维普资讯 http://www.cqvip.com ２２ Ｍｏｖａｂｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ＆ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｎｏ．４ ２ｏｏ５ 三相异步电动机半电压叠频温升试验探讨 杨斌 ，崔正军 （１．兰州师范高等专科学校工学系，甘肃兰州７３００７０；２．兰州电机有限责任公司，甘肃兰州７３００５０） 摘要：“三相异步电动机半电压叠频温升试验”主要就是将国家标准中推荐的“降低 作者简介：杨斌 电压负载法”和“定子叠频法”有机地结合起来，分别进行“空载状态下的温升试验”和“半 （１９６８．），男，上海 载状态下的叠频温升试验”，并把试验的结果，利用有关的公式进行计算，来推算满载时绕 川沙人，本科，高校 组的温升。 讲师，主要从事电 关键词：半电压；叠频；温升；探讨 器检测技术工作。 中图分类号：ＴＭ３４３．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３－４２５０（２００５）０４４３０２２－０４ １ 引言 把试验的结果，利用有关的公式，进行计算，来推算 满载时绕组的温升，具体方法如下。 按我国国家标准的规定，温升试验的方法有直 ３．１ 以额定频率和额定电压进行空载温升试验，测 接负载法和等效负载法两类。在试验设备和试验条 量此时的稳定温升△０。。 件允许的情况下，应优先采用直接负载法进行电机 ３．２用叠频试验的方法将电机保持１／２额定电压 的温升试验。但由于交流电动机的单台容量迅速增 和额定电流进行温升试验，测量此时的稳定温升 长，而电机试验站的设备条件往往跟不上形势的发 △０ 。由于此时电机的电压降为额定电压的Ｉ／２，当 展和需要，以及特殊结构的电机的温升试验（如，立 被试电机为额定电流时，其输入功率也将随之减小， 式电机），在用直接负载进行温升试验时会有困难。 因而，试验站的电源容量可以减少不小，或者说，在 这就促使人们研究较准确而又方便的间接施加负载 不改变试验站的电源容量的前提下，被试电机的功 的方法。在我国国家标准中推荐的就有“降低电压 率将会有很大的增长。 负载法”和“定子叠频法”。 ３．３计算 通过试验测得的空载稳定温升Ａ０。和半载稳 ２问题的提出 定温升Ａ０ ，可以用如下公式计算额定功率时的绕 对于异步电动机的定子绕组的温升试验，分别使 组的稳定温升： 用降低电压负载法和定子叠频法进行试验，都能取得 △０Ｎ＝０ｔ△００＋△０ 相当不错的效果。但是，在使用的过程当中，虽然有 其中：０ｔ＝（Ｐ０一Ｐ０ ）／Ｐ０ 其方便的一个方面，也有其受到的一面。例如， 额定电压时的空载输入功率； 对于一台超过叠频试验能力的立式电机，是否有一种 １／２额定电压时的空载输入功率； 较准确而又方便的间接施加负载的方法，来进行定子 尸０和Ｐ。，——均由空载试验求取。 绕组的温升试验。经过我们的研究，提出了一种“三 注：以上各定子温升已折算到额定电流值。 相异步电动机半电压叠频温升试验”的方法。 ３．４分析 从各个工厂试验所验证的结果中均表明，对于 ３试验方法的分析 用半电压负载法进行的试验所测得的温升值，与直 “三相异步电动机半电压叠频温升试验”主要 接负载法测得的温升结果是非常相近的。所以，此 就是将国家标准中推荐的“降低电压负载法”和“定 处不再赘述。以下只是从理论上对叠频试验的试验 子叠频法”有机地结合起来，分别进行“空载状态下 温升值与直接负载法｛见４得的温升值进行比较。 的温升试验”和“半载状态下的叠频温升试验”，并 对叠频试验温升值的准确程度的分析，可以从电 收稿日期：２００５－０５－２３ 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００５年第４期 移动电源与车辆 ２３ 机的各种损耗的增减角度来进行分析。损耗增加，则 由以上分析可以看出，影响定子叠频法与直接 意味者温升升高；损耗减小，则意味着温升减小。 负载法温升不同的因素主要有转子铜耗的不同、机 三相异步电动机的损耗总体可以分为机械损 械损耗的不同和由于定子叠频法时被试电机的转速 耗、铁耗、定子铜耗、转子铜耗、杂散损耗五大类，现 高于额定转速而引起的冷却效果的不同。