畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 交流異步電機(jī)試驗(yàn)自動(dòng)采集與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 交流異步電機(jī)試驗(yàn)自動(dòng)采集與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 交流異步電機(jī)試驗(yàn)自動(dòng)采集與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（69頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)（論文）題目： 交流異步電機(jī)試驗(yàn)自動(dòng)采集與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 姓名 系別 電氣與信息工程系專(zhuān)業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班級(jí) 0104 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)老師 教研室主任 一、 基本任務(wù)及要求： 在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成以下工作： 1、試驗(yàn)電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；

2、 2、低壓電機(jī)型式試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)； 3、智能儀表采集顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 4、計(jì)算機(jī)采集處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖； 5、電機(jī)試驗(yàn)報(bào)告自動(dòng)處理。

3、 二、 進(jìn)度安排及完成時(shí)間： （1）3月7日至3月26日：查閱資料；撰寫(xiě)文獻(xiàn)綜述和開(kāi)題報(bào)告；熟悉相關(guān)知識(shí)。 （2）3月26日至4月9日：畢業(yè)實(shí)習(xí)。 （3）4月10日至4月20日：試驗(yàn)電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 （4）4月21日至5月10日：低壓電機(jī)型式試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)。 （5）5月11日至5月20日：智能儀表采集顯示

4、系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 （6）5月21日至5月30日：計(jì)算機(jī)采集處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖，電機(jī)試驗(yàn)報(bào)告自動(dòng)處理。 （7）6月1日至6月14日：撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 （8）6月17日至6月20日:畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯 計(jì)算機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)購(gòu)買(mǎi) www.LunWenDz.Com 工科畢業(yè)設(shè)計(jì)代做:www.LunWen168.Net 開(kāi)題:www.KtJia.Com

5、 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 緒 論 1 1.1 概述 1 1.2 課題設(shè)計(jì)的研究意義及其研究?jī)?nèi)容 1 1.4 目前此研究領(lǐng)域存在問(wèn)題 2 1.5 設(shè)計(jì)要求和試驗(yàn)項(xiàng)目 2 1.5.1設(shè)計(jì)要求 2 1.5.2試驗(yàn)項(xiàng)目： 2 第2章 系統(tǒng)的測(cè)量原理 4 2.1 系統(tǒng)各物理量的測(cè)量原理和方法 4 2.2 測(cè)量誤差的原理 5 2.2.1 誤差的分類(lèi)及定義 5 2.2.2 提高精度和削弱系統(tǒng)誤差的基本方法 7 2.2.3 測(cè)量結(jié)果的誤差計(jì)算 8 第3章 電機(jī)測(cè)試方法 9 3.1 絕緣電阻的測(cè)定 9 3.1.1 試驗(yàn)?zāi)康募坝?/p>

6、響因素 9 3.1.2 測(cè)試儀器的選擇 9 3.1.3 測(cè)量的方法 9 3.1.4 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn) 10 3.2 繞組冷態(tài)電阻的測(cè)定 10 3.2.1試驗(yàn)?zāi)康?10 3.2.2 測(cè)量?jī)x器 10 3.2.3 測(cè)量方法 10 3.3 空載試驗(yàn) 11 3.3.1 試驗(yàn)?zāi)康?11 3.3.2 試驗(yàn)儀器的選用 12 3.3.3 試驗(yàn)步驟 12 3.3.4 分析計(jì)算 13 3.3.5作空載特性曲線(xiàn)及分離鐵耗和機(jī)械耗 14 3.4 堵轉(zhuǎn)試驗(yàn) 14 3.4.1 試驗(yàn)?zāi)康?14 3.4.2 對(duì)試驗(yàn)電源、儀表和測(cè)量裝置的要求 15 3.4.3 試驗(yàn)操作要點(diǎn) 15 3.4.4 控制流程

7、 16 3.4.5 數(shù)據(jù)處理及計(jì)算分析 16 3.5 溫升試驗(yàn) 17 3.5.1 溫升試驗(yàn)概述 17 3.5.2 各種工作制電機(jī)的溫升試驗(yàn) 18 3.5.3 溫升試驗(yàn)控制流程 20 3.6 負(fù)載試驗(yàn) 21 3.6.1 試驗(yàn)?zāi)康募霸囼?yàn)方法 21 3.6.2 轉(zhuǎn)差率的求取 21 3.6.3 效率的直接測(cè)定 21 3.6.4 定子銅耗的求取 22 3.6.5 轉(zhuǎn)子銅耗和雜散耗 23 3.6.6 負(fù)載試驗(yàn)操作流程 23 3.6.7 工作特性曲線(xiàn)擬合 24 第4章 系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì) 25 4.1 試驗(yàn)用電源設(shè)備的一般要求 25 4.1.1 對(duì)諧波電壓因數(shù)的要求 25 4

8、.1.2 對(duì)三相電源對(duì)稱(chēng)的要求 25 4.1.3 對(duì)頻率的要求 25 4.2 50HZ回饋試驗(yàn)試驗(yàn)電源機(jī)組原理 26 4.3 低頻堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)試驗(yàn)電源機(jī)組原理 27 4.4 勵(lì)磁電路的設(shè)計(jì) 28 4.4.1 三相橋式全控整流電路 28 4.4.2 三相全控整流電路的觸發(fā)電路 29 4.4.3 晶閘管元件的保護(hù)措施 31 4.4.4 產(chǎn)品介紹：KCZ6.3型晶閘管三相全控橋控制板 32 第5章 采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 35 5.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖 35 5.2 智能儀器儀表概述 35 5.2.1 智能儀表與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本組成： 35 5.2.2 智能儀器的主要特點(diǎn)： 3

9、6 5.2.3 智能儀器的自動(dòng)處理功能： 36 5.2.4 儀器測(cè)量精度的提高 37 5.2.5 干擾和數(shù)字濾波 38 5.3 智能儀器儀表的選擇 38 5.3.1 三相交流電流互感器和電流變送器 38 5.3.2 組合型交流電壓變送器 40 5.3.3 三相三線(xiàn)有功無(wú)功功率變送器 41 5.3.4 頻率變送器 42 5.3.5 多路智能巡檢遠(yuǎn)傳控制儀 42 5.3.6 JCZ型智能轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器 43 5.3.7 數(shù)字顯示儀 45 5.4 串行傳送的特點(diǎn) 46 5.5 串行數(shù)據(jù)傳送方向 47 5.5.1 全雙工 47 5.5.2 半雙工 47 5.6 RS-4

10、85串行通信接口的簡(jiǎn)介 48 5.7 RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換器的簡(jiǎn)介 49 5.8 利用RS-485通信時(shí)要注意的幾個(gè)問(wèn)題 49 5.8.1 接地問(wèn)題 49 5.8.2 終端匹配 50 5.8.3 其他注意 50 5.9 控制電路的設(shè)計(jì) 50 第6章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 53 6.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)概述 53 6.2 程序功能及組成 55 6.2.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)初始化模塊 55 6.2.3 試驗(yàn)控制模塊 57 6.2.4 數(shù)據(jù)處理與曲線(xiàn)繪制模塊 58 6.2.5 查詢(xún)管理模塊 58 參考文獻(xiàn) 59 致 謝 60 附錄A 低壓異步電機(jī)試驗(yàn)原理圖 61

11、 交流電機(jī)試驗(yàn)自動(dòng)采集與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘要:近年來(lái)，計(jì)算機(jī)的大量推廣應(yīng)用為自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展開(kāi)拓了新的途徑，近代電子技術(shù)的迅速發(fā)展又為提高電機(jī)試驗(yàn)的精度和速度、進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性測(cè)試及采用新的測(cè)試方法提供了可能性，進(jìn)一步推動(dòng)了電機(jī)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展。在這種發(fā)展背景下，我們進(jìn)行了智能化電機(jī)自動(dòng)測(cè)試與控制系統(tǒng)的探討。 交流電機(jī)試驗(yàn)自動(dòng)采集與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是通過(guò)對(duì)試驗(yàn)電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、電機(jī)型式試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)、智能儀表采集顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)采集處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及電機(jī)試驗(yàn)報(bào)告自動(dòng)生成等五大部分著手，實(shí)現(xiàn)了

