一種常溫高壓環(huán)境下電機的測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于常溫高壓環(huán)境下電機特性測試的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人類對資源和能源需求量的不斷增加，而海洋中蘊藏著極其豐富的人類所需 的資源和能源，對于海洋資源的探索離不開作為執(zhí)行和功能部件的電機，隨著深度的增加， 電機受到的壓力也逐漸加大，因此電機能否在高壓情況下正常工作成為制約深海資源勘測 和采集的關(guān)鍵因素，在電機應(yīng)用在深?？睖y前對其在可能工作的高壓環(huán)境進行準確的測試 評估就顯得至關(guān)重要，同時準確的測試也為電機優(yōu)化提供了相關(guān)的依據(jù)。鑒于現(xiàn)有的電機 測試方法多適用于常溫常壓情況，即使有些電機測量方法考慮了應(yīng)力對于電機的影響，但 采用的方法也多為機械方法提供測量所需的應(yīng)力，使得作用在電機上的應(yīng)力方向相對單 一，在某些情況下并不符合電機的實際工作環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種常溫高壓環(huán)境下電機的測試方法，是為了解決現(xiàn)有電機 的測試方法多適用于常溫常壓情況，并不能滿足常溫高壓情況下電機的測試的問題。
[0004] 所述的目的是通過以下方案實現(xiàn)的：所述的一種常溫高壓環(huán)境下電機的測試方 法，它的方法步驟為：
[0005] 步驟一：選擇一臺與被測電機1規(guī)格相同，或與被測電機1具有相同的同步轉(zhuǎn)速但 功率大于被測電機1的其它規(guī)格的電機作為陪侍電機2 ;將被測電機1的輸出轉(zhuǎn)軸通過聯(lián) 軸器3與陪侍電機2的輸出轉(zhuǎn)軸傳動連接，然后放入高壓密封桶4內(nèi)固定好，將高壓密封桶 4內(nèi)部充滿實驗用油，將高壓密封桶4內(nèi)的測試溫度設(shè)置在20°C左右，油壓壓力值根據(jù)電機 的實際工作環(huán)境的壓力值進行設(shè)置，同時也應(yīng)考慮所用高壓桶的耐壓程度；
[0006] 步驟二：使被測電機1工作在電動機狀態(tài)，陪侍電機2工作在發(fā)電機狀態(tài)；第一驅(qū) 動器5驅(qū)動被測電機1運轉(zhuǎn)工作，使被測電機1在額定頻率和額定電壓下工作；第二驅(qū)動器 6驅(qū)動陪侍電機2工作，使陪侍電機2相對于被測電機1轉(zhuǎn)向上施加一個反向驅(qū)動；調(diào)節(jié)第 二驅(qū)動器6使被測電機1在額定負載情況下運行到穩(wěn)定狀態(tài)；
[0007] 步驟三：通過第二驅(qū)動器6調(diào)節(jié)陪侍電機2,使被測電機1的定子電流從1. 5倍額 定電流逐漸變到〇. 5倍額定電流，在這一過程中讀取作為電動機運行的被測電機1的三相 線電流Imi、輸入功率Pmi、定子繞組電阻值Rmi，試驗過程中需保持被測電機1的頻率和電壓 始終為額定值；同時讀取工作在發(fā)電機狀態(tài)的陪侍電機2的三相線電流Ιω、輸出功率Pt^ 定子繞組電阻值1;利用上述測量得到的實驗數(shù)據(jù)并結(jié)合下列公式便可計算被測電機1和 陪侍電機2的定子銅耗：
[0009] 步驟四：用鉗式電流表測量轉(zhuǎn)子一相電流的方法確定被測電機1和陪侍電機2的 轉(zhuǎn)差率SM和S ，采用該方法主要是考慮到電機測量環(huán)境制約了其他用以確定電機轉(zhuǎn)差率的 實驗設(shè)備的使用；首先記錄電流表指針的擺動次數(shù)NM、Nti，并用秒表記錄NM、N ti次擺動的時 間tM、k然后使用下列公式確定被測電機1和陪侍電機2的轉(zhuǎn)差率sM和s
[0011] 式中，fM為被測電機1的額定頻率；f(；為陪侍電機2的頻率，該頻率小于額定頻率；
