朋友小M是做电机检验试验工作的,他与Ms.参谈了一件事:他们单位进厂的电磁线进厂抽查检验合格,但在绕组半成品检测中发现一批电机定子电阻明显超差,进一步核定发现为电磁线质量问题——电磁线材质不符合要求,最终该批定子全部拆解,电磁线退货。应朋友之约,Ms.参整理了三相异步电机直流电阻检测的一些基本知识,与各位做一个分享。
直流电阻是电机绕组的一个重要参数。与电机绕组的设计方案、所采用电磁线的材质、环境温度等诸多因素有关。在电机的检查试验和型式试验过程中,直流电阻检测都是一个必须检测的项目;对于规范生产的电机企业,会在电机绕组铁芯浸漆前进行直流电阻检测,这样可以避免不符合要求的产品进入后续生产环节。
测定直流电阻也是电机试验的一项重要内容。通过对实测电阻值的分析,可以初步判定被试电机绕组的匝数、线径、并绕根数、接线方式及接线质量等是否达到要求,以及绕组匝间有无严重的短路故障等。绕组的直流电阻要参与电机损耗计算和温升计算,直接影响电机性能评价的效果。因此,绕组直流电阻的测定试验应选择较高精度的测试仪表,力求检测数据具有较高的准确度。
在电机试验中测量绕组的直流电阻时,一般采用直流电阻测量仪表(如电阻测试仪、直流电桥等)直接测量,有时使用电压、电流法(一般不采用)。
三相交流异步电动机和同步机的定子、三相绕线电机转子都有三相对称的绕组。在国家电机标准中,规定了对这些绕组直流电阻测量方法。测量时,都要测量被测绕组的温度,若电机处于实际冷态,可用周围环境温度来代特修正温度。在进行型式试验或其他需要精确结果的试验时,对每一相电阻或每一线电阻测量3次,然后取3次的平均值作为测量结果。
● 直接测量相电阻
当电机定子或转子三相绕组各相的头尾共6个端点都引出,或三相绕组在电机内已接成星形(Y形),但除三个相线引出外,中性线(星点)也引出时,可以分别测量各相的直流电阻。
● 测量线电阻
当电机定子成转子三相绕组在电机内部已接成星形(Y)或三角形(△),只能测量每两外线端的电阻(即线电阻),而后通过公式折算对应的相电阻。
若绕组的相电阻为R相,线电阻为R线,线电阻的计算可以按照电阻的串并联原理进行计算。
●由相阻换算线阻
当电机绕组为星接时,原理图见图1,R线=2R相。
电机绕组为角接时,原理图见图2,R线=2R相/3。
●由线阻换算相阻
可以将不同接法下由相阻计算线阻的公式进行数学换算。
当电机绕组为星接时,原理图见图1,R相=0.5R线
当电机绕组为角接时,原理图见图2,R相=1.5R线。
●不同温度下电阻值的换算
一般金属导体的直流电阻与其温度有一个固定的关系。这个关系用下式表示:
R1=R2×(K+t1)/(K+t2)………(1)
式中: R1——温度为t1℃时的直流电阻(Ω);
R2——温度为t2℃时的直流电阻(Ω);
K——常数(在0℃时,导体电阻温度系数的倒数),对铜绕组,K=235,对铝绕组,K=225。
●不同试验状态下的电阻标准
型式试验报告中,会按照电机不同的绝缘等级给出具体的电阻值,如B级绝缘电机为75℃时的电阻,而F级绝缘电机则为95℃时的电阻,H级绝缘电机则为105℃时的电阻。而在检查试验考核标准中,则习惯给出20℃时的电阻,当温度偏离时,可以按照式(1)折算。
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