12、對(duì)電機(jī)試驗(yàn)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，即直流電阻、絕緣電阻、電流、電壓、功率、轉(zhuǎn)速、溫度、振動(dòng)、噪聲等實(shí)行自動(dòng)采樣，所有數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算機(jī)處理分析后，自動(dòng)生成試驗(yàn)報(bào)告。 關(guān)鍵詞：三相異步電機(jī) 智能儀表 計(jì)算機(jī) 測(cè)試 The exchanges electrical engineering experiments the auto collects with control the design of the system Abstract :In recent years, the large qu

13、antity expansion application of the calculator is to tests automatically the development of the system expanded the new path, the technical and quick development in electronics in modern age is again for increase the accuracy that electrical engineering experiment is with the speed, proceed dynamic

14、characteristic test and adoption the new test method provided the possibility, further pushing electrical engineering test technical development. Develop at this kind of background next, we proceeded the intelligence turns the electrical engineering the automatic test and control the study of the sy

15、stem. The exchanges electrical engineering experiments the auto collects is the design, calculator that the design, intelligence gauge that the design to pass to experiment power supply system, electrical engineering pattern experiments the set to collect to show the system collect design and elect

16、rical engineerings that handles primarily with design that control the system the system experiment the report the auto the born waiting five big parts begin, realizing to various datas that electrical engineering experiment, namely direct current electric resistance, insulate the electric resistanc

17、e, electric current, electric voltage, power and turn soon, temperature, vibration, noises etc. practices the auto adopts the kind, all data after calculator handles analysis, auto born experiment the report. Keywords: Three dissimilitudes and electrical engineering; Intelligence gauge; Compute

18、r; Test 第1章 緒 論 1.1 概述 隨著電機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷提高，電機(jī)試驗(yàn)計(jì)算機(jī)采集處理系統(tǒng)作為電機(jī)測(cè)試領(lǐng)域的一個(gè)重要組成部分，也得到了迅速的發(fā)展。它已經(jīng)從傳統(tǒng)的人工手動(dòng)和人工讀數(shù)方式發(fā)展為完全以計(jì)算機(jī)為中心，采用數(shù)據(jù)采集與傳感器相結(jié)合的集中管理和分散控制的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，能最大限度的完成測(cè)試工作的全過(guò)程。它既能實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的檢測(cè)，也能對(duì)所獲得的信號(hào)進(jìn)行分析處理而獲得有效的信息。 1.2 課題設(shè)計(jì)的研究意義及其研究?jī)?nèi)容 電機(jī)測(cè)試技術(shù)對(duì)電機(jī)工業(yè)的發(fā)展起著舉足輕重的作用。近代電子技術(shù)的迅速發(fā)展。計(jì)算機(jī)在測(cè)試系統(tǒng)中已作

19、為測(cè)試設(shè)備的一部分，大大提高了電機(jī)試驗(yàn)的精度與速度，減少測(cè)量結(jié)果的誤差，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量起到了監(jiān)督和保證作用，開(kāi)辟了電機(jī)發(fā)展的又一新紀(jì)元。 然而，我國(guó)在微型計(jì)算機(jī)控制方面設(shè)備比較落后，尤其是測(cè)試設(shè)備的落后成為我們主攻的方向。目前，很多大型企業(yè)和高校對(duì)其進(jìn)行了一系列卓有成效的改造，測(cè)量精度越來(lái)越高，操作起來(lái)更加便利。在工業(yè)快速發(fā)展的今天，電機(jī)作為主要?jiǎng)恿Γa(chǎn)量不斷提高，那么對(duì)其各方面性能的測(cè)試（電機(jī)測(cè)試）方法和技術(shù)的改進(jìn)問(wèn)題也就突出的擺在人們面前。交流電機(jī)試驗(yàn)計(jì)算機(jī)采集處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)正是根據(jù)電機(jī)測(cè)試技術(shù)發(fā)展的需要，結(jié)合電器控制、電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)通訊等多種知識(shí)完成的。 交流電機(jī)試驗(yàn)自動(dòng)采

20、集與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是通過(guò)對(duì)試驗(yàn)電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、電機(jī)型式試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)、智能儀表采集顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)采集處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及電機(jī)試驗(yàn)報(bào)告自動(dòng)生成等五大部分著手，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)試驗(yàn)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，即直流電阻、絕緣電阻、電流、電壓、功率、轉(zhuǎn)速、溫度、振動(dòng)、噪聲等實(shí)行自動(dòng)采樣，所有數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算機(jī)處理分析后，自動(dòng)生成試驗(yàn)報(bào)告。并可輸出打印、存檔、隨時(shí)調(diào)閱。 1.3 研究發(fā)展概況 國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家早已在20世紀(jì)80年代末就推出了跨世紀(jì)的總線(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)及產(chǎn)品，它采用開(kāi)放的總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，使用戶(hù)在最短的時(shí)間內(nèi)利用總線(xiàn)式儀器和軟件，靈活組建自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，其系統(tǒng)的測(cè)試速度和測(cè)量準(zhǔn)確性非常高，大大節(jié)約了測(cè)試時(shí)間并降低

21、了測(cè)試費(fèi)用。與國(guó)外相比，我國(guó)自動(dòng)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展緩慢，測(cè)試手段落后。為使我國(guó)的現(xiàn)代自動(dòng)測(cè)試技術(shù)和產(chǎn)品能跟上國(guó)際先進(jìn)水平，與發(fā)達(dá)國(guó)家的測(cè)試手段相接軌，“九五”期間原國(guó)家機(jī)械工業(yè)局承擔(dān)了97—772自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)及設(shè)備技術(shù)研究科技攻關(guān)項(xiàng)目。 該項(xiàng)目的完成提高了我國(guó)機(jī)電行業(yè)自動(dòng)測(cè)試技術(shù)的水平，為我國(guó)機(jī)電產(chǎn)品的性能和質(zhì)量上臺(tái)階提供了保障?！熬盼濉逼陂g對(duì)中小型電機(jī)的派生系列、專(zhuān)用系列產(chǎn)品進(jìn)行了更新，將自動(dòng)測(cè)試技術(shù)及電子計(jì)算機(jī)應(yīng)用于電機(jī)測(cè)試中大大提高了電機(jī)試驗(yàn)的精度和速度，使產(chǎn)品水平達(dá)國(guó)際水平。 1.4 目前此研究領(lǐng)域存在問(wèn)題 傳統(tǒng)的系統(tǒng)采用人工手動(dòng)調(diào)節(jié)的模擬量控制，諸如繼電器、接觸器、定時(shí)器

22、、計(jì)數(shù)器等。其存在的主要問(wèn)題是：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制過(guò)程煩瑣、控制精度低、成本費(fèi)用高，設(shè)計(jì)與維護(hù)困難。整個(gè)過(guò)程中的人工操作頻繁，容易造成操作誤差，不適合現(xiàn)代化的集中管理。人工讀數(shù)、人工處理試驗(yàn)報(bào)告，電機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)的重復(fù)性差。隨著電機(jī)技術(shù)的不斷成熟和電機(jī)性能的不斷提高，傳統(tǒng)的測(cè)試技術(shù)越來(lái)越不適應(yīng)現(xiàn)代化的要求，自動(dòng)測(cè)試技術(shù)取代傳統(tǒng)的測(cè)試技術(shù)勢(shì)在必行。 1.5 設(shè)計(jì)要求和試驗(yàn)項(xiàng)目 1.5.1設(shè)計(jì)要求 （1）轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀體積小，慣性輕，噪聲小，壽命長(zhǎng)。 （2）各種儀器的測(cè)試精度高，數(shù)字顯示轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、功率、功率因素、電流、電壓，電流、電壓、功率、轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速的測(cè)量要準(zhǔn)確。 （3）測(cè)試系統(tǒng)能