[0012] 步驟五：工作在電動機狀態(tài)的被測電機1的轉(zhuǎn)子銅耗Pfeu2:P fcu2 =
工作在發(fā)電機狀態(tài)的陪侍電機2的轉(zhuǎn)子銅耗Pfcu2:P fcu2 =
[0013] 步驟六：工作在電動機狀態(tài)下的被測電機1的雜散損耗
(P^+PmJ，式中，Σ Ps為被測電機1和陪侍電機2的總雜散損耗，且Σ P s的計算公式為：
[0015] 步驟七：將被測電機1和陪侍電機2停止運轉(zhuǎn)工作；使被測電機1工作在發(fā)電機 狀態(tài)，陪侍電機2工作在電動機狀態(tài)；第二驅(qū)動器6驅(qū)動陪侍電機2運轉(zhuǎn)工作，使陪侍電機 2在額定電壓下和大于額定頻率條件下工作；第一驅(qū)動器5驅(qū)動被測電機1工作，使被測電 機1相對于陪侍電機2轉(zhuǎn)向上施加一個反向驅(qū)動；調(diào)節(jié)第一驅(qū)動器5使陪侍電機2的負載 值與被測電機1標稱負載值相等情況下運行到穩(wěn)定狀態(tài)；
[0016] 步驟八：通過第一驅(qū)動器5調(diào)節(jié)被測電機1，使陪侍電機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，在這一過程中讀取作為電動機運行的陪侍電機2的三相 線電流Imi、輸入功率Pmi、定子繞組電阻值Rmi，試驗過程中需保持被測電機1的頻率和電壓 始終為額定值；同時讀取工作在發(fā)電機狀態(tài)的被測電機1的三相線電流Itil、輸出功率Pw 定子繞組電阻值1;利用上述測量得到的實驗數(shù)據(jù)并結(jié)合下列公式便可計算被測電機1和 陪侍電機2的定子銅耗：
[0018] 步驟九：用鉗式電流表測量轉(zhuǎn)子一相電流的方法確定被測電機1和陪侍電機2的 轉(zhuǎn)差率Sti和s M，采用該方法主要是考慮到電機測量環(huán)境制約了其他用以確定電機轉(zhuǎn)差率的 實驗設(shè)備的使用；首先記錄電流表指針的擺動次數(shù)\、NM，并用秒表記錄\、Nm次擺動的時 間V tM;然后使用下列公式確定被測電機1和陪侍電機2的轉(zhuǎn)差率s 和s M:
[0020] 式中，&為被測電機1的額定頻率；f μ為陪侍電機2的頻率，該頻率大于被測電機 1的額定頻率；
[0021] 步驟十：工作在電動機狀態(tài)的陪侍電機2的轉(zhuǎn)子銅耗
工作在發(fā)電機狀態(tài)的被測電機1的轉(zhuǎn)子銅耗
[0022] 步驟十一：工作在發(fā)電機狀態(tài)下的被測電機1的雜散損耗Pss為：P &= Σ P sPfcu2/ (Pg〇u2+Pm?2)，式中，Σ Ps為被測電機1和陪侍電機2的總雜散損耗，但此時P fcu2為被測電機 1轉(zhuǎn)子銅耗，Pfeu2為陪侍電機2轉(zhuǎn)子銅耗，且Σ P s的計算公式為： CN 105116330 A 說明書 3/5 頁
[0024] 步驟十二：結(jié)合上述步驟中的測量參數(shù)和計算結(jié)求取被測電機1負載雜散損耗的 平均值耳為：f = (/丨+/),、）/2 ;被測電機1在電動機和發(fā)電機狀態(tài)中轉(zhuǎn)子電流的近似平均 值ζ為：% =狀-拉,式中，1:為負載試驗時被測電機1在上述步驟中的定子電流，即被測 電機1在電動機狀態(tài)和發(fā)電機狀態(tài)下的定子電流，Ic為被測電機1空載試驗時，額定電壓對 應(yīng)的定子電流。
[0025] 本發(fā)明能在高壓環(huán)境下對電機的參數(shù)進行檢測，其應(yīng)力作用在整臺電機上，這使 得電機受到的應(yīng)力方向更具多樣性，也更符合實際情況；這樣可以有效的解決某些測量設(shè) 備不能在高壓環(huán)境在正常工作的問題，具有非常廣泛的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0026] 圖1是本發(fā)明方法涉及的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0027] 一：結(jié)合圖1所示，說明本的技術(shù)方案，它的方法步驟 為：