其中前两 分述如下： 项使定子叠频法温升试验值高于直接负载法温升试 铁耗，铁耗基本与直接负载法试验时相同。 验值，后一项使定子叠频法温升试验值低于直接负 机械损耗：由于被试电机的转速接近于同步转 载法温升试验值，但三者中转子铜耗的影响较大，故 速，高于被试电机的额定转速，从而使摩擦损耗和风 定子叠频法温升试验值往往略高于直接负载法温升 扇损耗比直接负载法试验时略有增大，被试电机的 试验值。 转差率越大偏差越大。 定子铜耗：因被试电机的电流为额定电流，故定 ４试验过程 子铜耗基本与直接负载法试验时相同。 以下就是对一台绕线式异步电动机分别进行半 转子铜耗：由于转子电流的频率为节拍频率，其 电压叠频温升和满载叠频负载温升试验所进行的对 值高于直接负载法额定运行时的频率，转子导条中 比试验（见表ｌ～表５）。 的集肤效应加大，而转子电流的有效值基本与直接 电机参数：ＹＲＫＫ８００．８ ２ ５００ｋＷ ６ ０００Ｖ 负载法时相同，故此时转子铜耗比直接负载法时稍 ２９７Ａ ７４５ｒ／ｒａｉｎ Ｙ接Ｆ级。 大一些。如果主副电源频率之差太大，将会导致转 子铜耗比直接负载法时大很多。副电源频率应低于 表１冷态直流电阻的测定 主电源频率２０％为宜，一般应在３８—４２Ｈｚ范围内 ＲＵＶ ＲＶＷ Ｒｗ 室温 选择副电源频率。 定子电阻（ｎ） ０．１１２８ ０．１１２８ ０．１１２８ 杂散损耗：因定转子电流的有效值基本与直接 ２６℃ 转子电阻（ｎ） ０．０１１４８ ０．０ｌ１４５ ０．０１１４６ 负载法时相同，杂散损耗基本不变。 表２空载温升试验 空载温升试验 时：时间 分 电压Ｘ１００Ｖ 电流Ｘ １．５Ａ 功率１ 功率２ 人风 出风 机身 室温 Ｘ６ｋＷ ×６ｋＷ ℃ ℃ ℃ ℃ ２０：１０ ６０ ７５．２ ６１．５ ．５２ ２５ ４２ ５５．５ ２５ ２０：４０ ６０ ７５．２ ６１．２ －５２ ２４．５ ３９ ５４ ２４ ２１：１０ ６０ ７５．２ ６１．２ －５２ ２４ ３８ ５１ ２４ ２１：４０ ６０ ７５．２ ６１．２ －５２ ２４ ３７ ５０ ２４ ２２：１０ ６０ ７５．２ ６１．２ ．５２ ．２４ ３６ ４８ ２３．５ ２２：４０ ６０ ７５．２ ６１．２ －５２ ２４ ３５ ４７ ２３ ２３：１０ ６０ ７５．２ ６１．２ ．５２ ２３ ３４ ４６ ２３ ２３：４０ ６０ ７５．２ ６１．２ －５２ ２３ ３４ ４５ ２３ ２４：１０ ６０ ７５．２ ６１．２ －５２ ２３ ３４ ４５ ２３ 热态直流电阻（Ｒｕｖ） 定子 时间（ｓ） ７０ １５４ ２３１ ２８１ ３６１ 电阻（１２） ０．１２７５ ０．１２７２ ０．１２７０ ０．１２６９ ０．１２６８ 转子 时间（ｓ） ｌ１７ １８２ ２４７ ３１６ ３９８ 电阻（ｎ） ０．０１２６ ０．０１２５８ ０．０１２５７ ０．０１２５４ ０．０１２５３ 温升计算 推算到停电断能瞬间时的电阻 定子：ＲｕｖＩ＝０．１２７６４５１２ Ａ０ｌｏ＝３７．３５Ｋ 及温升 转子．Ｒｕｖ２＝０．０１２６３１２ △ ＝２９．５６Ｋ 推算到停电断能后１２０ｓ时的电 定子：Ｒｕｖｌ＝０．１２７４１２ Ａ０ｌｏ＝３６．７８Ｋ 阻及温升 转子：Ｒｕｖ２＝０．０１２６３１２ Ａ０２０＝２８．８８Ｋ 维普资讯 http://www.cqvip.com Ｍｏｖａｂｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ＆ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｎｏ．４ ２００５ 表３半电压叠频温升试验 半电压叠频温升试验 时间 电压×５０Ｖ 电流×６Ａ 入风 出风 机身 室温 时：分 ℃ ℃ ℃ ℃ １５：ｌ０ ６０ ４９．５ ２５ ３ｌ ３４ ２４ １５：４０ ６０ ４９．５ ２７ ３７ ４ｌ ２６ １６：１Ｏ ６０ ４９．５ ２６．５ ３８ ４７ ２５．５ １６：４０ ６０ ４９．５ ２６．５ ４０ ５２ ２５．５ １７：１０ ６０ ４９．５ ２６．５ ４１ ５４ ２５．５ １７：４０ ６０ ４９．５ ２６ ４ｌ ５４ ２５．５ １８：１０ ６０ ４９．５ ２６ ４２ ５６．５ ２５．５ １８：４０ ６０ ４９．