23、完成1KW－315KW的各類(lèi)型電機(jī)的直流電阻、絕緣電阻、空載試驗(yàn)、堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)、負(fù)載試驗(yàn)、溫升試驗(yàn)和最大最小轉(zhuǎn)矩的測(cè)定，并能進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試，存貯數(shù)據(jù)，繪制曲線(xiàn)圖，打印報(bào)表。 （4）轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x采用單線(xiàn)控制，具有抗干擾特點(diǎn)，使系統(tǒng)可靠，運(yùn)行穩(wěn)定。 （5）系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)采用開(kāi)放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以利于系統(tǒng)的擴(kuò)展，方便系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)，從而適應(yīng)各種特殊試驗(yàn)要求。 1.5.2試驗(yàn)項(xiàng)目： (1) 絕緣電阻試驗(yàn)。測(cè)量電機(jī)的絕緣電阻、以及此時(shí)的環(huán)境的溫度。 (2) 空載試驗(yàn)。檢測(cè)空載電流I 0、空載電壓U0、空載輸入功率P0，自動(dòng)繪制空載特性曲線(xiàn)，并分離出鐵耗Pfe、機(jī)械耗Pfw（雜耗）。 (3

24、) 堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)。檢測(cè)堵轉(zhuǎn)電流I k、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩Tk、電壓Uk，并自動(dòng)繪制堵轉(zhuǎn)特性曲線(xiàn),開(kāi)路電壓試驗(yàn)。測(cè)量繞線(xiàn)電機(jī)的開(kāi)路電壓。 (4) 開(kāi)路電壓試驗(yàn)。測(cè)量繞線(xiàn)電機(jī)的開(kāi)路電壓。 (5) 溫升試驗(yàn)。檢測(cè)電流I 1、電壓U1、輸入功率P1、工頻f、扭矩T、轉(zhuǎn)速n、效率、功率 cosφ、轉(zhuǎn)差率S、輸入功率P2，利用帶電測(cè)溫儀帶電測(cè)量電機(jī)各部分的溫度。 （6）負(fù)載試驗(yàn)。檢測(cè)電流I 1、電壓U1、輸入功率P1、工頻f、扭矩T、轉(zhuǎn)速 n、效率 η、功率 cos φ、轉(zhuǎn)差率 S、輸入功率P2，自動(dòng)繪制工作特性曲線(xiàn)。 其它試驗(yàn)項(xiàng)目，如過(guò)電壓試驗(yàn)、過(guò)電流試驗(yàn)、超速試驗(yàn)、正反轉(zhuǎn)試驗(yàn)等根據(jù)用戶(hù)的需要另行確定。

25、 第2章 系統(tǒng)的測(cè)量原理 2.1 系統(tǒng)各物理量的測(cè)量原理和方法 電機(jī)試驗(yàn)無(wú)論是型式試驗(yàn)還是出廠(chǎng)試驗(yàn)都要對(duì)被測(cè)電機(jī)的電壓、電流、功率。電網(wǎng)頻率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)以及溫度等一些物理量進(jìn)行測(cè)試。在這些物理量中又有電量和非電量之分，對(duì)于交流電機(jī)而言，電量的測(cè)量主要包括交流電壓、交流電流及其有效值、平均功率、功率因數(shù)及效率、繞組冷態(tài)直流電阻的測(cè)量等，非電量的測(cè)量主要包括轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、溫升的測(cè)量 電機(jī)的測(cè)試包括電機(jī)的電壓、電流、功率、頻率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)及溫度等量的采樣，本系統(tǒng)采用

26、的都是智能儀器儀表對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣然后再用RS-485通信協(xié)議來(lái)通信從而測(cè)量系統(tǒng)的各電量參數(shù)。 系統(tǒng)的電量和非電量的采集由電參數(shù)測(cè)試儀、電阻測(cè)試儀和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)試儀、溫度測(cè)量?jī)x等來(lái)完成。這些測(cè)試儀它們可以單獨(dú)測(cè)量電機(jī)某些參量，又可根據(jù)靈活、方便的通訊協(xié)議，把采集得到的數(shù)據(jù)送到計(jì)算機(jī)[1]。 2.1.1 電壓電流的測(cè)量 在本系統(tǒng)中，用GAAZ-062、GAVZ-062采集電壓電流，再經(jīng)過(guò)RS485/RS232通信接口傳到計(jì)算機(jī)和顯示器顯示。 2.1.2 有功功率和無(wú)功功率的測(cè)量 交流電路的有功功率定義為電壓和電流瞬時(shí)值的乘積，即P（t）=u（t）i（t），對(duì)其進(jìn)行離散化處理

27、，對(duì)于第m個(gè)采樣點(diǎn)（t=mt）時(shí)的瞬時(shí)功率為[1]： P（mt）=u（mt）i（mt） （2.1） 由式可知，計(jì)算瞬時(shí)功率，要求采用同一時(shí)刻的電壓和電流值相乘，在本系統(tǒng)中 是首先利用電流互感器把線(xiàn)路電流變?yōu)?A以?xún)?nèi)的信號(hào)再利用三相三線(xiàn)有功無(wú)功功率變送器（GAP／Q3-062）測(cè)得系統(tǒng)中的有功功率和無(wú)功功率。 2.1.3 功率因數(shù)和頻率的測(cè)量 正弦波電壓和電流供電時(shí)，交流電路的平均功率為[2]： P=UI COSφ

28、 （2.2） 其中U和I 分別為電壓和電流的有效值，而φ為電壓和電流之間的相位移。在智能化電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)中，功率因數(shù)的測(cè)量由功率因數(shù)變送器（GACOS-062）來(lái)完成。 電網(wǎng)頻率的測(cè)量頻率變送器（GAF-061）來(lái)完成。 2.1.4 轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的測(cè)量 測(cè)量轉(zhuǎn)速的方法很多，主要分為數(shù)字式測(cè)速和模擬式測(cè)速兩類(lèi)，數(shù)字式測(cè)速是通過(guò)某種方法讀出一定時(shí)間內(nèi)的總轉(zhuǎn)速或一定轉(zhuǎn)速所經(jīng)歷的時(shí)間來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)速，而模擬方法是測(cè)出有瞬時(shí)值轉(zhuǎn)速引起的某種物理量的（如離心力等）的變化來(lái)表示轉(zhuǎn)速的大小。 2.1.5 溫度的測(cè)量 電機(jī)各部分溫

29、度如機(jī)殼溫度、鐵心溫度、軸承溫度和繞組溫度等，特別是繞組溫度不僅表示電機(jī)的發(fā)熱狀態(tài)，而且與電機(jī)的壽命有密切的關(guān)系，一般認(rèn)為，繞組溫度每增加 8～10℃，繞組壽命將縮短一半。電機(jī)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定要進(jìn)行溫升試驗(yàn)，其目的就是在于熱穩(wěn)定狀態(tài)下測(cè)定電機(jī)各部分的溫度。 為保證電機(jī)的正常運(yùn)行，那么電機(jī)各部件的穩(wěn)定溫升不得超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的允許值。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)電機(jī)的鐵心，軸承，潤(rùn)滑油，冷卻介質(zhì)等規(guī)定了溫度的極限值，對(duì)電機(jī)的繞組也規(guī)定了溫升的極限值。繞組的溫升除了與各種絕緣結(jié)構(gòu)的極限使用溫度有關(guān)以外，還與環(huán)境溫度，熱點(diǎn)溫度有關(guān)。 電機(jī)溫升的測(cè)量方法根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定有四種：溫度計(jì)法、電阻法、埋置檢溫計(jì)法和迭加法（