[0028] 步驟一：選擇一臺與被測電機1規(guī)格相同，或與被測電機1具有相同的同步轉(zhuǎn)速但 功率大于被測電機1的其它規(guī)格的電機作為陪侍電機2 ;將被測電機1的輸出轉(zhuǎn)軸通過聯(lián) 軸器3與陪侍電機2的輸出轉(zhuǎn)軸傳動連接，然后放入高壓密封桶4內(nèi)固定好，將高壓密封桶 4內(nèi)部充滿實驗用油，將高壓密封桶4內(nèi)的測試溫度設(shè)置在20°C左右，油壓壓力值根據(jù)電機 的實際工作環(huán)境的壓力值進行設(shè)置，同時也應(yīng)考慮所用高壓桶的耐壓程度；；
[0029] 步驟二：使被測電機1工作在電動機狀態(tài)，陪侍電機2工作在發(fā)電機狀態(tài)；第一驅(qū) 動器5驅(qū)動被測電機1運轉(zhuǎn)工作，使被測電機1在額定頻率和額定電壓下工作；第二驅(qū)動器 6驅(qū)動陪侍電機2工作，使陪侍電機2相對于被測電機1轉(zhuǎn)向上施加一個反向驅(qū)動；調(diào)節(jié)第 二驅(qū)動器6使被測電機1在額定負載情況下運行到穩(wěn)定狀態(tài)；
[0030] 步驟三：通過第二驅(qū)動器6調(diào)節(jié)陪侍電機2,使被測電機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，在這一過程中讀取作為電動機運行的被測電機1的三相 線電流Imi、輸入功率Pmi、定子繞組電阻值Rmi，試驗過程中需保持被測電機1的頻率和電壓 始終為額定值；同時讀取工作在發(fā)電機狀態(tài)的陪侍電機2的三相線電流Ιω、輸出功率Pt^ 定子繞組電阻值1;利用上述測量得到的實驗數(shù)據(jù)并結(jié)合下列公式便可計算被測電機1和 陪侍電機2的定子銅耗：
[0032] 步驟四：用鉗式電流表測量轉(zhuǎn)子一相電流的方法確定被測電機1和陪侍電機2的 轉(zhuǎn)差率sM和s ，采用該方法主要是考慮到電機測量環(huán)境制約了其他用以確定電機轉(zhuǎn)差率的 實驗設(shè)備的使用；首先記錄電流表指針的擺動次數(shù)NM、Mti，并用秒表記錄NM、N ti次擺動的時 間tM、k然后使用下列公式確定被測電機1和陪侍電機2的轉(zhuǎn)差率sM和s CN 105116330 A 機切 4/5 頁
[0034] 式中，fM為被測電機1的額定頻率；f(；為陪侍電機2的頻率，該頻率小于額定頻率；
[0035] 步驟五：工作在電動機狀態(tài)的被測電機1的轉(zhuǎn)子銅耗Pfcu2:P fcu2 = sM(PM1-Pfcul-PfJ ;工作在發(fā)電機狀態(tài)的陪侍電機2的轉(zhuǎn)子銅耗Pfcu2:P fcu2 = SG (Pg2_Pgcu1_P fe)；
[0036] 步驟六：工作在電動機狀態(tài)下的被測電機1的雜散損耗PMs:PMs=Z PsPfeu2/ (P^+PmJ，式中，Σ Ps為被測電機1和陪侍電機2的總雜散損耗，且Σ P s的計算公式為：
[0037] Σ Ps - P Ml_PG2_PMcul_PGcul_PMcu2 _PGcu2_Pfe_P fe_P ΔΔ；
[0038] 步驟七：將被測電機1和陪侍電機2停止運轉(zhuǎn)工作；使被測電機1工作在發(fā)電機 狀態(tài)，陪侍電機2工作在電動機狀態(tài)；第二驅(qū)動器6驅(qū)動陪侍電機2運轉(zhuǎn)工作，使陪侍電機 2在額定電壓下和大于額定頻率條件下工作；第一驅(qū)動器5驅(qū)動被測電機1工作，使被測電 機1相對于陪侍電機2轉(zhuǎn)向上施加一個反向驅(qū)動；調(diào)節(jié)第一驅(qū)動器5使陪侍