Loss Test of Motor Stator 3 g Abstract Based on electromagnetic induction theory and transformer principle，the stator core of motor with high core loss can be detected at half-finished product state after the core is built in and before the windings are assembled．It can decrease unqualified performange of whole motor caused by excessive core loss． Key words Stator Core；yoke loss；pulse magnetic field；test 0 引言 定子铁心损耗是电机五大损耗之一。铁心制 造工艺的波动会造成定子铁心损耗偏高，定子铁 心损耗偏高会导致电机定子温升或效率不合格。 若电机在出厂试验时发现空载损耗异常是由铁耗 高引起的，处理则比较困难，严重时将导致定子报 废。为了避免原材料浪费，提高产品合格率，研究 电机定子铁心损耗测试方法，在半成品状态将损 耗大的定子铁心检测出来是非常必要的。 1 确定测试方案 根据电磁感应理论及变压器原理，制定定子 铁心损耗测试方案。 1．1 测试原理 利用一个单相励磁线圈(w 匝)在定子铁心 轭部激励一个磁场，12极以下电机磁场的磁通密 度按B=12 000高斯进行激励；12级以上电机磁 场的磁通密度按 B=10 000高斯进行激励。定子 铁心轭部在交变的磁场中将产生铁心损耗(涡流 损耗、磁滞损耗)，损耗值即为输入励磁线圈回路 的有功功率减去励磁线圈的铜耗，比上定子铁心 轭部重量，就得出了定子铁心轭部实际单位重量 损耗值。 黑龙江省科技 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 资助项目“高效高压节能电机”(GB08A301) 46 与励磁线圈垂直 90。方向上缠绕一个单相开 路测量线圈(w 匝，又称感应线圈)，其在交变的 磁场中将产生感应电动势，通过测量该电动势，可 以推算出定子铁心轭部实际磁通密度，根据所使 用硅钢片的磁损耗和磁感应幅度关系曲线，查出 理论上磁通密度为 10 000高斯或12 000高斯时 所对应的硅钢片单位重量损耗。 将定子铁心轭部实际单位重量损耗值与理论 上硅钢片单位重量损耗进行对比，来判断定子铁 心损耗是否异常。 1．2 测试线路图 图l为测试原理图，图2、图3分别为励磁线 圈电路图和测量线电路图。 图 1 测试 原理 图 图 1中，V 一电压表，测量励磁线圈电源电压 ，单位为 V；V 一电压表，测量测量线圈感应电 压 ，单位为 V；Hz一频率表，测量电源频率 ，单 第45 薯515 ) (ExPLos10N—PRooF ELECTRIC MACHINE) 爆'龟机 第 卷(总第6期) (EXPLOS10N—PROOF ) r万'I|卜 位为 Hz；A一电流表，测量励磁线圈回路 ， 电流， 单位为 A；w一功率表，测量铁心准损耗 P，单位 为 kW。 图 2 励磁线圈电路 图3 测量线圈电路 1．3测试过程 ． 1．3．1 计算测量线圈的匝电压 ． 根据测量线圈电路图，感应电势 E 等于电压 表测得的测量线圈末端上的端电压 ，当定子铁 心轭部磁通密度为 高斯时，测量线圈内感应电 势E：可按式(1)计算 E2=U2=4．44B 2×10 (1) 式中，Q一有效定子铁心轭部的横截面积(CII1 )； 严 电源频率 (Hz)； 一测量线 圈匝数 ， 取 2～4匝。每匝线圈上的电压为 e=U2／ (2) 1．3．2 计算试验电源电压 因为，E ／W =E ／G =G／ =e 所以，E1=eWm。 对大、中型电机可不考虑磁化线圈的漏磁及 电缆中的有效电压降，可认为 E。一 ，则试验所 需电源电压为 U1=eW1 (3) 式中， 一励磁线圈匝数， 。取5—7匝。 1．3．3 计算试验电源容量 计算励磁线圈安匝数 A。， A =1T(D 一h。)口 (4) 式中，口 ，一磁化力(安匝／厘米)，按硅钢片磁化曲 线查取 ；D。一定子铁心外径(cm)；ha一定子铁心 轭部高度(cm)。 计算试验电源容量 根据磁励线圈电路图可得出 S=U1，。 ． (5) 忽略励磁线圈中的线损(即有功功率) J1 JP (6) 式中，，P一励磁线圈中的无功电流(A)。 le=A ／WI (7) 则式(5)可写成 Js— A ／W1 (8) 为了试验安全，试验电源的容量要大于3Js。 1．3．4 连接试验线路 目前按经验励磁线圈匝数可按 W，=6进行 缠绕，测量线圈匝数可按 =3进行缠绕。按测 试原理图将电压表、频率表、电流表、功率表、电流 互感器、导线等连接到线路中。