一種高溫高壓環境下電機的測試方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于高溫高壓環境下電機特性測試的技術領域。
【背景技術】
[0002] 隨著人類對資源和能源的需求量不斷增大，作為勘測和開發中必不可少的執行和 功能部件的電機，會越來越多的應用在各種極端環境中，例如高溫高壓環境，而電機在實際 應用前，須對其性能進行相應的測試，以驗證其能否達到應用要求，同時也應給出一些必要 的性能參數。但現有電機的測試方法多適用于在常溫常壓情況下，其使用的一些測試設備 不能工作在高溫高壓的環境或高溫高壓的環境會嚴重影響其測量精度。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是提供一種高溫高壓環境下電機的測試方法，是為了解決現有電機 的測試方法多適用于常溫常壓情況，并不能滿足高溫高壓情況下電機的測試的問題。
[0004] 所述的目的是通過以下方案實現的：所述的一種高溫高壓環境下電機的測試方 法，它的方法步驟為：
[0005] 步驟一：選擇一臺與被測電機1規格相同，或與被測電機1具有相同的同步轉速但 功率大于被測電機1的其它規格的電機作為陪侍電機2 ;將被測電機1的輸出轉軸通過聯 軸器3與陪侍電機2的輸出轉軸傳動連接，然后放入高壓高溫密封桶4內固定好，在高壓高 溫密封桶4的外部纏繞加熱電纜或在高壓高溫密封桶4的內部設置耐壓大功率電加熱器， 并在外部包裹上絕緣耐火的保溫材料，將高壓高溫密封桶4內部充滿實驗用油，將高壓高 溫密封桶4內的測試溫度設置100°C~200°C之間，油壓壓力值根據實驗需要進行相關的設 置；
[0006] 步驟二：使被測電機1工作在電動機狀態，陪侍電機2工作在發電機狀態；第一驅 動器5驅動被測電機1運轉工作，使被測電機1在額定頻率和額定電壓下工作；第二驅動器 6驅動陪侍電機2工作，使陪侍電機2相對于被測電機1轉向上施加一個反向驅動；調節第 二驅動器6使被測電機1在額定負載情況下運行到穩定狀態；
[0007] 步驟三：通過第二驅動器6調節陪侍電機2,使被測電機1的定子電流從1. 5倍額 定電流逐漸變到0. 5倍額定電流，在這一過程中讀取作為電動機運行的被測電機1的三相 線電流Imi、輸入功率Pmi、定子繞組電阻值Rmi，試驗過程中需保持被測電機1的頻率和電壓 始終為額定值；同時讀取工作在發電機狀態的陪侍電機2的三相線電流Ιω、輸出功率Pt^ 定子繞組電阻值1;利用上述測量得到的實驗數據并結合下列公式便可計算被測電機1和 陪侍電機2的定子銅耗：
[0008]
[0009] 步驟四：用鉗式電流表測量轉子一相電流的方法確定被測電機1和陪侍電機2的 轉差率sM和s ，采用該方法主要是考慮到電機測量環境制約了其他用以確定電機轉差率的 實驗設備的使用；首先記錄電流表指針的擺動次數NM、Nti，并用秒表記錄NM、N ti次擺動的時 CN 105116331 A 說明書 2/5 頁 間tM、t。:然后使用下列公式確定被測電機1和陪侍電機2的轉差率s M和s ^
[0011] 式中，fM為被測電機1的額定頻率；f(；為陪侍電機2的頻率，該頻率小于額定頻率；
[0012] 步驟五：工作在電動機狀態的被測電機1的轉子銅耗Pfeu2:P fcu2 = sM(PM1-Pfcul-PfJ ;工作在發電機狀態的陪侍電機2的轉子銅耗Pfcu2:P fcu2 = SG (Pg2_Pgcu1_P fe)；
