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直流电机效率测量方法简介

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  • 发布时间:2016/6/28 17:23:39
  • 作者:hb_yinhe

  《GB1311-2008直流电机试验方法》规定直流电机效率测量方法有直接法和间接法,直接法建立在输出和输入的数值比较的基础上,间接法要求将直流电机的各项损耗通过不同试验得出后通过计算得出效率。本文主要对这两种的试验方法进行详细的介绍。

直流电机效率测量直接法

  直接测量法是指直接测量直流电机的输出功率和输入功率,一般输入功率采用电工仪表测量,输出功率采用测功机、转矩测量仪测量。

  试验时,被试电机应在额定功率或额定转矩、额定电压及额定转速下运行至热稳定,读取输入或输出的电压、电流、功率、转速及转矩,并记录周围冷却空气温度,然后立即测定串励、并励及电枢绕组的电阻,并将冷却空气温度换算至25度。

  被试电机的输出机械功率P2:

  式中:

  TM:被试电动机输出转矩,N.m;

  nM:被试电动机转速,r/min。

  被试电机输入功率P1:

  式中:

  TG:被试发电机输出转矩,N.m;

  nM:被试发电机转速,r/min。

  被试电机输入功率P1:

  被试电机效率ηG

  式中:

  P2:被试中发电机的输出电功率:W。

直流电机下来测量间接法

  直流电机的总损耗=铜耗+电刷电损耗+铁耗+机械损耗+励磁损耗+杂散损耗。

01铜耗

  电枢回路铜耗为电枢回路中所有绕组的电阻之和与电枢电流的平方。

02电刷电损耗

  电刷电损耗为电枢电流与电刷电压降的乘积,这一电压将的数值为:碳-石墨、石墨及电化石墨电刷2V;金属石墨电刷0.6V。

03铁耗及机械损耗

  试验时,直流电机做空载运行,运行一段时间使电机的轴承及电刷摩擦损耗达到稳定。转速保持在额定值,外施电压从125%的额定电压开始,逐步降低至可能达到的最低值。试验后立即测量电枢回路各部分绕组的电阻。

  被试电机的铁耗(PFe)机械损耗(Pfw)之和计算:

  式中:

  P0=I0U0(I0:空载电枢电流,A;U0:空载电枢电压,V),W;

  Pcu0:电枢回路中各部分绕组的铜耗,为试验后量得的电枢各绕组电阻之和与空载电流平方的乘积,W;

  Pcub0:空载电刷电损耗,W。

  为确定铁耗及机械损耗,应绘制空载特性曲线,绘制出铁耗及机械损耗之和对于电枢电压平方的曲线,并将其延长至纵轴相交,交点的纵坐标即为机械损耗。

直流电机空载特性曲线

直流电机空载特性曲线

04励磁损耗

  励磁绕组铜耗:励磁绕组铜耗为励磁绕组的电阻与励磁电流平方的乘积。

  主励磁回路中变阻器损耗:主励磁回路中变阻器损耗为指定负载时变阻器的电阻数值与该负载时的励磁电流平方的乘积,也可为指定负载时变阻器上的电压降与该负载时励磁电流的乘积。

  励磁机损耗:励磁机的输入功率与励磁机输出功率之间的差值加上励磁机的励磁损耗。

05杂散损耗

  无补偿绕组:按额定输入(电动机)输出(发电机)的1%计算;

  有补偿绕组:按额定输入(电动机)输出(发电机)的0.5%计算。

  当电机功率不等于额定值时,杂散损耗值应按电流平方成正比而进行修正。

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