30、雙橋?qū)﹄姕y(cè)溫法），紅外線(xiàn)測(cè)溫儀溫度指示器等等。在我們研制的電機(jī)測(cè)試控系統(tǒng)中，溫度的測(cè)量由Pt100溫度傳感器測(cè)得電阻的變化值再利用多路智能巡檢遠(yuǎn)傳控制儀（WIDEPLUS-F08-8-04-08-H）顯示和傳給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。 2.2 測(cè)量誤差的原理 一切實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果都具有誤差，或者說(shuō)，誤差自始至終存在于一切科學(xué)實(shí)驗(yàn)及檢測(cè)的過(guò)程中。 2.2.1 誤差的分類(lèi)及定義 2.2.1.1 按誤差的實(shí)際含義分類(lèi) 按誤差的實(shí)際含義，可分為絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差和引用誤差三種。 (1) 絕對(duì)誤差 某量的給出值與它的真值之差，稱(chēng)為絕對(duì)誤差，簡(jiǎn)稱(chēng)真誤差。 用Δx、x 和x 0分別代

31、表絕對(duì)真誤差、給出值和真值，則可用下式表示它們之間的關(guān)系[3]。 Δx =x -x 0 （2.3） 給出值x 包括測(cè)量值、標(biāo)稱(chēng)值、近似值等。 真值Δx 是指在規(guī)定的時(shí)間空間內(nèi)被測(cè)定值的真實(shí)大小，它一般是未知的，此時(shí)真誤差也是未知的；有的真值是可知的，還有的從相對(duì)意義上來(lái)說(shuō)是可知的。 可知的真值有如下幾種： ① 理論真值。 ② 計(jì)量學(xué)約定真值。 ③ 標(biāo)準(zhǔn)器相對(duì)真值。高一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)器的誤差與低一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)器或者普通儀器的誤差相比

32、，比值為 1/5（或1/3~1/20）時(shí)，則可以認(rèn)為前者是后者的相對(duì)真值。 對(duì)于真值可知的測(cè)量值，我們可以對(duì)其進(jìn)行修正。修正值即是絕對(duì)真誤差，但與真誤差符號(hào)相反，即[5] （2.4） （2.5） （2）相對(duì)真誤差 絕對(duì)真誤差與真值之比的百分?jǐn)?shù)被稱(chēng)為相對(duì)真誤差，用表示，其式為 （2.6） 相對(duì)誤差

33、通常用于衡量測(cè)量（或量具及測(cè)量?jī)x表）的準(zhǔn)確度。相對(duì)誤差越小，準(zhǔn)確度越高。 （3）引用誤差 引用誤差是一種簡(jiǎn)化的和實(shí)用方便的相對(duì)誤差。它常在多檔和連續(xù)刻度的儀器儀表中應(yīng)用。為了計(jì)算和劃分準(zhǔn)確度等級(jí)的方便，通常取該儀器儀表量程中的測(cè)量上限（滿(mǎn)刻度）作為固定的真值，由此得出引用誤差的定義為：引用誤差是儀器儀表的絕對(duì)真誤差與該儀器儀表量程最大值（ 滿(mǎn)量程）之比的百分?jǐn)?shù)，用式子表示為[9] （2.7） 2.2.1.2 按誤差的來(lái)源分類(lèi) 按誤差的來(lái)源分類(lèi)，可分為裝置誤差、方法誤差、人

34、員誤差和環(huán)境誤差四類(lèi)。 （1）裝置誤差 ① 標(biāo)準(zhǔn)器誤差。標(biāo)準(zhǔn)器是提供標(biāo)準(zhǔn)量的器具，如恒流源，標(biāo)準(zhǔn)電阻等，它們本身的標(biāo)稱(chēng)值都會(huì)有誤差。 ② 儀表誤差。也稱(chēng)工具誤差或簡(jiǎn)稱(chēng)儀差。 ③ 裝備、附件誤差。這里是指電源的波形、三相電源的不對(duì)稱(chēng)度和正弦交流電的波形畸變等，以及各測(cè)量附件如轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、觸點(diǎn)、接線(xiàn)等所帶來(lái)的誤差。 （2）方法誤差 方法誤差也稱(chēng)理論誤差。它是由于測(cè)量方法本身的理論根據(jù)不完善或采用了近似公式所造成的誤差。 （3）人員誤差 人員誤差是由于測(cè)量人員的感覺(jué)器官和運(yùn)動(dòng)器官所造成的誤差。如讀表人員與儀表指針的相對(duì)位置不正確造成的讀數(shù)誤差等。 （4）環(huán)境誤差 由于環(huán)境（如溫度、

35、濕度、氣壓、電磁場(chǎng)等）的變化使測(cè)量值偏離規(guī)定值而產(chǎn)生的誤差叫做環(huán)境誤差。 2.2.2 提高精度和削弱系統(tǒng)誤差的基本方法 2.2.2.1 精度的含義 精度一詞本身是一個(gè)泛指測(cè)量指準(zhǔn)確度的廣義名詞，它可以分為三個(gè)比較具體的概念。 準(zhǔn)確度。反映系差大小的程度。 精密度。反映隨差大小的程度。 精確度。反映系差和隨差合成大小的程度。 2.2.2.2 削弱系統(tǒng)誤差的基本方法 消除或削弱系統(tǒng)誤差主要方法是針對(duì)不同的誤差源進(jìn)行有針對(duì)性的事前處理和防范。 （1）儀器儀表誤差和裝置誤差的削弱 堅(jiān)持對(duì)所用儀器儀表和有關(guān)裝置進(jìn)行周期鑒定，檢查其精度是否符合要求，給出誤差修正值或

36、修正公式，有些還要給出修正圖表或曲線(xiàn)，以便使用時(shí)對(duì)測(cè)量結(jié)果加以修正。 在每次使用前，應(yīng)對(duì)儀器儀表的接線(xiàn)，指針的位置（不通電應(yīng)指零位的儀器儀表），使用環(huán)境條件等進(jìn)行一次嚴(yán)格地檢查，不符合要求的，應(yīng)進(jìn)行更正后再投入使用。 （2）人員誤差的削弱 人員誤差的大小主要決定于人員的技術(shù)素質(zhì)和責(zé)任心。其次是試驗(yàn)過(guò)程中的人員組織調(diào)配和相互配合問(wèn)題。在平時(shí)注意上述方面的培養(yǎng)，工作時(shí)就能最大限度地削弱由此帶來(lái)的誤差。 （3）方法誤差或理論誤差的消除 由于測(cè)量方法所造成的誤差，有的有一定規(guī)律和修正方法，如用電流電壓法求取繞組的冷態(tài)電阻時(shí)，電壓表或電流表在測(cè)量中造成的誤差句可以按有關(guān)公式進(jìn)行修正。這些方法誤

37、差或理論誤差應(yīng)通過(guò)修正等方法消除，但是有些方法或理論誤差就較難消除，如用反轉(zhuǎn)法測(cè)取三相異步電動(dòng)機(jī)的雜散損耗問(wèn)題。 （4）采用特殊的測(cè)量方法消除或削弱誤差 ① 零點(diǎn)法。在測(cè)量時(shí)，使被測(cè)之量的作用效應(yīng)與已知量的作用效應(yīng)相互抵消或平衡，總的效應(yīng)為零，于是被測(cè)量即等于已知量。這種已知量一般稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)器，它可以按需要做成較高的精度。 ② 微差法。微差法是一種不徹底的零示法。它的基本方法是用適當(dāng)?shù)氖侄螠y(cè)量出被測(cè)量x與一個(gè)數(shù)值相近的標(biāo)準(zhǔn)量N之間的差值（N-x），即可得到x=N-（N-x）。 微差法的優(yōu)點(diǎn)是：即使差值的測(cè)量精度不算高，因?yàn)椴钪岛蜆?biāo)準(zhǔn)量相比很小，而標(biāo)準(zhǔn)量的精度較高，所以最后的結(jié)果精度也會(huì)較

