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水泵样机的空载实验、负载实验和短路试验

实验首先进行空载试验,电机采用星形接法。ca88手机版厂将调压器调至零位,合上电源开关,调节调压器逐渐升高电压起动电动机。保持电动机在额定电压下空载运转数分钟,待运行稳定无故障后,再进行试验。调节调压器的输出电压,使电动机定子绕组的外施电压升高到1.2(Un=380V),开始逐渐减小,则电动机电流相应减小,直到转差率显著增大(即电动机转速明显减小),定子电流开始回升为止,在功率分析仪上读取各阶段空载电压、空载电流及输入功率、功率因数等实验数据。


在空载实验完成后对水泵电机进行负载试验,进行工作特性测定。负载实验通过变频器V1000控制电机运行,变频器采用V/f控制,即变频器调速的压频比,是一个常数。因为绕组相电压U-E=4.44NKNt0^E/f=U/f。在外加电压不变的情况下磁通巾随着频率的变化而变化,若磁通的增加使磁路饱和,则励磁电流升高功率因数下降,造成水泵电机发热严重。因此在改变频率的同时要求频率与电压协调控制。在实验之前使用变频器的自学习功能设置好变频器。将调压器调至额定电压,输出端接变频器,变频器输出端接电机绕组,电机采用星形接法,接线图如图1。


试验步骤如下:先测量冷态相电阻,然后合上电源开关,逐渐升高变频器频率起动电动机。调节变频器频率,从10Hz逐渐升高到50Hz;在额定频率50Hz,每隔半个小时记录一次电压、电流、输入功率、功率因数及机壳温度,直至各项数据保持稳定。最后继续调节变频器频率,从50Hz逐渐升高到100Hz,记录电压、电流、输入功率、功率因数及ca88手机版机壳温度。实验完成后立即堵住电机转子测量定子绕组相电阻,采用电阻法计算绕组温升。短路试验时,将转子堵住,采用拉力计测量堵转转矩,同时记录堵转时的电压、电流、输入功率及功率因数,数据稳定后立即切断电源。

图1:电动机负载试验线路图

电动机负载试验线路图

由于没有2.2kW进口电机和现有国产电机实验数据作对比,本次实验仅对装有Sus304、Sus316L、Sus430不锈钢屏蔽套的电机进行空载实验、负载实验和短路试验。对新研制的2.2kW电机而言,电机转矩与输出功率方面均能达到要求,但是在相同输出功率下Sus430屏蔽套电机负载电流比Sus304、Sus316L电机低0.5A,Sus430电机效率高比Sus304、Sus316L电机高5%,功率因数也明显提高。这是因为Sus304、Sus316L非导磁型屏蔽套的存在增大了电机定子与转子间的气隙长度,使磁路中磁阻增大,转子输出功率一定时,引起定子电流的增大和定子绕组铜损耗的增加。而Sus430导磁型屏蔽套使屏蔽电机等效气隙变小,励磁电流减小,提高了电机功率因数和效率。综合指标由好至差的顺序是:Sus430电机、Sus316L电机、Sus304电机。


2.9kW电机样机与进口电机和现有国产电机对比发现:在相同输出功率下,国产电机转矩最大,Sus430电机转矩最小。Sus430电机效率为80.74°%,比国产电机高10°%,比Sus304、Sus316L电机高5°%,比进口电机效率高3%。综合指标由好至差的顺序是:Sus430电机、进口电机、Sus316L电机、Sus304电机、现有国产电机。Sus430电机的综合指标己经优于进口电机,远远好于现有国产电机,可以考虑采用Sus430电机替代进口电机和现有国产电机。


现有国产电机振动性能明显较差,与进口电机相比振动速度高78.28%、振动加速度高104.24%和振幅高45.53%,噪声高5%,己经超过了破坏耳蜗内毛细胞的85分贝。国产电机效率远低于进口电机,额定工作时国产电机多耗电6.2°%,国产电机温升比进口电机高40.12%。水泵样机温升得到改善,Sus430屏蔽套电机温升己经接近原型机电机,且空载输入功率减少,即空载和轻载耗能降低明显,益于泵类负载节能。ca88手机版厂研制水泵电机噪声也有所改善,Sus430电机噪声己低于进口电机,其振动速度和加速度也与原型机电机相当,Sus316L和Sus304电机也比现有国产电机有明显改善。新研发电机效率和功率因数均有提高,特别是Sus430电机效率和功率因数均超过了原型机电机,电机起动性能与原型机电机相当。


本文对装有Sus304、Sus316L和Sus430不锈钢屏蔽套的2.2kW、2.9kW电机样机进行空载实验、负载实验和短路试验。通过对实验数据处理,得到电机特性曲线。得出所有电机性能指标均达到了技术开发合同规定的标准的结论。本文采用的三种屏蔽套电机综合指标由好至差的顺序是:Sus430电机、Sus316L电机、Sus304电机。水泵样机噪声有所改善,电机效率和功率因数均有提高,特别是Sus430电机效率和功率因数均超过了进口电机。对比进口电机、Sus430电机和现有国产电机特性,发现新研制的Sus430电机综合指标己经优于进口电机,远远好于现有国产电机,可以采用Sus430电机替代进口和现有国产电机。


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点击次数:  更新时间:2017-12-20 09:28:29  【打印此页】  【关闭