一種高溫高壓環(huán)境下電機(jī)的測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高溫高壓環(huán)境下電機(jī)特性測(cè)試的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人類對(duì)資源和能源的需求量不斷增大，作為勘測(cè)和開發(fā)中必不可少的執(zhí)行和 功能部件的電機(jī)，會(huì)越來(lái)越多的應(yīng)用在各種極端環(huán)境中，例如高溫高壓環(huán)境，而電機(jī)在實(shí)際 應(yīng)用前，須對(duì)其性能進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試，以驗(yàn)證其能否達(dá)到應(yīng)用要求，同時(shí)也應(yīng)給出一些必要 的性能參數(shù)。但現(xiàn)有電機(jī)的測(cè)試方法多適用于在常溫常壓情況下，其使用的一些測(cè)試設(shè)備 不能工作在高溫高壓的環(huán)境或高溫高壓的環(huán)境會(huì)嚴(yán)重影響其測(cè)量精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種高溫高壓環(huán)境下電機(jī)的測(cè)試方法，是為了解決現(xiàn)有電機(jī) 的測(cè)試方法多適用于常溫常壓情況，并不能滿足高溫高壓情況下電機(jī)的測(cè)試的問(wèn)題。
[0004] 所述的目的是通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)的：所述的一種高溫高壓環(huán)境下電機(jī)的測(cè)試方 法，它的方法步驟為：
[0005] 步驟一：選擇一臺(tái)與被測(cè)電機(jī)1規(guī)格相同，或與被測(cè)電機(jī)1具有相同的同步轉(zhuǎn)速但 功率大于被測(cè)電機(jī)1的其它規(guī)格的電機(jī)作為陪侍電機(jī)2 ;將被測(cè)電機(jī)1的輸出轉(zhuǎn)軸通過(guò)聯(lián) 軸器3與陪侍電機(jī)2的輸出轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)連接，然后放入高壓高溫密封桶4內(nèi)固定好，在高壓高 溫密封桶4的外部纏繞加熱電纜或在高壓高溫密封桶4的內(nèi)部設(shè)置耐壓大功率電加熱器， 并在外部包裹上絕緣耐火的保溫材料，將高壓高溫密封桶4內(nèi)部充滿實(shí)驗(yàn)用油，將高壓高 溫密封桶4內(nèi)的測(cè)試溫度設(shè)置100°C~200°C之間，油壓壓力值根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行相關(guān)的設(shè) 置；
[0006] 步驟二：使被測(cè)電機(jī)1工作在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，陪侍電機(jī)2工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)；第一驅(qū) 動(dòng)器5驅(qū)動(dòng)被測(cè)電機(jī)1運(yùn)轉(zhuǎn)工作，使被測(cè)電機(jī)1在額定頻率和額定電壓下工作；第二驅(qū)動(dòng)器 6驅(qū)動(dòng)陪侍電機(jī)2工作，使陪侍電機(jī)2相對(duì)于被測(cè)電機(jī)1轉(zhuǎn)向上施加一個(gè)反向驅(qū)動(dòng)；調(diào)節(jié)第 二驅(qū)動(dòng)器6使被測(cè)電機(jī)1在額定負(fù)載情況下運(yùn)行到穩(wěn)定狀態(tài)；
[0007] 步驟三：通過(guò)第二驅(qū)動(dòng)器6調(diào)節(jié)陪侍電機(jī)2,使被測(cè)電機(jī)1的定子電流從1. 5倍額 定電流逐漸變到0. 5倍額定電流，在這一過(guò)程中讀取作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的被測(cè)電機(jī)1的三相 線電流Imi、輸入功率Pmi、定子繞組電阻值Rmi，試驗(yàn)過(guò)程中需保持被測(cè)電機(jī)1的頻率和電壓 始終為額定值；同時(shí)讀取工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)的陪侍電機(jī)2的三相線電流Ιω、輸出功率Pt^ 定子繞組電阻值1;利用上述測(cè)量得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并結(jié)合下列公式便可計(jì)算被測(cè)電機(jī)1和 陪侍電機(jī)2的定子銅耗：
[0008]