38、高。另外，與零示法比較，它的優(yōu)點(diǎn)還在于不一定要用可調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)器，還可能在指示儀器上直接以最終測(cè)量結(jié)果來(lái)標(biāo)度，從而成為一種較高精度的直接法儀器，簡(jiǎn)化了測(cè)量的手續(xù)等。 2.2.3 測(cè)量結(jié)果的誤差計(jì)算 測(cè)量分直接測(cè)量和間接測(cè)量?jī)煞N。在電機(jī)試驗(yàn)中，用溫度計(jì)直接測(cè)量溫度，用電壓表直接測(cè)量電壓等都屬于直接測(cè)量；由幾種儀器儀表組合后測(cè)得的最終讀數(shù)或由幾個(gè)讀數(shù)再經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算才能得到所要的結(jié)果的測(cè)量為間接測(cè)量，如通過(guò)電流互感器傳遞后測(cè)量的交流電流，用損耗分析法求得的電機(jī)輸出功率和效率等。 直接測(cè)量的誤差比較明確，而間接測(cè)量的誤差則需通過(guò)一定方法的計(jì)算才能得到。 設(shè)間接測(cè)量值y由幾個(gè)直接測(cè)量值xi（

39、i=1~n）所決定，它們之間的函數(shù)關(guān)系為[6] （2.8） 設(shè)各直接測(cè)量值xi的誤差為，則間接測(cè)量值y的誤差用下式求得[6] （2.9） 設(shè)y的相對(duì)誤差為 ，則[6] （2.10） 第3章 電機(jī)測(cè)試方法 3.1 絕緣電阻的測(cè)定 3.1.1 試驗(yàn)?zāi)康募坝绊懸蛩? 絕緣電阻測(cè)定是一個(gè)頗為重要的非破壞性試驗(yàn)。測(cè)定電機(jī)繞組的絕緣電阻可以反映電機(jī)電阻絕緣處理質(zhì)量，以及絕緣受潮

40、和表面污染情況。絕緣電阻降低到一定值會(huì)影響電機(jī)的耐電壓試驗(yàn)，也會(huì)影響電機(jī)起動(dòng)和正常運(yùn)行，甚至?xí)＜笆褂谜叩娜松戆踩p壞電機(jī)。因此，在各種電機(jī)的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)中，第一項(xiàng)試驗(yàn)便是測(cè)定電機(jī)繞組各相之問(wèn)及其對(duì)機(jī)殼的絕緣電阻。 影響電機(jī)絕緣電阻測(cè)試值的因素有：溫度、濕度、測(cè)試電壓值及作用時(shí)間。繞組殘存電荷和絕緣表面狀況等。電機(jī)繞阻絕緣電阻與繞組實(shí)際溫度有關(guān)。絕緣電阻隨繞組溫度上升而呈指數(shù)關(guān)系下降：R1=R2-(t1-t2)式中R1為溫度t1時(shí)的絕緣電阻，t1為環(huán)境溫度；R2為溫度t2時(shí)的絕緣電阻。 3.1.2 測(cè)試儀器的選擇 在本試驗(yàn)系統(tǒng)中用到的是電阻儀。三相電阻測(cè)試儀是由杭州威博儀器公司

41、生產(chǎn)的專(zhuān)用帶電測(cè)試電阻的儀器，其測(cè)試結(jié)果比較準(zhǔn)確，測(cè)試數(shù)據(jù)直接由擴(kuò)展的串行通信接口傳送給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。 3.1.3 測(cè)量的方法 （1）測(cè)試時(shí)電機(jī)的狀態(tài) 測(cè)量電機(jī)繞組的絕緣電阻時(shí)，應(yīng)分別在實(shí)際狀態(tài)下和熱狀態(tài)下進(jìn)行。檢查試驗(yàn)時(shí)，可只在實(shí)際狀態(tài)下進(jìn)行。 （2）測(cè)試方法 對(duì)電機(jī)的交流異步電機(jī)的定子繞組和繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子繞組；交流同步電機(jī)的定子繞組、勵(lì)磁繞組及某些自勵(lì)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)中的電抗器、電流互感器等繞組，如果它們的兩個(gè)線(xiàn)端都已引出到電機(jī)殼之外，則應(yīng)分別測(cè)量每個(gè)繞組（包括三相交流電機(jī)的定子三相繞組）對(duì)機(jī)殼的絕緣電阻和各繞組相互間的絕緣電阻。試驗(yàn)時(shí)，不參與試驗(yàn)是繞組應(yīng)與機(jī)殼可靠連接。

42、對(duì)在電機(jī)內(nèi)部已做連接的繞組（如三相繞組已接成Y形或△形），則可只測(cè)它們對(duì)機(jī)殼的絕緣電阻。 3.1.4 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電機(jī)組在工作溫度時(shí)絕緣電阻應(yīng)符合下式[1]： （3.1） 式中 R——電機(jī)繞組的絕緣電阻（MΩ） U——電機(jī)繞組的額定電壓（V）； P——電機(jī)額定功率（KW）。 3.2 繞組冷態(tài)電阻的測(cè)定 3.2.1試驗(yàn)?zāi)康? （1）用來(lái)檢查該繞組所用材料的電阻率、匝數(shù)、幾何尺寸等是否符合設(shè)計(jì)要求。

43、在電機(jī)型式試驗(yàn)中分析電機(jī)效率時(shí)，用此電阻值來(lái)計(jì)算繞組的銅耗。 （2）在電機(jī)進(jìn)行溫升試驗(yàn)時(shí)，以此電阻值作為繞阻的冷態(tài)電阻。溫升試驗(yàn)完成后再測(cè)量繞組的熱態(tài)電阻，利用兩者差值來(lái)確定繞組的平均溫度。在檢查試驗(yàn)時(shí)，在同一批設(shè)計(jì)的電機(jī)中，根據(jù)電阻值來(lái)判斷繞組內(nèi)部三相連接是否正常，相間是否有顯著差別。 3.2.2 測(cè)量?jī)x器 本系統(tǒng)主要用電流電壓表或數(shù)字電橋來(lái)測(cè)量繞組電阻。 3.2.3 測(cè)量方法 測(cè)量繞組的冷態(tài)電阻有三種常用的方法：電橋法、電流電壓法和數(shù)字電橋測(cè)量法。 電流電壓法按電流表或電壓表所接的位置不同而有兩種不同的接線(xiàn)，如圖3.1（a）為電壓表后接法，它適用于所用電壓表的內(nèi)

44、阻遠(yuǎn)大于被測(cè)電阻的場(chǎng)合，有的標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定兩者的比值大于或等于200時(shí)采用此法。圖3.1（b）為電壓表前接法，它適用于所用電流表的內(nèi)阻遠(yuǎn)小于被測(cè)電阻（如兩者比值小于1/200）的場(chǎng)合。 RX RX A A A U A U V V 圖3.1 電流電壓法測(cè)量冷態(tài)電阻接線(xiàn)圖（a）（b） 在精確測(cè)量時(shí)，無(wú)論采用上述哪一種接法，都應(yīng)對(duì)測(cè)量值進(jìn)行儀表誤差修正。 （1）電壓表前接法儀表修正方法 電壓表前接法的測(cè)量線(xiàn)路中，電流表指示的電流值就是流過(guò)被測(cè)電阻的電流，而電壓表指示的電壓除被測(cè)電阻兩端的電壓降外，還包含著電流表兩端