５ ２６ ４２ ５６．５ ２５ １９：１０ ６０ ４９．５ ２５．５ ４２ ５７．５ ２５ ｌ９：４０ ６０ ４９．５ ２５．５ ４２ ５７．５ ２５ 热态直流电阻（Ｒｕｖ） 定子 时间（ｓ） ８２ ２ｏ５ ２７７ ３４９ ４１２ 电阻（Ｑ） ０．１３９ ０．１３８２ ０．１３８ ０．１３７６ ０．１３７４ 转子 时间（ｓ） １５４ ２４０ ３１９ ３８１ ４４９ 电阻（Ｑ） ０．０１３９３ ０．０１３８３ ０．０１３７５ ０．０１３７２ ０．０１３６８ 温升计算 推算到停电断能瞬间时的电阻 定子：Ｒｕｖ１：Ｏ．１３９４１） △０１，：６２．０５Ｋ 及温升 转子：Ｉｌｕｖ２：０．０１４０６２１） △０２，：５９．６７Ｋ 推算到停电断能后１２０ｓ时的电 定子：Ｒ＇ｕｖｌ：０．１３８８１） ／Ｘ０Ｉ，：６０．６６Ｋ 阻及温升 转子：Ｉｌｕｖ２：０．０１３９６１￣ Ａ０２ ：５７．３４Ｋ 表４额定电压叠频温升试验 额定电压叠频温升试验 时间 电压×５０Ｖ 电流×６Ａ 入风 出风 机身 室温 时：分 ℃ ℃ ℃ ℃ ２０：１０ １２０ ４９．５ ２８ ３１ ２７ ２６ ２０：４０ １２０ ４９．５ ２８ ３７ ３４ ２６ ２１：１０ １２０ ４９．５ ２７ ４２ ４７ ２５．５ ２１：４０ １２０ ４９．５ ２７ ４４ ５６ ２５．５ ２２：１０ 】２Ｏ ４９．５ ２７ ４６ ６２ ２５．５ ２２：４０ １２０ ４９ ５ ２７ ４６ ６４ ２５．５ ２３：１０ １２０ ４９．５ ２７ ４６ ６４ ２５．５ 热态直流电阻（Ｒｕｖ） 定子 时间（ｓ） １１０ ２６０ ３２９ ４０Ｏ ４７４ 电阻（ｎ） ０．１４４８ ０．１４３８ ０．１４３６ ０．１４３５ ０．１４３４ 转子 时间（ｓ） ２２５ ２９１ ３６８ ４４４ ５ｏ７ 电阻（ｎ） ０．０１４１６ ０．０１４１２ ０．０１４０６ ０．０１４０４ ０．０１３９８ 温升计算 推算到停电断能瞬间时的电阻 定子：ｌｌｕｖｌ：０．１４５３８１＂１ Ａ０ＩＮ＝７４．３８Ｋ 及温升 转子：Ｒｕｖ２一＝０．０１４３０５１） ／Ｘ０２Ｎ＝６３．７Ｋ 推算到停电断能后１２０ｓ时的电 定子：ＲｕｖＩ：０．１４４７６１￣ Ａ０ＩＮ＝７２．９５Ｋ 阻及温升 转子：Ｒｕｖ２：０．０１４２３１） Ａ０２Ｎ：６１．９９Ｋ 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００５年第４期 移动电源与车辆 ２５ 表５两种温升的计算及比较 定子温升 转子温升 降低电压叠频 额定电压叠频 降低电压叠频 额定电压叠频 负载法 负载法 负载法 负载法 热态电阻第一点 ７８．６２ ７４．４ ６８．５７ ６Ｏ．４ 推算到１２０ｓ点 ７８．０８ ７４．３１ ６９．８９ ６１．９９ 数学法推到瞬态 ７９．７６ ７５．７７ ７２．５ ６３．７ 经过对降低电压叠频负载法测量绕组温升和额 定电压叠频负载法测量绕组温升两种方法所测的数 ５结论 据进行比较，发现对于定子温升来说，使用半电压叠 在实际的生产中，电机生产厂家的电机试验站 频法测量的温升比使用额定电压叠频法测量的温升 经常会有超过叠频试验能力的立式电机或无合适负 要高出约４Ｋ；发现对于转子温升来说，使用半电压 载的卧式电机需要进行试验，此时使用“三相异步 叠频法测量的温升比使用额定电压叠频法测量的温 电动机半电压叠频温升试验”的方法进行电机的温 升要高出约８Ｋ。 升试验则是一种非常理想可行的试验方法。 从电机的使用角度上考虑，直接负载法测量温 参考文献： 升是一种最接近使用状态测量方式，则使用直接负 ［１］ 阎治安，等．电机学［Ｍ］．西安交通大学出版社，１９９９． 载法测量的温升是最准确的。额定电压叠频负载法 ［２］才家刚．电机试验技术及设备手册［ｚ］。机械工业出版 和半电压叠频负载法均称之为等效负载法，其测量 社，２００５． 值一般来说要进行修正。在实际应用中，对使用半 （３］ 电机试验工艺学（ｚ］．机械工业出版社，１９９１． 电压叠频法测量得到的温升值，需要往下修正约５— ［４］ ＧＢ１０３２．８５，三相异步电动机试验方法［ｓ］． （５］曾捷．电机测试技术（ｚ］．西安交通大学出版社，１９９５． １０Ｋ。 