用相位計(jì)帶電測(cè)溫升
張文海(成都68信箱)
1引言
目前已有的帶電測(cè)溫升方法雖然可用，但還存在線路繁瑣、隔直不佳、電橋指針有顫動(dòng)的缺點(diǎn)，不受使用者歡迎。為此，設(shè)想一種用相位計(jì)測(cè)量電動(dòng)機(jī)冷態(tài)與熱態(tài)電流對(duì)電壓相位的變化測(cè)溫升的方法。該方法方便、簡(jiǎn)單，除了增加一個(gè)電流信號(hào)取樣電阻箱、一個(gè)相位計(jì)外，不需要任何電路。
2帶電測(cè)溫升法
目前測(cè)溫升大都采用電阻法，就是測(cè)出電機(jī)熱穩(wěn)定時(shí)繞組的熱態(tài)電阻。斷電法測(cè)試，不可能測(cè)出剛斷電瞬間的熱態(tài)電阻，必須要很快連續(xù)測(cè)幾個(gè)點(diǎn)，然后作曲線外延，再求取剛斷電瞬間的熱態(tài)電阻。這方法不準(zhǔn)確。經(jīng)分析，發(fā)現(xiàn)阻抗三角形中的阻抗角θ(見圖1)在不斷電時(shí)與測(cè)熱態(tài)電阻有路可通。電機(jī)通電后都有一個(gè)阻抗三角形，圖1中的r1為等效直流電阻，x為感抗，z為阻抗，z與r的夾角θ1為阻抗角。當(dāng)電機(jī)作溫升試驗(yàn)時(shí)，繞組
直流電阻必定發(fā)熱增大，其增大值為m這樣z與r的夾角將變小為θ2。因電壓三角形又相似于阻抗三角形，這樣，只要用1ω標(biāo)準(zhǔn)電阻箱取樣出電流信號(hào)代表z，用電源電壓相位代表r,便可測(cè)出冷態(tài)的阻抗角θ1、熱態(tài)阻抗角θ2，即可算出由冷態(tài)到熱態(tài)阻抗角的變化值θ1一θ2。測(cè)出這一變化值后，再用電阻箱增減1ω，觀察相位計(jì)變化1 電阻變化多大進(jìn)行定標(biāo)，根據(jù)θ1一θ2大小，不斷電就可計(jì)算出熱態(tài)的直流電阻。
3試驗(yàn)研究
試驗(yàn)?zāi)康挠?，①θ角變化應(yīng)與熱態(tài)電阻變化成線性關(guān)系，才能成功。試驗(yàn)結(jié)果基本相符。②用電阻箱要能準(zhǔn)確定標(biāo)，才能算出熱態(tài)電阻。這里對(duì)3。種電機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，由于關(guān)鍵是解決帶電測(cè)熱態(tài)直流電阻，所以3種伺服電機(jī)都是在單激磁通電制動(dòng)時(shí)進(jìn)行。
試驗(yàn)電路如圖2所示，圖中的r是10進(jìn)電阻箱，用于取電流相位。平時(shí)是短路的，測(cè)試時(shí)才接入。定標(biāo)時(shí)也用它增減電阻。
3．1電壓為75v(400hz)的測(cè)試
表1的測(cè)量電阻(45sl62p電機(jī))為測(cè)每點(diǎn)相位時(shí)，斷電幾秒鐘內(nèi)用歐姆表測(cè)量的直流電阻值。計(jì)算電阻為用r5一ro／θ 5-θ o= o．32ω定標(biāo)，即相位變化1 ，電阻變化多0．32ω，定標(biāo)算出。  可以看出，兩者接近，基本成線性，但數(shù)據(jù)并不很準(zhǔn)確，因用數(shù)字歐姆計(jì)斷電測(cè)試并不能測(cè)準(zhǔn)電阻值，表中數(shù)據(jù)只能作觀察變化規(guī)律用，不能作實(shí)測(cè)用。因帶電溫升也不允許這樣斷電測(cè)電阻。正確的方法是帶電變化電阻箱觀察相位變化定標(biāo)，如上面用此法定標(biāo)為1 =0．33ω，與斷電定標(biāo)1=0．32ω相當(dāng)接近，這里認(rèn)為不斷電定標(biāo)是準(zhǔn)確可靠的，但下面兩種電機(jī)斷電與不斷電定標(biāo)就相差毫大。
3．2電壓為36v(400hz)的測(cè)試
斷電定標(biāo)電阻(55sl1電機(jī))1 =0．01ω但不斷電定標(biāo)電阻1 =0．06ω，兩者相差倍，但線性變化較好(見表2)。
3．3電壓為26v(400hz)的測(cè)試
斷電定標(biāo)電阻(24sl1電機(jī))1=o．37ω，不斷電定標(biāo)電阻1=o．46ω，線性變化也嘉較好的，但兩者相差也大(見表3)。
4試驗(yàn)分析
a．定標(biāo)不準(zhǔn)的原因主要是感抗變了。試驗(yàn)用的天津中環(huán)儀器公司生產(chǎn)的hg4180相位計(jì)，它的精度高，分辨率可達(dá)6s，輸入信號(hào)10mv～100v都可工作。但電機(jī)作溫升試驗(yàn)時(shí)，從相移角變大看，感抗和電阻均增大。點(diǎn)然它成線性關(guān)系，但用電阻增減定標(biāo)，無(wú)法害效兩者的同時(shí)變化，所以引起定標(biāo)不準(zhǔn)。
b．電機(jī)在發(fā)熱過(guò)程中，相移角咿是逐蔣增大的。經(jīng)分析，電機(jī)發(fā)熱r增大，相移角應(yīng)減小。根據(jù)這一現(xiàn)象，分析阻抗三角形，e機(jī)發(fā)熱要使相移角θ增大，必定感抗x也要增大。x增大的原因是，因一般電機(jī)設(shè)計(jì)在接近飽和狀態(tài)，電機(jī)發(fā)熱后，電阻r增大，激磁電流減小，磁性材料導(dǎo)磁性能變好，所以感抗增加。
5結(jié)語(yǔ)
用相位計(jì)帶電測(cè)溫升是一種可望取得成功的簡(jiǎn)易方法，只要突破了相位一電阻的定標(biāo)，就可使帶電測(cè)溫升變得非常簡(jiǎn)單，而且準(zhǔn)確。
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