手機版
化工儀器網手機版
化工儀器網小程序
官方微信
公眾號：chem17
掃碼關注視頻號
三相永磁同步電動機轉矩的測量
三相永磁同步電動機轉矩的測量是一個非常重要的物理量。使機械轉動的力矩轉動力矩，簡稱轉矩。在機械工程中，使機械元件轉動的轉矩叫驅動轉矩；阻止機械元件轉動的轉矩叫制動轉矩。電動機產生的是驅動轉矩；發電機產生的是制動轉矩。轉矩是電機zui重要的特征參數之一，也是電機試驗中必須測量的一項參數。
三相永磁同步電動機測量轉矩的方法主要有三種：傳遞法（扭轉法），平衡力法（反力法），及能量轉換法。傳遞法是根據彈性元件在傳遞轉矩時所產生的物理參數的變化而測量轉矩的方法，所謂物理參數指彈性元件的變形，應力式應變。zui常用于測量轉矩的彈性元件是扭軸。平衡力法（反力法）是指對于均速工作的動力機械或制動機械，定當的這軸受到轉矩作用時，在這的機體上必定同時作用著方向相反的平衡力矩測量機體上的平衡力矩以確定機器軸上作用轉扭大小的方法。能量轉換法是根據其他能量參數測量機械能參數及轉矩的方法。
測量三相永磁同步電動機的儀器主要有光學與光電測量儀磁單轉矩測量儀；相位轉矩測量儀；應變轉矩測量儀等。
永磁同步電機諧波的時域測量
永磁同步電機諧波測量是諧波問題的一個重要分支，它是謝步問題研究的主要依據，也是研究問題的出發點。
對諧波電流測量時供電電源的諧波電壓進行了限制性規定，對測試儀的轉度也提出了要求，以避免對諧波電流的測量結果造成影響。
隨著永磁同步電機、稀土永磁電機、計算機和微電子技術的發展，基于快速傅里葉變換的諧波測量是當今應用zui多也是zui廣的一種方法。根據其工作原理，被測的電流、電壓、信號經、信號變換單元變換為適應于A/D轉換的電壓等級信號，經抗混疊低通濾波器濾去高頻分量，經采樣保持電路后通過A/D轉換環節變換成離散的數字量。通過一個特殊對稱函數（“窗口形狀”）與采樣值相采來對時間窗口的采樣值進行加權，《電磁兼容試驗和測量技術供電系統及所連設備諧波、諧間波的測量和測量儀器導則》中建議采用“矩形窗”或“漢寧窗”并對窗口寬度進行了規定。經窗口單元處理后信號進行快速傅里葉變換（FFT），計算獲得基波和各次諧波的幅值和單位，然后根據計算相應的諧波指標，并顯示zui總結果或存放在磁盤中供將來統計使用。快速傅里葉變換的諧波測量法適用于準穩態諧波、波動諧波、快速變化的諧波。
小波分析作為調和分析的重要進層，克服了傅里葉變換的頻率*局部性，通過對含有諧波的電流信號進行正較小波分解，利用多分析的概念，降低頻移（高尺度）上的結果看作不含諧波的基波分量。基于這種算法，可以利用軟件構成諧波檢測環節，同時由于其計算速度快，故能快速跟蹤諧波的變化。以上介紹的是永磁同步電機及其他電機諧波的時域測量。
三相永磁同步電機諧波的頻域測量
三相永磁同步電機、稀土永磁電機及其他電機諧波的頻域測量的方法有多路并行分析法；基波分量與諧波分量分離測量法和外差或諧波分析儀。多路并行分析法它具有多個平行的窄帶帶通濾波器，這些濾波器的通頻帶從低到高覆蓋整個測量范圍，之后分別按幅度檢波器，同時送到波形顯示裝置顯示。由于各路同時進行濾波、檢波、顯示，故此響應速度快，適用于研究較快速的諧波分析。
基波分量與諧波分量分離測量法是采用模擬濾波器實現的，即采用帶阻濾波器將基波分量濾波，得到諧波分量了或采用帶通濾波器得出基波分量，再與被檢測量相減得到諧波分量。該檢測方法的優點是電路結構簡單、造價低、輸出阻抗低，品質因素易于控制。但也有精度不高、誤差較大等的缺點。
外差式諧波分析儀其原理是標準信號發生器產生頻率連續可變的信號，設某時的頻率為ft。中頻放大器具有帶通濾波器，其固定的選頻范圍為fo±△f,輸入信號中含有各次諧波頻率分別為fk（fk=kf1,f1為基頻，k=1、2、3……），頻率為ft和fk信號混頻后輸出頻率為ft-fk信號，只要和中頻放大器帶通濾波器相同的頻率范圍fo±△f的信號被放大，其他的頻率信號被濾除。外差式諧波分析儀頻域測量法具有較高的精度，適用于慢速信號，對快速變化的信號不適宜。此方法不能獲得各次諧波與基波的相位差。以上介紹的是三相永磁同步電機及其他電機的諧波的頻域測量法。