45、的電壓降。設(shè)電壓表及電流表指示值分別為U和I，電流表內(nèi)阻為rA，則被測(cè)電阻的實(shí)際值RX為[1] （3.2） （2）電壓表后接法儀表誤差修正方法 對(duì)于電壓表后接法，電流表指示值中含有被測(cè)電阻和電壓表兩個(gè)支路的電流，設(shè)電壓表內(nèi)阻為RV，其他同上式規(guī)定，則[1] （3.3） （3）電流電壓法適用場(chǎng)合及注意事項(xiàng) 由于受儀表精度的影響，電流電壓法的精度不如電橋法高。但是它在通電的工作狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)量，所以在某些電機(jī)的溫升試驗(yàn)中可

46、以較準(zhǔn)確地反映出實(shí)際工作狀態(tài)下的電阻值。 單獨(dú)用于測(cè)量繞組的冷態(tài)電阻時(shí)，通入電流不應(yīng)大于繞組額定工作電流的10%，通電時(shí)間應(yīng)不超過(guò)1min。 3.3 空載試驗(yàn) 3.3.1 試驗(yàn)?zāi)康? 三相異步電機(jī)的空載試驗(yàn)是給定子加額定頻率的額定電壓，空載運(yùn)行的試驗(yàn)。空載試驗(yàn)的目的是； （1）求額定頻率下的空載電流，空載損耗與外施電壓的關(guān)系，即電機(jī)的空載特性。 （2）求額定頻率和額定電壓下的空載電流和空載損耗。確定鐵耗和機(jī)械耗。 （3）檢查氣隙，繞組參數(shù)和鐵心質(zhì)量是否正常，裝配是否正常。 （4）檢查三相空載電流的平衡度。 （5）驗(yàn)證新產(chǎn)品磁路設(shè)計(jì)的合理性。 3.3.2 試驗(yàn)儀

47、器的選用 空載試驗(yàn)時(shí)對(duì)儀表的選用和測(cè)量有以下要求： （l）根據(jù)電流表和功率表電流量程的大小，接空載試驗(yàn)中所選最高電壓下空載電流的大小來(lái)確定是否用電流互感器。 （2）由于空載時(shí)電動(dòng)機(jī)的功率較低，為了保證測(cè)量精度，最好用低功率因素功率表測(cè)量功率，功率表的規(guī)格應(yīng)一致。 （3）對(duì)于電機(jī)用戶(hù)，試驗(yàn)時(shí)若無(wú)低功率因素表，可采用普通的功率表。 （4）功率表的讀數(shù)應(yīng)同時(shí)讀取。由于異步電動(dòng)機(jī)的空載功率因數(shù)通常小于0.25，故采用兩功率表測(cè)量H相功率時(shí)，其中一個(gè)功率表的讀數(shù)應(yīng)取負(fù)值。 （5）在起動(dòng)期間，電流表和功率表的電流線(xiàn)圈應(yīng)短路，在讀數(shù)時(shí)才接入電流線(xiàn)圈。 根據(jù)上述原則，我們采用的是香港上潤(rùn)精密

48、儀器有限公司生產(chǎn)的三相三線(xiàn)有功無(wú)功功率變送器（GAP／Q3-062）來(lái)作為本測(cè)試系統(tǒng)中的單相交流有功／無(wú)功功率的測(cè)量。 3.3.3 試驗(yàn)步驟 被測(cè)電機(jī)起動(dòng)之后，均應(yīng)空轉(zhuǎn)一段時(shí)間，使它的磨擦損耗達(dá)到穩(wěn)定。空載試驗(yàn)的流程如下： （1）在主操作平臺(tái)界面上選擇空載試驗(yàn)，進(jìn)入空載試驗(yàn)操作平臺(tái)，如圖3.2所示。 圖3.2 空載試驗(yàn)操作平臺(tái) （2）開(kāi)始試驗(yàn)，在額定頻率下試驗(yàn)時(shí)，施于定子繞組上的電壓應(yīng)從110－130％額定電壓開(kāi)始，逐步降低到可能達(dá)到的最低電壓值，即電流開(kāi)始回升為止。對(duì)于基本系列的電動(dòng)機(jī)，建議在 1.2、1.1、1.0、

49、0.95、0.85、0.7、0.5、0.4、0.3和0.2倍額定電壓下進(jìn)行試驗(yàn)，在空載試驗(yàn)的操作平臺(tái)上點(diǎn)擊采集第幾次試驗(yàn)數(shù)據(jù)，就讀取系統(tǒng)中三相線(xiàn)電壓，三相線(xiàn)電流，輸入有功功率（在測(cè)試時(shí)，每次所測(cè)量的三相電壓、電流、功率因數(shù)以及頻率的值都會(huì)在空載試驗(yàn)的操作平臺(tái)上顯示）。 （3）試驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)立即將電機(jī)停下，并測(cè)量定子繞組的電阻，并記錄測(cè)量電阻所用的時(shí)間，在此，電阻的測(cè)量是通過(guò)三相電阻測(cè)試儀未測(cè)量的，和前面所述的測(cè)量絕緣電阻的儀器相同。對(duì)空載電流大于70％額定電流的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)分別在額定電壓點(diǎn)讀數(shù)后和試驗(yàn)結(jié)束后測(cè)量定子繞組的電阻。試驗(yàn)完畢，計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)庫(kù)。 （4）輸出結(jié)果，可以打印

50、單個(gè)的空載試驗(yàn)報(bào)表，也可以選擇進(jìn)行下一步的試驗(yàn)。 3.3.4 分析計(jì)算 空載試驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)在試驗(yàn)完畢后會(huì)自動(dòng)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，并會(huì)提示你是否實(shí)時(shí)打印空載試驗(yàn)的單個(gè)報(bào)表。報(bào)表中的數(shù)據(jù)，既有所測(cè)得的原始數(shù)據(jù)，也有分析計(jì)算所得到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，所有的計(jì)算都是通過(guò)編寫(xiě)的計(jì)算軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。 （1）求電壓平均值 取三相線(xiàn)電壓測(cè)量值的算術(shù)平均值作為實(shí)際的空載線(xiàn)電壓U0。在此，我們用每一次所測(cè)得的三相電壓值的平均值。若讀數(shù)時(shí)的電源頻率與額定頻率有偏差[1]， 則額定頻率時(shí)的空載電壓為： U0=(f 0/f) U0

51、 （3.4） （2）求三相線(xiàn)電流平均值 取三相線(xiàn)電流測(cè)量值的算術(shù)平均值作為實(shí)際的空載電流。 （3）求空載輸入功率 輸入功率由三相功率計(jì)測(cè)得。 （4）求空載功率因數(shù)Cosφ Cosφ0一般不要求計(jì)算，若有要求，可按下式計(jì)算[2]： （3.5） 在此，功率因數(shù)由三相功率計(jì)直接測(cè)得，不需要作處理。 （5）求定子繞組銅耗Pcu10[3] Pcu10=3I 02R1

52、 （3.6） 式中I 0為空載相電流；R1為相電阻 （6）求鐵耗PFe和機(jī)械耗Pfw之 和P0 空載時(shí)若忽略轉(zhuǎn)子繞組的銅耗，則[1]： P0?= PFe+Pfw=P0-Pcw10 （3.7） 按照上式計(jì)算方法，算出各測(cè)量電壓U0所對(duì)應(yīng)的I 0, P0, Pcw10, P0? （7）繪制空載特性曲線(xiàn) 空載特性曲線(xiàn)就是空載電流I 0和輸入功率P0與外施電壓U0的關(guān)系曲線(xiàn)，

53、 PFE U0/UN , ( U0/UN)2 1.0 圖3.3空載特性曲線(xiàn)示意圖 3.3.5作空載特性曲線(xiàn)及分離鐵耗和機(jī)械耗 按照試驗(yàn)結(jié)果，作和的關(guān)系曲線(xiàn)，進(jìn)而按電壓平方分離法，分離鐵耗和機(jī)械耗。 按上述計(jì)算方法，作P0?與電壓標(biāo)么值的平方的關(guān)系曲線(xiàn)，延長(zhǎng)曲線(xiàn)的直線(xiàn)部