[0013] 步驟六：工作在電動機狀態下的被測電機1的雜散損耗PMs:P Ms = Σ P sPfeu2/ (P^+PmJ，式中，Σ Ps為被測電機1和陪侍電機2的總雜散損耗，且Σ P s的計算公式為：
[0014] Σ Ps - P Ml_PG2_PMcul_PGcul_PMcu2 _PGcu2_Pfe_P fe_P ΔΔ；
[0015] 步驟七：將被測電機1和陪侍電機2停止運轉工作；使被測電機1工作在發電機 狀態，陪侍電機2工作在電動機狀態；第二驅動器6驅動陪侍電機2運轉工作，使陪侍電機 2在額定電壓下和大于額定頻率條件下工作；第一驅動器5驅動被測電機1工作，使被測電 機1相對于陪侍電機2轉向上施加一個反向驅動；調節第一驅動器5使陪侍電機2的負載 值與被測電機1標稱負載值相等情況下運行到穩定狀態；
[0016] 步驟八：通過第一驅動器5調節被測電機1，使陪侍電機2的定子電流從1. 5倍額 定電流逐漸變到0. 5倍額定電流，在這一過程中讀取作為電動機運行的陪侍電機2的三相 線電流Imi、輸入功率Pmi、定子繞組電阻值Rmi，試驗過程中需保持被測電機1的頻率和電壓 始終為額定值；同時讀取工作在發電機狀態的被測電機1的三相線電流Itil、輸出功率Pw 定子繞組電阻值1;利用上述測量得到的實驗數據并結合下列公式便可計算被測電機1和 陪侍電機2的定子銅耗：
[0017] =1-5/mR；n . PGcul =\.5IGlRl{;
[0018] 步驟九：用鉗式電流表測量轉子一相電流的方法確定被測電機1和陪侍電機2的 轉差率Sti和s M，采用該方法主要是考慮到電機測量環境制約了其他用以確定電機轉差率的 實驗設備的使用；首先記錄電流表指針的擺動次數\、NM，并用秒表記錄\、Nm次擺動的時 間V tM;然后使用下列公式確定被測電機1和陪侍電機2的轉差率s 和s M:
[0020] 式中，&為被測電機1的額定頻率；f μ為陪侍電機2的頻率，該頻率大于被測電機 1的額定頻率；
[0021] 步驟十：工作在電動機狀態的陪侍電機2的轉子銅耗Pfeu2:P fcu2 = sM(PM1-Pfcul-P'fJ ;工作在發電機狀態的被測電機1的轉子銅耗Pfcu2=P fcu2= SG(P(；2_P(；cul_Pfe);
[0022] 步驟十一：工作在發電機狀態下的被測電機1的雜散損耗Ρ&為：P &= Σ P sPfcu2/ (Pg〇u2+Pm?2)，式中，Σ Ps為被測電機1和陪侍電機2的總雜散損耗，但此時P fcu2為被測電機 1轉子銅耗，Pfeu2為陪侍電機2轉子銅耗，且Σ P s的計算公式為：
[0024] 步驟十二：結合上述步驟中的測量參數和計算結求取被測電機1負載雜散損耗的 平均值廠為=(仏+/^)/2 ?，被測電機1在電動機和發電機狀態中轉子電流的近似平均 值f為
1:為負載試驗時被測電機1在上述步驟中的定子電流，即被測 電機1在電動機狀態和發電機狀態下的定子電流，Ic為被測電機1空載試驗時，額定電壓對 應的定子電流。
[0025] 本發明能在高溫高壓環境下對電機進行參數測試，高溫和高壓同時作用在電機 上，分布相對均勻，結構簡單，利用一臺與被測電機相同規格的電機測量所需的參數，這樣 就避免了正常情況下，某些電機測試裝置不適于高溫高壓這種極端環境的缺點。
【附圖說明】
[0026] 圖1是本發明方法涉及的裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0027] 一：結合圖1所示，說明本的技術方案，它的方法步驟 為：