永磁同步電動機直流磁特性的測量
永磁同步電動機直流磁特性常用沖擊檢流計進行測量。用檢計進行測量時先將被試材料取出樣品，然后在它上面繞上線圈。測量步驟如下：
1.開關S1置右邊，用互感線圈測定沖擊檢流計的磁通，沖擊常數CQ=CqR
2.將開關S1側面右邊，先進行退磁，退磁時調節電阻R1、R2，使磁化繞組N1的電流與匝數的乘積大于被測材料的矯頑力10倍左右，然后扳動S2反復改變電流方向：與此同時，逐漸加大R1、R2使電流逐漸減小，zui后減到零，即退磁完畢。退磁之后，再靜放幾分鐘，再繼續進行以下步驟。
3.測量基本磁化曲線；先從zui大磁通密度較小值開始，或稱為zui小磁滯回線開始，即調節R1、R2使電流為zui小，利用開關S2將磁化電流方向改變若干次，目的是對被測材料進行老煉，老煉8~9次之后，即可測出B、H值。逐漸增加磁化電流、重復上述步驟，每一次記下一個B和一個H的值，一直到飽和為正，即可得出的各次B、H值，畫出基本磁化曲線。
4.測定磁滯回線；由于磁滯回線是對稱的，只要測出半邊，另半片可按對稱原則畫出測定磁滯回線其樣品的磁化電流可以分析測出B、H值。
用沖擊檢流計測量磁性能，費時多、步驟繁，為提高測量速度，可采用直流磁性測量儀自動測量，并在記錄儀上直接顯示出磁化曲線或磁滯回線。以上介紹的是永磁同步電動機直流磁特性的測量。
永磁同步電動機產生諧波的原因及危害
隨著電子電力技術和數字控制技術的發展，永磁同步電機，又稱三相永磁同步電機、稀土永磁電機及其各種電機、電子控制裝置或勵磁裝置的日益俱增，這些電源和裝置輸出含有各種不同諧波的非正弦的電壓和電流，即使供電電源為正弦波，但由于永磁同步電動機及各種電機磁路的非線性和磁極形狀、繞組分布、齒槽存在等原因，也會出現諧波電壓電流。
在理想的電力系統中，電流和電壓都是標準的正弦波。在只會含線性元件（電阻、電感及電流）的簡單電路里，如果所加電壓是正弦波，則流過的電流就是正弦波，當電流流過與所加的電弦電壓不呈線性關系的負載時，就形成非正弦電流。
由于大量非線性負載、晶閘管整流設備，變頻器等半導體交流裝置等加入電網，使供電網絡中的波形發生了畸變，不再是單一的50Hz正弦波形；還包括一系列頻率為基波整數倍的正弦波分量，這些分量稱為諧波。
這些諧波對永磁同步電機及各種電機和電網都帶來不良影響。由于諧波電流或諧波電壓在定子繞組、轉子回路及鐵心中產生附加損耗，從而降低發電、輸電及用電設備的效率。較為嚴重的是，諧波振蕩容易使汽輪發電機產生振蕩力矩，可能引起機械共振，造成汽輪機葉片扭曲及產生疲勞破壞。
諧波電壓在許多情況下能使正弦波變的較尖，不僅導致永磁同步電機等電氣設備的磁滯及渦流損耗增加，而且使絕緣材料承受的電應力增大。諧波電流還能使電機的銅耗增加，將會產生電機的局部過熱，振動和噪聲增大，溫升增加，從而加強絕緣老化，縮短電氣設備的使用壽命。
由于永磁同步電機及各種電機的負載處于經常的變動之中，極易與電網中含有大量諧波源構成串聯或并聯的諧波振蕩，產生過電壓或過電流，危及電機等負載及電力系統的安全運行，引發輸配電事故的發生。電網的諧波將使測量儀表、計量裝置產生誤差，達不到正確指示及計量。斷路器開斷諧波含量較高的電流時，斷路器的開斷能力將大大降低，造成電弦重燃，發生短路，甚至斷路器爆炸。由于諧波的存在。易使電網的各類保護及自動裝置誤動或拒動，以及在通信系統內產生聲頻干擾，嚴重時將威脅通信設備及人身安全等
永磁同步電動機磁性材料的測量
永磁同步電機、三相永磁同步電機、稀土永磁同步電機磁性材料的性能表現在它的磁化曲線和磁滯回線上。所以測量磁性能，主要通過測量磁化曲線和磁滯回線取得。
測量永磁同步電機磁滯回線時要注意兩個問題；材料的磁性能與工作條件有關。例如分別在直流和交流條件下工作，其特性就不*相同。同樣在交流條件下工作，各種頻率的交流電作用下，其動態特性也有差異，所以測量永磁同步電機磁性能要使材料工作在實際條件下，然后進行測定。例如硬磁材料一般可以只測直流靜態特性，而軟磁材料則需要測動態特性等。第二、磁性材料需要取出樣品進行測量。而測量時要求樣品全部工作在同一工作條件下，也就是說要求測試樣品內部有一個均勻的磁場，否則樣品各點的B與H值不相同，測出的只是一種平均狀態。為此，樣品做成環形閉合試樣，如果做不到這一點，可以做成條形式棒形試樣，改在磁軛空隙中通過磁軛構成閉合磁路，如為片狀樣品，如硅鋼片等；可以做成條片，然后搭接成方形環。永磁同步電機磁性材料的測量，可以分為直流磁特性的測量和交流磁特性的測量。