励磁线圈电缆横 截面积根据无功电流 ， 进行选取。 1．3．5 试验 考虑励磁线圈中， R压降，调整电源电压，按 1．08 U 进行给定，监测各量表数值和定子铁心温 度( )。试验进行 15分钟之后进行采集 。、 、，l、p试验数据。 1．4 试验数据处理 计算定子铁心轭部磁通密度 因为， =E2=4．44B ×10 所以，B=U2／4．44／Q／f／ ／10 此时 为定子铁心轭部磁路实际磁通密度， 根据此值查所用硅钢片的磁损耗和磁感应幅度关 系曲线，查出该磁通密度下所对应的硅钢片单位 重量损耗值 P，。 1．5 计算定子铁心轭部损耗 根据变压器原理 ，励磁线圈电路输入电流 j 是由激磁电流，m和有功电流，2矢量合成，定子铁 心轭部损耗P =E。j cos0 ，根据测量线圈电路图 可知，P=E2lmcosO ，所以P1=P×W1／G 则定子铁心轭部单位重量损耗 P4=P ／G。 式中，G一定子铁心轭部重量(kg)。 1．6 结果判定 将P，与P4进行比较，理论上当P4≤P3时， 我们认为定子铁心制造质量是符合要求的。 47 + 爆也机 (EXPLOSION—PROOF ELECTRIC MACHINE) 2010年第5期 第45卷(总第156期) 2 样机试验检测 选取 7台 YLKK630-6 1 500kW高压立式三 相异步电动机，按电机定子铁心损耗测试方案进 行了定子铁心损耗测试，并将电磁设计定子铁心 损耗、嵌线前定子铁心轭部比损耗与整机试验定 子铁心损耗进行了统计对比。 YLKK630--6 1500kW试验定子铁心损耗试验数据对比表 3 试验数据分析 3．1 嵌线前定子铁心损耗测试其原理是在定子 铁心轭部激励一个脉振磁场，与整机运转时定子 铁心内的旋转磁场不同，所以嵌线前定子铁心损 耗值与整机试验定子铁心损耗没有可比性。 3．2 嵌线前定子铁心轭部比损耗测试值反映了 定子铁心原材料加工制造质量，其理论上应与硅 钢片的单位比损耗相当，若两者相差较大，则电机 定子铁心存在质量问题。7台 YLKK630-4电机型 式试验结果合格，嵌线前定子铁心轭部比损耗测 试值与硅钢片单位比损耗相当，测试值接近， 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 7台定子铁心制造工艺、原材料质量波动不大，均 为合格。 3．3 7台电机型式试验合格，效率、温升满足要 求，但整机试验定子铁心损耗与电磁设计定子铁 心损耗相差较大。分析可能是由于定转子气隙不 均、定转子冲片齿部毛刺较大、定子筋焊量大及试 验误差等原因引起的。 4 结语 通过此次对电机定子铁心损耗测试试验研 究，采用嵌线前定子铁心损耗测试方法是可行的， 测试值能够反映定子铁心的制造质量，可在半成 品对不合格定子铁心进行筛选。但若在生产实际 中应用，需建立试验测试系统及制定判定 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 。 参考文献 [1] 才家刚．电机试验技术及设备手册．北京：机械工业 出版社，2004． [2] 陈世坤．电机设计．北京：机械工业出版社，2004． 作者简介：李 晶 女 1975年生；毕业于东北大学工业自动 化专业，现从事电机制造工艺工作． 收稿日期：2010-05—19 《防爆电机》征稿启事 《防爆电机》是由黑龙江省机械工业联合会主管，佳木斯防爆电机研究所主办的双月刊期刊，国内刊号：CN23— 1259／TM，国际刊号：ISSN1008—7281。本刊为中国学术期刊综合 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 数据库统计源期刊、中国学术期刊收录期刊、中国 期刊全文数据库收录期刊、万方数据库数字化期刊群入网期刊、维普数据库全文收录期刊、中国报刊订阅指南信息库收 录期刊。本刊宗旨：坚持以正确的舆论导向，坚持百花齐放、百家争鸣的方针，着眼电机及相关行业，面向国内外，传播科 技信息，推广科研成果，交流经验，为广大科技工作者提供科技交流平台，促进电机及相关行业的技术发展。 《防爆电机》是具有科研方向指导性、理论性及实用性于一体的国家级专业技术期刊。本刊主要的栏目：综述、理论 与设计、防爆技术、运行与控制、变频调速技术、制造与工艺、试验与检测、行业信息等。 征稿范围：1．有关电机及相关行业最新动态的理论知识与研究方面的论著；2．有关电机及相关行业防爆技术在设 计及应用中的最新成果及实践方面的著作；3．有关电机及相关行业运行与控制的原理与研究方向的重要性和具体实践 方面的 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 ；4．有关电机及相关行业变频调速技术的具体实施方法及总结出来的经验的文章；5．有关电机及相关行业 试验与检测方面的经验交流，解决实际问题各项措施的研究讨论。