[0028] 步驟一：選擇一臺與被測電機1規格相同，或與被測電機1具有相同的同步轉速但 功率大于被測電機1的其它規格的電機作為陪侍電機2 ;將被測電機1的輸出轉軸通過聯 軸器3與陪侍電機2的輸出轉軸傳動連接，然后放入高壓高溫密封桶4內固定好，在高壓高 溫密封桶4的外部纏繞加熱電纜或在高壓高溫密封桶4的內部設置耐壓大功率電加熱器， 并在外部包裹上絕緣耐火的保溫材料，將高壓高溫密封桶4內部充滿實驗用油，將高壓高 溫密封桶4內的測試溫度設置100°C~200°C之間，油壓壓力值根據實驗需要進行相關的設 置；
[0029] 步驟二：使被測電機1工作在電動機狀態，陪侍電機2工作在發電機狀態；第一驅 動器5驅動被測電機1運轉工作，使被測電機1在額定頻率和額定電壓下工作；第二驅動器 6驅動陪侍電機2工作，使陪侍電機2相對于被測電機1轉向上施加一個反向驅動；調節第 二驅動器6使被測電機1在額定負載情況下運行到穩定狀態；
[0030] 步驟三：通過第二驅動器6調節陪侍電機2,使被測電機1的定子電流從1. 5倍額 定電流逐漸變到0. 5倍額定電流，在這一過程中讀取作為電動機運行的被測電機1的三相 線電流Imi、輸入功率Pmi、定子繞組電阻值Rmi，試驗過程中需保持被測電機1的頻率和電壓 始終為額定值；同時讀取工作在發電機狀態的陪侍電機2的三相線電流Ιω、輸出功率Pt^ 定子繞組電阻值1;利用上述測量得到的實驗數據并結合下列公式便可計算被測電機1和 陪侍電機2的定子銅耗：
[0032] 步驟四：用鉗式電流表測量轉子一相電流的方法確定被測電機1和陪侍電機2的 轉差率sM和s ，采用該方法主要是考慮到電機測量環境制約了其他用以確定電機轉差率的 實驗設備的使用；首先記錄電流表指針的擺動次數NM、Nti，并用秒表記錄NM、N ti次擺動的時 間tM、k然后使用下列公式確定被測電機1和陪侍電機2的轉差率sM和s
[0034] 式中，fM為被測電機1的額定頻率；f(；為陪侍電機2的頻率，該頻率小于額定頻率；
[0035] 步驟五：工作在電動機狀態的被測電機1的轉子銅耗Pfcu2:P fcu2 = sM(PM1-Pfcul-PfJ ;工作在發電機狀態的陪侍電機2的轉子銅耗Pfcu2:P fcu2 = SG (Pg2_Pgcu1_P fe)；
[0036] 步驟六：工作在電動機狀態下的被測電機1的雜散損耗PMs:PMs=Z PsPfeu2/ (P^+PmJ，式中，Σ Ps為被測電機1和陪侍電機2的總雜散損耗，且Σ P s的計算公式為：
[0038] 步驟七：將被測電機1和陪侍電機2停止運轉工作；使被測電機1工作在發電機 狀態，陪侍電機2工作在電動機狀態；第二驅動器6驅動陪侍電機2運轉工作，使陪侍電機 2在額定電壓下和大于額定頻率條件下工作；第一驅動器5驅動被測電機1工作，使被測電 機1相對于陪侍電機2轉向上施加一個反向驅動；調節第一驅動器5使陪侍電機2的負載 值與被測電機1標稱負載值相等情況下運行到穩定狀態；
[0039] 步驟八：通過第一驅動器5調節被測電機1，使陪侍電機2的定子電流從1. 5倍額 定電流逐漸變到0. 5倍額定電流，在這一過程中讀取作為電動機運行的陪侍電機2的三相 線電流Imi、輸入功率Pmi、定子繞組電阻值Rmi，試驗過程中需保持被測電機1的頻率和電壓 始終為額定值；同時讀取工作在發電機狀態的被測電機1的三相線電流Itil、輸出功率Pw 定子繞