發(fā)電機定子鐵損試驗(電機定子鐵芯損傷有什么影響)
2022-06-27 11:26 閱讀次數(shù)：1
對于標準電機制造商，電機用硅鋼片的質(zhì)量特性通過供應(yīng)商資質(zhì)控制和材料進貨檢驗進行檢驗和分析，而對于不具備鐵芯制造能力和小批量大尺寸電機鐵芯的制造商，可能需要外包。為了控制外購鐵芯的質(zhì)量水平，需要通過必要的檢測手段對其性能水平進行評估，即對鐵芯損耗進行初步判斷，以防止不合格產(chǎn)品的意外使用，當然也包括通過鐵芯制造工藝對鐵芯性能的檢測和控制。
鐵損檢測的目的不僅僅是檢測材料的性能，還要檢測鐵芯是否有局部過熱。理論上，相鄰片鐵芯間的感應(yīng)電動勢與通過定子鐵芯磁軛的磁通量大小呈正相關(guān)，即磁通量越多，片間感應(yīng)電動勢越大，片間短路處渦流造成的損耗越大，也會導致鐵芯溫度升高，即鐵芯溫度升高。這種溫升與鐵芯的磁軛高度正相關(guān)。當電機鐵芯較小時，對電機繞組影響不大。但是對于大型電機來說，這種問題會非常嚴重，所以在使用前需要對其進行檢測和控制。
常用的方法是用勵磁線圈和測量線圈調(diào)節(jié)勵磁線圈的電壓和匝數(shù)，使鐵芯磁軛的磁密達到1T，然后測量鐵芯的損耗和溫升。
從鐵芯末端看，勵磁線圈和測量線圈應(yīng)成直角關(guān)系。試驗時，鐵芯應(yīng)可靠接地，鐵芯周圍不應(yīng)有鐵磁材料。所需儀器包括用于監(jiān)控勵磁線圈和測量線圈的電壓表、用于勵磁線圈的電流表和用于測量損耗的低功率因數(shù)功率計。功率計的電流回路與勵磁線圈串聯(lián)，電壓回路與測量線圈連接。
測量時，勵磁線圈和測量線圈匝數(shù)的選擇，勵磁電流大小的估算，都涉及到鐵芯參數(shù)，包括鐵芯的凈長度(徑向通風通道的尺寸應(yīng)減小)、鐵芯磁軛的截面、鐵芯的外徑、鐵芯磁軛的重量和鐵芯磁軛的高度，以及儀器的電源電壓和額定電壓等。
試驗和測量過程涉及參數(shù)的選擇
根據(jù)鐵芯的實際參數(shù)計算勵磁線圈和測量線圈的匝數(shù)以及勵磁線圈的導體直徑。具體計算和確定程序包括：
(1)當電源頻率為50H，鐵芯磁軛的磁密為1 T時，線圈每匝的感應(yīng)電動勢e以V計算，具體計算按公式(1)進行。
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式（1）中：
K——鐵芯的疊壓系數(shù)，按照鐵芯實際的疊壓系數(shù)選擇；常用的厚度為0.5mm冷軋硅鋼片的疊壓系數(shù)為0.97-0.98。
L——鐵芯總長，單位cm；
n——鐵芯徑向通風道數(shù)量；
b——鐵芯徑向通風道寬度，單位cm；
H——鐵芯軛部高度，單位cm。
（2）勵磁線圈匝數(shù)N1的計算按式（2）計算并取整。
式（2）中：
U1 ——電源電壓，單位V；
e——每匝線圈感應(yīng)的電動勢，按式（1）計算結(jié)果。
（3）勵磁線圈電流I1的計算按式（3），單位A，由此可以確定勵磁線圈導線的截面，一般采用電機引接線。
式（3）中：
F——鐵芯磁密為1T時對應(yīng)的磁場強度，取值范圍3.3－4 A/cm，該數(shù)值按照鐵芯實際使用的硅鋼片牌號對應(yīng)的磁化曲線選取；
D——鐵芯的外圓直徑，單位cm；
H——鐵芯軛部高度，單位cm，與式（1）中的H相同；
N1——勵磁線圈的匝數(shù)，由式（2）求得。
（4）測量線圈匝數(shù)N2的計算按式（4）計算取整。
式（4）中：
U2 ——測量儀表的額定電壓，單位V；
e——每匝線圈感應(yīng)的電動勢，按式（1）計算結(jié)果。
試驗要求及結(jié)果判定
試驗時，勵磁線圈的電流按照I1選取并通電15分鐘，用手在鐵芯的齒部、軛部感覺溫度的高低，在感覺較高和較低的位置分別同時放置溫度計，如果沒有明顯的溫度差異，溫度計可以均勻放置。按照每15分鐘為間隔讀數(shù)，試驗90分鐘結(jié)束。讀數(shù)內(nèi)容包括勵磁電壓U0和電流I0、測量電壓U2，鐵芯溫度和環(huán)境溫度。
對于頻率為50Hz的電源，鐵芯軛部磁密為1T時，鐵芯單位損耗PD按式（5）計算的結(jié)果不超過規(guī)定牌號硅鋼片P10/50保證值的1.3倍即為合格。即:
式（5）中：
PS ——試驗結(jié)束時對應(yīng)的損耗值，單位W；
G——鐵芯軛部凈重，單位kg，G的計算按式（6）；
U2 ——測量儀表的額定電壓；
U2s——試驗結(jié)束時對應(yīng)的測量電壓值，單位V。
鐵芯軛部凈重計算式（6）：
式（6）中，S、D、H與本文其他公式中涉及到的代號一致，ρ為硅鋼片的密度。
從檢測過的鐵芯數(shù)據(jù)分析，質(zhì)量較好的鐵芯，所測得的鐵損值一般為P10/50的1.1-1.2倍。對于鐵芯溫升，溫度差按不超過30度控制（質(zhì)量較好的鐵芯溫度差小于15度），溫升按不高于40-45度控制（質(zhì)量較好的鐵芯溫升低于20-25度）。試驗過程中，鐵芯應(yīng)不存在因沖片松動而產(chǎn)生的電磁聲。
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