Ｔｈｅ ｄｉｓｃｕｓｓｔｉｏｎ ｏｎ ｈａｌｆ－ｖｏｌｔａｇｅ ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｎｇ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ·ｒｉｓｅ ｔｅｓｔ ｏｆ ３－ｐｈａｓｅ ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍｏｔｏｒ ＹＡＮＧ Ｂｉ ｎ ．ＣＵＩ Ｚｈｅｎｇ－ｊｕｎ （１．Ｌａｎｚｈｏｕ Ｔｅａｃｈｅｒ—ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｈｉｇｈｅｒ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｆｏｒ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ Ｔｒａｉｎｉｎｇ，Ｇａｎｓｕ Ｐｒｏｖ，，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００７０，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｌａｎｚｈｏｕ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｇａｎｓｕ Ｐｒｏｖ．，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００５０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：‘ｈａｌｆ－ｖｏｌｔａｇｅ ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｎｇ一￣ｅｑｕｅｎｃｙ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ·ｒｉｓｅ ｔｅｓｔ ｏｆ ３－ｐｈａｓｅ ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍｏｔｏｒ’ｉｓ ｔｏ ｆｕｌｌｙ ｃｏｍｂｉｎｅ‘ｄｒｏｐｐｉｎｇ·ｖｏｌｔａｇｅ ｌｏａｄ ｍｅｔｈｏｄ’ａｎｄ‘ｓｔａｔｏｒ ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｎｇ一￣ｅｑｕｅｎｃｙ ｍｅｔｈｏｄ’．ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ ｂｙ ｓｔａｔｅ ｓｔａｎｄａｒｄ．Ｉｔ ｃａｎ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ‘ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ—ｒｉｓｅ ｔｅｓｔ ａｔ ｎｏｎ—ｌｏａｄ ｓｔａｔｅ’ａｎｄ‘ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｎｇ一￣ｅｑｕｅｎｃｙ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ—ｒｉｓｅ ｔｅｓｔ ａｔ ｈａｌｆ－ｌｏａｄ ｓｔａｔｅ’．Ｗｅ ｃａｎ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔ ａｎｄ ｃｏｎｃｌｕｄｅ ｓｔａｔｏｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ—ｒｉｓｅ ａｔ ｆｕ１１一ｌｏａｄ ｓｔａｔｅ ｗｉｔｈ ｒｅｌａｔｉｏｎａｌ ｆｏｒｍｕｌａ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈａｌｆ－ｖｏｌｔａｇｅ；ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｎｇ一￣ｅｑｕｅｎｃｙ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ—ｒｉｓｅ；ｄｉｓｃｕｓｓｔｉｏｎ