[0009] 步驟四：用鉗式電流表測(cè)量轉(zhuǎn)子一相電流的方法確定被測(cè)電機(jī)1和陪侍電機(jī)2的 轉(zhuǎn)差率sM和s ，采用該方法主要是考慮到電機(jī)測(cè)量環(huán)境制約了其他用以確定電機(jī)轉(zhuǎn)差率的 實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用；首先記錄電流表指針的擺動(dòng)次數(shù)NM、Nti，并用秒表記錄NM、N ti次擺動(dòng)的時(shí) CN 105116331 A 說(shuō)明書 2/5 頁(yè) 間tM、t。:然后使用下列公式確定被測(cè)電機(jī)1和陪侍電機(jī)2的轉(zhuǎn)差率s M和s ^
[0011] 式中，fM為被測(cè)電機(jī)1的額定頻率；f(；為陪侍電機(jī)2的頻率，該頻率小于額定頻率；
[0012] 步驟五：工作在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)的被測(cè)電機(jī)1的轉(zhuǎn)子銅耗Pfeu2:P fcu2 = sM(PM1-Pfcul-PfJ ;工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)的陪侍電機(jī)2的轉(zhuǎn)子銅耗Pfcu2:P fcu2 = SG (Pg2_Pgcu1_P fe)；
[0013] 步驟六：工作在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)下的被測(cè)電機(jī)1的雜散損耗PMs:P Ms = Σ P sPfeu2/ (P^+PmJ，式中，Σ Ps為被測(cè)電機(jī)1和陪侍電機(jī)2的總雜散損耗，且Σ P s的計(jì)算公式為：
[0014] Σ Ps - P Ml_PG2_PMcul_PGcul_PMcu2 _PGcu2_Pfe_P fe_P ΔΔ；
[0015] 步驟七：將被測(cè)電機(jī)1和陪侍電機(jī)2停止運(yùn)轉(zhuǎn)工作；使被測(cè)電機(jī)1工作在發(fā)電機(jī) 狀態(tài)，陪侍電機(jī)2工作在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)；第二驅(qū)動(dòng)器6驅(qū)動(dòng)陪侍電機(jī)2運(yùn)轉(zhuǎn)工作，使陪侍電機(jī) 2在額定電壓下和大于額定頻率條件下工作；第一驅(qū)動(dòng)器5驅(qū)動(dòng)被測(cè)電機(jī)1工作，使被測(cè)電 機(jī)1相對(duì)于陪侍電機(jī)2轉(zhuǎn)向上施加一個(gè)反向驅(qū)動(dòng)；調(diào)節(jié)第一驅(qū)動(dòng)器5使陪侍電機(jī)2的負(fù)載 值與被測(cè)電機(jī)1標(biāo)稱負(fù)載值相等情況下運(yùn)行到穩(wěn)定狀態(tài)；
[0016] 步驟八：通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)器5調(diào)節(jié)被測(cè)電機(jī)1，使陪侍電機(jī)2的定子電流從1. 5倍額 定電流逐漸變到0. 5倍額定電流，在這一過(guò)程中讀取作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的陪侍電機(jī)2的三相 線電流Imi、輸入功率Pmi、定子繞組電阻值Rmi，試驗(yàn)過(guò)程中需保持被測(cè)電機(jī)1的頻率和電壓 始終為額定值；同時(shí)讀取工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)的被測(cè)電機(jī)1的三相線電流Itil、輸出功率Pw 定子繞組電阻值1;利用上述測(cè)量得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并結(jié)合下列公式便可計(jì)算被測(cè)電機(jī)1和 陪侍電機(jī)2的定子銅耗：
[0017] =1-5/mR；n . PGcul =\.5IGlRl{;
[0018] 步驟九：用鉗式電流表測(cè)量轉(zhuǎn)子一相電流的方法確定被測(cè)電機(jī)1和陪侍電機(jī)2的 轉(zhuǎn)差率Sti和s M，采用該方法主要是考慮到電機(jī)測(cè)量環(huán)境制約了其他用以確定電機(jī)轉(zhuǎn)差率的 實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用；首先記錄電流表指針的擺動(dòng)次數(shù)\、NM，并用秒表記錄\、Nm次擺動(dòng)的時(shí) 間V tM;然后使用下列公式確定被測(cè)電機(jī)1和陪侍電機(jī)2的轉(zhuǎn)差率s 和s M:
[0020] 式中，&為被測(cè)電機(jī)1的額定頻率；f μ為陪侍電機(jī)2的頻率，該頻率大于被測(cè)電機(jī) 1的額定頻率；
[0021] 步驟十：工作在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)的陪侍電機(jī)2的轉(zhuǎn)子銅耗Pfeu2:P fcu2 = sM(PM1-Pfcul-P'fJ ;工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)的被測(cè)電機(jī)1的轉(zhuǎn)子銅耗Pfcu2=P fcu2= SG(P(；2_P(；cul_Pfe);
[0022] 步驟十一：工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)下的被測(cè)電機(jī)1的雜散損耗Ρ&為：P &= Σ P sPfcu2/ (Pg〇u2+Pm?2)，式中，Σ Ps為被測(cè)電機(jī)1和陪侍電機(jī)2的總雜散損耗，但此時(shí)P fcu2為被測(cè)電機(jī) 1轉(zhuǎn)子銅耗，Pfeu2為陪侍電機(jī)2轉(zhuǎn)子銅耗，且Σ P s的計(jì)算公式為：
[0024] 步驟十二：結(jié)合上述步驟中的測(cè)量參數(shù)和計(jì)算結(jié)求取被測(cè)電機(jī)1負(fù)載雜散損耗的 平均值廠為=(仏+/^)/2 ?，被測(cè)電機(jī)1在電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)狀態(tài)中轉(zhuǎn)子電流的近似平均 值f為
1:為負(fù)載試驗(yàn)時(shí)被測(cè)電機(jī)1在上述步驟中的定子電流，即被測(cè) 電機(jī)1在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)和發(fā)電機(jī)狀態(tài)下的定子電流，Ic為被測(cè)電機(jī)1空載試驗(yàn)時(shí)，額定電壓對(duì) 應(yīng)的定子電流。
[0025] 本發(fā)明能在高溫高壓環(huán)境下對(duì)電機(jī)進(jìn)行參數(shù)測(cè)試，高溫和高壓同時(shí)作用在電機(jī) 上，分布相對(duì)均勻，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，利用一臺(tái)與被測(cè)電機(jī)相同規(guī)格的電機(jī)測(cè)量所需的參數(shù)，這樣 就避免了正常情況下，某些電機(jī)測(cè)試裝置不適于高溫高壓這種極端環(huán)境的缺點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1是本發(fā)明方法涉及的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
【具體實(shí)施方式】 [0027] 一：結(jié)合圖1所示，說(shuō)明本的技術(shù)方案，它的方法步驟 為：
[0028] 步驟一：選擇一臺(tái)與被測(cè)電機(jī)1規(guī)格相同，或與被測(cè)電機(jī)1具有相同的同步轉(zhuǎn)速但 功率大于被測(cè)電機(jī)1的其它規(guī)格的電機(jī)作為陪侍電機(jī)2 ;將被測(cè)電機(jī)1的輸出轉(zhuǎn)軸通過(guò)聯(lián) 軸器3與陪侍電機(jī)2的輸出轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)連接，然后放入高壓高溫密封桶4內(nèi)固定好，在高壓高 溫密封桶4的外部纏繞加熱電纜或在高壓高溫密封桶4的內(nèi)部設(shè)置耐壓大功率電加熱器， 并在外部包裹上絕緣耐火的保溫材料，將高壓高溫密封桶4內(nèi)部充滿實(shí)驗(yàn)用油，將高壓高 溫密封桶4內(nèi)的測(cè)試溫度設(shè)置100°C~200°C之間，油壓壓力值根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行相關(guān)的設(shè) 置；
[0029] 步驟二：使被測(cè)電機(jī)1工作在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，陪侍電機(jī)2工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)；第一驅(qū) 動(dòng)器5驅(qū)動(dòng)被測(cè)電機(jī)1運(yùn)轉(zhuǎn)工作，使被測(cè)電機(jī)1在額定頻率和額定電壓下工作；第二驅(qū)動(dòng)器 6驅(qū)動(dòng)陪侍電機(jī)2工作，使陪侍電機(jī)2相對(duì)于被測(cè)電機(jī)1轉(zhuǎn)向上施加一個(gè)反向驅(qū)動(dòng)；調(diào)節(jié)第 二驅(qū)動(dòng)器6使被測(cè)電機(jī)1在額定負(fù)載情況下運(yùn)行到穩(wěn)定狀態(tài)；