54、分，與縱軸交于P點(diǎn)，如圖3.3所示,P點(diǎn)的縱坐標(biāo)即為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械耗。在此需要用到插值法來(lái)求得空載時(shí)的機(jī)械耗，再以額定電壓時(shí)的總損耗減去機(jī)械耗就可以得到空載時(shí)的鐵耗，在圖3.3中，繪制的是以標(biāo)么值表示的特性曲線(xiàn)。 電壓平方分離法是基于電機(jī)的基本鐵耗和空載雜散耗與電機(jī)的端電壓平方成正比的原理，但對(duì)于磁路比較飽和的電動(dòng)機(jī)，在接近額定電壓部分，由于基波雜散耗增大，使曲線(xiàn)上翹。此外，在電壓很低的部分，由于出現(xiàn)了不可忽視的轉(zhuǎn)子繞組銅耗，曲線(xiàn)也會(huì)上翹。因此，在分離鐵耗和機(jī)械耗時(shí)，曲線(xiàn)的這兩部分不予考慮。 3.4 堵轉(zhuǎn)試驗(yàn) 堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)也是異步電動(dòng)機(jī)最基本的試驗(yàn)項(xiàng)目。試驗(yàn)時(shí)轉(zhuǎn)子被堵住不動(dòng)，通常

55、在定子繞組上施加額定頻率的三相電壓。對(duì)于繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，應(yīng)將轉(zhuǎn)子繞組在集電環(huán)上短路。 3.4.1 試驗(yàn)?zāi)康? （1）測(cè)定電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流和堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，測(cè)取堵轉(zhuǎn)特性曲線(xiàn)，即堵轉(zhuǎn)時(shí)的電流IK，轉(zhuǎn)矩TK與外施電壓UK的關(guān)系曲線(xiàn)。 （2）求額定電壓時(shí)的堵轉(zhuǎn)電流IKN和堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩TKN，從而檢查電機(jī)的起動(dòng)性能是否符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。 （3）考慮籠型轉(zhuǎn)子的鑄鋁質(zhì)量及轉(zhuǎn)子槽形尺寸設(shè)計(jì)的合理性。對(duì)于繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)?zāi)艽_切反映定轉(zhuǎn)子電抗是否正常，并能考核定轉(zhuǎn)子繞線(xiàn)焊接質(zhì)量及繞組端部的機(jī)械強(qiáng)度。 3.4.2 對(duì)試驗(yàn)電源、儀表和測(cè)量裝置的要求 （1）對(duì)試驗(yàn)電源的要求： 檢查試

56、驗(yàn)中堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)電源的輸出電流應(yīng)達(dá)到被試電機(jī)額定電流的1．4～1．7倍（100kw以下）或 1．1～1．5倍。在型式試驗(yàn)中電源的輸出電流至少應(yīng)達(dá)到被測(cè)試電機(jī)電流的2.5～4倍。通常要求調(diào)壓器的容量為被試電機(jī)額定功率的3倍以上。電源電壓應(yīng)在被試電機(jī)額定電壓的100～150％范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。為了進(jìn)行低頻堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)，要求具有1/4，1/2被試電機(jī)額定功率的電源。另外，在型式試驗(yàn)中，籠型異步電機(jī)和繞線(xiàn)式異步電機(jī)的堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)有所不同，作繞線(xiàn)式異步電機(jī)的堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)，一般只作額定點(diǎn)附近的兩三個(gè)點(diǎn)即可，而籠型異步電機(jī)可以從額定點(diǎn)開(kāi)始做7～9組數(shù)據(jù)。 （2）儀表和測(cè)量裝置的要求 異步電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)，堵轉(zhuǎn)的時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)，以

57、免電機(jī)過(guò)熱而使電機(jī)燒壞，因此要求所用的儀表的靈敏度要高，在本系統(tǒng)中，用來(lái)測(cè)量電壓、電流以及頻率的儀器和前面所述的空載試驗(yàn)相同，以上儀器符合試驗(yàn)的要求。測(cè)量轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的儀器是由長(zhǎng)沙湘儀公司所生產(chǎn)的JCZ型智能轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器。 JCZ型智能轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器是湘儀動(dòng)力測(cè)試儀器有限公司利用美國(guó)ECHELON公司的LonWorks技術(shù)，在原JC型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)制造的新一代產(chǎn)品，JCZ型智能轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器在保留原產(chǎn)品高精度、高可靠件等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，還具有自動(dòng)零點(diǎn)補(bǔ)償，自動(dòng)環(huán)境溫度修正傳感器系數(shù)等智能化特性，從而消除了原來(lái)傳感器與二次儀表互換時(shí)帶來(lái)的誤差，并在轉(zhuǎn)速很低時(shí)也能精確測(cè)量轉(zhuǎn)速，當(dāng)使用ton

58、Works網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)，通訊距離可達(dá)2公里，因此，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，其測(cè)量結(jié)果精確度較高。因此，在堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)，JCZ型智能轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器響應(yīng)速度快、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，完全能符合堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)的要求。 3.4.3 試驗(yàn)操作要點(diǎn) （1）在套裝JCZ型智能轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器時(shí)，首先應(yīng)測(cè)試電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，其轉(zhuǎn)向應(yīng)使所讀出宋的轉(zhuǎn)矩值為正值。 （2）試驗(yàn)時(shí)，施與定子繞組的電壓盡可能從接近額定電壓開(kāi)始，然后逐步降低電壓，測(cè)取5～7點(diǎn)讀數(shù)（繞線(xiàn)電機(jī)只測(cè)取額定點(diǎn)附近的兩三組數(shù)據(jù)）。每點(diǎn)應(yīng)讀取三相電壓，電流，功率，轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的讀數(shù)。 （3）堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)后，立即測(cè)量定子繞組的電阻。 （4）施加堵轉(zhuǎn)電壓的方式按盡可能縮短被

59、試電機(jī)連續(xù)通電時(shí)間的原則選擇。 （5）在測(cè)取堵轉(zhuǎn)特性時(shí)，最低電壓點(diǎn)應(yīng)接近試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)所列的數(shù)值或使堵轉(zhuǎn)電流接近額定電流。 （6）試驗(yàn)時(shí)，電源頻率應(yīng)保持穩(wěn)定。 3.4.4 控制流程 （1）在主操作平臺(tái)界面上選擇堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)，進(jìn)入堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)操作平臺(tái)，如圖3.4所示圖3.4 堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)操作平臺(tái) （2）開(kāi)始試驗(yàn)，在額定頻率下將電動(dòng)機(jī)調(diào)至1.2倍額定電壓下工作，并逐漸降低驅(qū)動(dòng)電壓至0.5倍額定電壓。為了防止電機(jī)過(guò)熱，在我們所研制的測(cè)試系統(tǒng)中，設(shè)置了自動(dòng)測(cè)試選項(xiàng)，每次電機(jī)起動(dòng)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)采集完數(shù)據(jù)，并且顯示在操作平臺(tái)中，一般的電機(jī)，運(yùn)行5～8秒便讓電機(jī)自動(dòng)停轉(zhuǎn)，計(jì)算機(jī)會(huì)提示操作步驟。 （3）試驗(yàn)完畢，計(jì)算

60、機(jī)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，系統(tǒng)提示存入數(shù)據(jù)庫(kù)。 （6）輸出結(jié)果，打印報(bào)表。（該試驗(yàn)需要畫(huà)出曲線(xiàn)） 3.4.5 數(shù)據(jù)處理及計(jì)算分析 按堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)電壓UK對(duì)應(yīng)的I K，TK作堵轉(zhuǎn)特性曲線(xiàn)I K= f（UK）和TK=f（UK），堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)特性曲線(xiàn)示意圖如圖 3.5所示。一般來(lái)說(shuō)，若堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)的最大電壓與額定電壓相差不大于10％，額定堵轉(zhuǎn)電流IKN和額定堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 TKN可直接由堵轉(zhuǎn)特性曲線(xiàn)查取，在本系統(tǒng)中，使用一元插值法得到額定時(shí)的轉(zhuǎn)矩和電流值。 IK TK IK=

