電機知識

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：1

對于標準電機制造商，電機用硅鋼片的質量特性通過供應商資質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電動勢與通過定子鐵芯磁軛的磁通量大小呈正相關，即磁通量越多，片間感應電動勢越大，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。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節(jié)勵磁線圈的電壓和匝數，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成直角關系。試驗時，鐵芯應可靠接地，鐵芯周圍不應有鐵磁材料。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功率計。功率計的電流回路與勵磁線圈串聯，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的選擇，勵磁電流大小的估算，都涉及到鐵芯參數，包括鐵芯的凈長度(徑向通風通道的尺寸應減小)、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的選擇

根據鐵芯的實際參數計算勵磁線圈和測量線圈的匝數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，按照鐵芯實際的疊壓系數選擇；常用的厚度為0.5mm冷軋硅鋼片的疊壓系數為0.97-0.98。

L——鐵芯總長，單位cm；

n——鐵芯徑向通風道數量；

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——每匝線圈感應的電動勢，按式（1）計算結果。

（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時對應的磁場強度，取值范圍3.3－4 A/cm，該數值按照鐵芯實際使用的硅鋼片牌號對應的磁化曲線選??；

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，由式（2）求得。

（4）測量線圈匝數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——每匝線圈感應的電動勢，按式（1）計算結果。

試驗要求及結果判定

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，試驗90分鐘結束。讀數內容包括勵磁電壓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 ——試驗結束時對應的損耗值，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——試驗結束時對應的測量電壓值，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。

從檢測過的鐵芯數據分析，質量較好的鐵芯，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（質量較好的鐵芯溫升低于20-25度）。試驗過程中，鐵芯應不存在因沖片松動而產生的電磁聲。

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