永磁同步電機交流磁特性的測量
永磁同步電機又稱稀土永磁電機交流磁特性測量的對象主要是各種軟磁材料，測量內容主要是在各工作磁通密度及給定工作頻率下的磁導率和損耗。
磁導率可以從磁滯回線中求得，但軟磁材料在交變磁場中反復磁化時，由于同時存在磁滯效應和渦流效應，交流磁滯回線的形狀介乎磁滯回線和橢圓之間。磁化場幅度愈小，頻率愈高，回線愈接近橢圓，而且與樣品形狀、尺寸、磁化電流波形都有關系。為了使永磁同步電機測量結果有統一的依據，要求被測材料必須按標準要求的尺寸做出測試樣品。測量時，磁通密度B必須按正弦規律變化（相應的磁化電流一定為非正弦）。并在規定的頻率條件下測出交流的磁化曲線和磁滯回線。測量損耗也一樣，由于損耗與頻率、波形、磁通密度的大小都有關系，故測量時要盡量創造和材料實際工作時相同的條件。
永磁同步電機測量交流磁特性的方法是用指示儀表。交流磁化曲線是指在不同的交變磁場Hm（峰值）作用下，測出相應的Bm。Bm-Hm的關系曲線稱為交流磁化曲線，從交流磁化曲線上求得磁導率稱為振幅磁導率。用功率表測量磁性材料在交變磁場中所消耗的功率，是測量損耗的重要方法。以硅鋼片為例，可將硅鋼片剪成片狀，疊成方圈結構，減時半數樣品沿軋制方向，半數垂直于軋制方向，分別放入方圈相對螺旋管內，四角采用對接方式。方圈四個邊放四個螺旋管，每個螺旋管都繞有一次、二次繞組，然后分別串聯。通電后功率表測得總損耗、包括試樣鐵損耗，電壓表和功率表損耗以及方圈繞組的剛損耗，近代都采用自動記錄和自動測量的儀器。為了避免在制造樣品時把材料剪切，可以在生產中連續進行，無需制作試樣。以上向網友介紹的是永磁同步電機交流磁特性測量概要
三相異步電動機的日常檢查
三相異步電動機的日常維護檢查的要點是及早的發現設備的異常狀態，及時進行處理，防止事故擴大。維護人員根據繼電器保護裝置的動作和信號可以發現異常現象，也可以依靠維護人員的經驗來判斷事故苗頭。首先可以檢查外觀，看看三相異步電動機外部螺絲是否有松動，零部件是否有損壞，電機表面是否有腐蝕現象。因為電機的應用面更廣，常工作于環境極為惡劣的場合，如潮濕、高溫、多塵、腐蝕等場合。所有這些，造成了現在的三相異步電機比過去更容易損壞，尤其是過載、短路、缺相、掃膛等故障出現頻率zui高。例行維護檢查分為日常檢查、每月或定期巡回檢查以及每年檢查。
在日常檢查中，主要檢查三相異步電動機潤滑系統、外觀、溫度、噪聲、振動以及異常現象，還要檢查通風冷卻系統、滑動摩擦狀況及各部件的緊固情況，認真做好檢查記錄。每月或定期檢查當中，主要檢查開關、配線、接地裝置等是否有松動現象，有無破損部位，如有要提出計劃和修理措施，檢查粉塵堆積情況，要及時清掃，檢查引出線和配線是否有損傷和老化問題。測試三相異步電動機繞組的絕緣電阻并記錄。
免責聲明
- 凡本網注明“來源：化工儀器網”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-化工儀器網合法擁有版權或有權使用的作品，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：化工儀器網”。違反上述聲明者，本網將追究其相關法律責任。
- 本網轉載并注明自其他來源（非化工儀器網）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時，必須保留本網注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。
- 如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發表之日起一周內與本網聯系，否則視為放棄相關權利。
采購中心