61、f（UK） IKN TKN TK=f（UK） 0 UK UN 圖3．5堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)特性曲線(xiàn) 3.5 溫升試驗(yàn) 3.5.1 溫升試驗(yàn)概述 電機(jī)各部分溫度如機(jī)殼溫度、鐵心溫度、軸承溫度和繞組溫度等，特別是繞組溫度不僅表示電機(jī)的發(fā)熱狀態(tài)，而且與電機(jī)的壽命有密切的關(guān)系，一般認(rèn)為，繞組溫度每增加 8～10oC，繞組壽命將縮短一半。所以電機(jī)制造廠(chǎng)和用戶(hù)都很重視電機(jī)溫度的測(cè)量，電機(jī)

62、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定要進(jìn)行溫升試驗(yàn)，目的就是在于熱穩(wěn)定狀態(tài)下測(cè)定電機(jī)各部分的溫度。 為保證電機(jī)的正常運(yùn)行，那么電機(jī)各部件的穩(wěn)定溫升不得超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的允許值。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)電機(jī)的鐵心，軸承，潤(rùn)滑油，冷卻介質(zhì)等規(guī)定了溫度的極限值，對(duì)電機(jī)的繞組也規(guī)定了溫升的極限值。繞組的溫升除了與各種絕緣結(jié)構(gòu)的極限使用溫度有關(guān)以外，還與環(huán)境溫度，熱點(diǎn)溫度有關(guān)。 電機(jī)溫升的測(cè)量方法根據(jù)規(guī)定有四種：溫度計(jì)法、電阻法、埋置檢溫計(jì)法和迭加法（雙橋?qū)﹄姕y(cè)溫法），此外，目前國(guó)內(nèi)正在研制的有無(wú)線(xiàn)電測(cè)溫、紅外線(xiàn)測(cè)溫核溫度指示器等等。在研制的電機(jī)測(cè)試控系統(tǒng)中，溫度測(cè)量由Pt100測(cè)得溫度再傳給工控機(jī)進(jìn)行處理。 溫升試驗(yàn)的目的是測(cè)定電機(jī)

63、額定運(yùn)行時(shí)各部件的實(shí)際穩(wěn)定溫升，以檢驗(yàn)電機(jī)設(shè)計(jì)是否合格，制造工藝是否良好。 溫升試驗(yàn)方法有直接負(fù)載法、等效負(fù)載法和間接換算法，在所研制的測(cè)試系統(tǒng)中，根據(jù)廠(chǎng)方的要求，采用的是直接負(fù)載法來(lái)進(jìn)行溫升試驗(yàn)。直接負(fù)載試驗(yàn)法的溫升試驗(yàn)應(yīng)在額定功率，額定電壓，額定頻率下進(jìn)行。為了保證電機(jī)的正常運(yùn)行，必須對(duì)電機(jī)個(gè)部分的溫度進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量。首先是定，轉(zhuǎn)子繞組的溫度，不得超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的允許值。因?yàn)樗芙^緣村料的極限溫度所限制。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)電機(jī)的鐵心，軸承，澗滑油，冷卻介質(zhì)等規(guī)定了溫度的極限值，對(duì)電機(jī)的繞組也規(guī)定了溫升的極限值。繞組的溫升除了與各種絕緣結(jié)構(gòu)的極限使用溫度有關(guān)以外，還與環(huán)境溫度，熱點(diǎn)溫度有關(guān)。關(guān)

64、系如表3-1所示： 表3-1 絕緣等級(jí) 絕緣結(jié)構(gòu)極限溫度 環(huán)境溫度 熱度溫度 溫升極限 A 105 40 5 60 E 120 40 5 75 B 130 40 10 80 F 155 40 15 100 H 180 40 15 125 本系統(tǒng)的溫升試驗(yàn)主要用直接負(fù)載法，加負(fù)載的方法用電源回饋法：兩臺(tái)相同的異步電機(jī)用連軸器連接，負(fù)載電機(jī)的勵(lì)磁電路由另外的電源供電。當(dāng)負(fù)載電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到一定的值時(shí)，加入勵(lì)磁電流使負(fù)載電機(jī)成為發(fā)電機(jī)，改變勵(lì)磁電流的大小便可調(diào)節(jié)負(fù)載。此方法讀數(shù)，比較穩(wěn)定，耗電少，但設(shè)備較復(fù)雜。 采用直接負(fù)載法

65、做溫升試驗(yàn)時(shí)，被試電機(jī)應(yīng)保持額定負(fù)載，直到電機(jī)各部分溫升達(dá)到熱穩(wěn)定狀態(tài)為止。試驗(yàn)過(guò)程中，每隔半小時(shí)記錄被試電機(jī)的電壓，電流和輸入功率，以及定子鐵心，軸承，風(fēng)道進(jìn)出口處的冷卻介質(zhì)和周?chē)h(huán)境冷卻介質(zhì)的溫度。若采用帶電測(cè)溫法時(shí)，還應(yīng)每隔半小時(shí)以及試驗(yàn)結(jié)束前測(cè)量繞組的電阻。在本系統(tǒng)中我們采用Pt100溫度傳感器來(lái)測(cè)量被試電機(jī)的溫度，再通過(guò)RS485/RS232實(shí)時(shí)傳輸?shù)轿C(jī)中。 3.5.2 各種工作制電機(jī)的溫升試驗(yàn) 電機(jī)的工作制是指電機(jī)在運(yùn)行時(shí)承受負(fù)載的情況，包括起動(dòng)、電制動(dòng)、空載、斷能停載以及這些階段的持續(xù)時(shí)間和先后順序。 （1） 常用的旋轉(zhuǎn)電機(jī)分十種工作制，分別用S1～S10共十個(gè)代

66、號(hào)表示。其中S1為連續(xù)工作制；S2為短時(shí)工作制；S3～S8為各個(gè)不相同的周期工作制，在產(chǎn)品試驗(yàn)時(shí)，如果沒(méi)有特殊要求，則一個(gè)周期時(shí)間為10min，負(fù)載持續(xù)率可為15%、25%、40%或60%；S9為非周期變化工作制；S10為離散恒定負(fù)載工作制。 現(xiàn)將這十種工作制的內(nèi)容敘述如下，其中各種工作制主要適用于電動(dòng)機(jī)，S1、S2也適用于發(fā)電機(jī)。 ①連續(xù)工作制——S1工作制 指在恒定負(fù)載下的運(yùn)行時(shí)間足以達(dá)到熱穩(wěn)定的工作制。 ②短時(shí)工作制——S2工作制 指在恒定負(fù)載下按給定的加載時(shí)間（應(yīng)為10、20、60min或90min）運(yùn)行，該時(shí)間不足以使電機(jī)達(dá)到熱穩(wěn)定，隨即斷能停轉(zhuǎn)，使電機(jī)再度冷卻到實(shí)際冷態(tài)的工作制。 ③斷續(xù)周期工作制——S3工作制 指按一系列相同的周期運(yùn)行，每一個(gè)周期包括一段恒定負(fù)載運(yùn)行時(shí)間和一段斷能停轉(zhuǎn)時(shí)間的工作制。這種工作制中每一周期的起動(dòng)電流不致對(duì)溫升產(chǎn)生顯著的影響。 ④包括起動(dòng)的斷續(xù)周期工作制——S4工作制 指按一系列相同的工作周期運(yùn)行，每一周期包括一段對(duì)溫升有顯著影響的起動(dòng)時(shí)間，一段恒定負(fù)載運(yùn)行時(shí)間和一段斷能停轉(zhuǎn)時(shí)間的工作制。 ⑤包括起動(dòng)和