[0030] 步驟三：通過(guò)第二驅(qū)動(dòng)器6調(diào)節(jié)陪侍電機(jī)2,使被測(cè)電機(jī)1的定子電流從1. 5倍額 定電流逐漸變到0. 5倍額定電流，在這一過(guò)程中讀取作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的被測(cè)電機(jī)1的三相 線電流Imi、輸入功率Pmi、定子繞組電阻值Rmi，試驗(yàn)過(guò)程中需保持被測(cè)電機(jī)1的頻率和電壓 始終為額定值；同時(shí)讀取工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)的陪侍電機(jī)2的三相線電流Ιω、輸出功率Pt^ 定子繞組電阻值1;利用上述測(cè)量得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并結(jié)合下列公式便可計(jì)算被測(cè)電機(jī)1和 陪侍電機(jī)2的定子銅耗：
[0032] 步驟四：用鉗式電流表測(cè)量轉(zhuǎn)子一相電流的方法確定被測(cè)電機(jī)1和陪侍電機(jī)2的 轉(zhuǎn)差率sM和s ，采用該方法主要是考慮到電機(jī)測(cè)量環(huán)境制約了其他用以確定電機(jī)轉(zhuǎn)差率的 實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用；首先記錄電流表指針的擺動(dòng)次數(shù)NM、Nti，并用秒表記錄NM、N ti次擺動(dòng)的時(shí) 間tM、k然后使用下列公式確定被測(cè)電機(jī)1和陪侍電機(jī)2的轉(zhuǎn)差率sM和s
[0034] 式中，fM為被測(cè)電機(jī)1的額定頻率；f(；為陪侍電機(jī)2的頻率，該頻率小于額定頻率；
[0035] 步驟五：工作在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)的被測(cè)電機(jī)1的轉(zhuǎn)子銅耗Pfcu2:P fcu2 = sM(PM1-Pfcul-PfJ ;工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)的陪侍電機(jī)2的轉(zhuǎn)子銅耗Pfcu2:P fcu2 = SG (Pg2_Pgcu1_P fe)；
[0036] 步驟六：工作在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)下的被測(cè)電機(jī)1的雜散損耗PMs:PMs=Z PsPfeu2/ (P^+PmJ，式中，Σ Ps為被測(cè)電機(jī)1和陪侍電機(jī)2的總雜散損耗，且Σ P s的計(jì)算公式為：
[0038] 步驟七：將被測(cè)電機(jī)1和陪侍電機(jī)2停止運(yùn)轉(zhuǎn)工作；使被測(cè)電機(jī)1工作在發(fā)電機(jī) 狀態(tài)，陪侍電機(jī)2工作在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)；第二驅(qū)動(dòng)器6驅(qū)動(dòng)陪侍電機(jī)2運(yùn)轉(zhuǎn)工作，使陪侍電機(jī) 2在額定電壓下和大于額定頻率條件下工作；第一驅(qū)動(dòng)器5驅(qū)動(dòng)被測(cè)電機(jī)1工作，使被測(cè)電 機(jī)1相對(duì)于陪侍電機(jī)2轉(zhuǎn)向上施加一個(gè)反向驅(qū)動(dòng)；調(diào)節(jié)第一驅(qū)動(dòng)器5使陪侍電機(jī)2的負(fù)載 值與被測(cè)電機(jī)1標(biāo)稱負(fù)載值相等情況下運(yùn)行到穩(wěn)定狀態(tài)；
[0039] 步驟八：通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)器5調(diào)節(jié)被測(cè)電機(jī)1，使陪侍電機(jī)2的定子電流從1. 5倍額 定電流逐漸變到0. 5倍額定電流，在這一過(guò)程中讀取作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的陪侍電機(jī)2的三相 線電流Imi、輸入功率Pmi、定子繞組電阻值Rmi，試驗(yàn)過(guò)程中需保持被測(cè)電機(jī)1的頻率和電壓 始終為額定值；同時(shí)讀取工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)的被測(cè)電機(jī)1的三相線電流Itil、輸出功率Pw 定子繞