定子叠频法在异步牵引电机型式试验中的应用参考文本

技术创新《微计算机信息》2012年第28卷第10期120元/年邮局订阅号：82-946《现场总线技术应用200例》测控自动化叠频温升测试法的实际应用The Practical Application of Frequency-superposition Heating Test Method(上海出入境检验检疫局机电产品检测技术中心)韩康玮李子琦王金耀邓谨舒慧张继红HAN Kang-wei LI Zi-qi WANG Jin-yao DENG Jin SHU Hui ZHANG Ji-hong摘要:本文主要介绍了用叠频法进行异步电机温升试验的原理和方法,给出具体电气设计方案和测试步骤,明确了叠频法温升测试的优势,较好地解决了特定电机无法用传统试验方法测试温升的难题。

关键词:变频电源;叠频法;温升试验;电动机;模拟负载中图分类号:TP273文献标识码:B Abstract:The article mainly introduced the principle and method of asynchronous motor temperature rise test using frequency-super -position method.Specific electrical design and testing steps have been given,clear advantage of temperature rise test using frequen -cy-superposition method has also been made.It gives a better solution of the big problem that specific motor can't do the tempera -ture rise test using traditional test method.Key words:Variable frequency power supply;Frequency-superposition method;Heating Test;Motor;Simulation load文章编号:1008-0570(2012)10-0146-031引言温升试验是电动机型式试验中比较重要的一项内容,其目的是通过试验得到电机定转子绕组部件在规定的工作条件下运行并达到稳定温升时的温升值,用于考核被试电机所用绝缘材料、生产工艺能否满足电机正常工作及设计寿命的要求。

城轨车辆用异步牵引电机的实时故障检测方法引言：随着城市轨道交通的迅猛发展，城轨车辆的运行安全和正常使用变得尤为重要。

其中，异步牵引电机作为城轨车辆的主要动力来源之一，其运行状态的可靠检测对于保障车辆运行的安全性和稳定性具有重要意义。

本文将介绍一种城轨车辆用异步牵引电机的实时故障检测方法，旨在提高城轨车辆的运行安全性和可靠性。

一、介绍异步牵引电机的工作原理1.1 异步牵引电机的构成异步牵引电机是一种三相感应电机，由定子和转子组成。

定子上绕有三相绕组，转子由导线绕成，但不与电源相连。

1.2 异步牵引电机的工作原理当端子上施加电流时，定子绕组产生旋转磁场。

由于转子不直接和电源相连，它会受到旋转磁场的影响，开始旋转。

转子的旋转速度始终滞后于旋转磁场的速度，这就是异步牵引电机的工作原理。

二、异步牵引电机故障检测的重要性2.1 异步牵引电机故障的危害异步牵引电机故障可能导致城轨车辆停机，严重影响线路的运输能力，甚至危及乘客的安全。

2.2 实时故障检测的必要性传统的故障检测方法往往在车辆停机之后才能进行，这不仅导致停机时间延长，还使得故障所造成的后果无法事先得到预防。

因此，实时故障检测方法的研究与应用势在必行。

三、异步牵引电机实时故障检测的方法3.1 电机参数检测通过对异步牵引电机的电流、电压、转速等传感器所获取的参数进行实时检测，可以判断电机是否存在故障。

例如，当电机转速明显下降时，可能存在转子断条的故障。

3.2 振动检测通过安装振动传感器监测异步牵引电机的振动情况，可以提前发现电机的反馈振动异常，并据此判断是否存在故障。

例如，电机的振动频率突然增加可能意味着存在轴承故障。

3.3 温度检测利用温度传感器监测异步牵引电机的温度变化，可以检测电机是否过热、绝缘是否存在问题。

过高的温度表明电机可能存在绝缘故障或电机通风不良。

3.4 声音检测通过安装声音传感器对异步牵引电机的工作声音进行监测，可以检测电机是否存在异常噪音。

异步电机的原理及应用异步电机的原理异步电机是一种最常见的电动机类型，也称为交流感应电动机。

它基于电磁感应原理工作，通过交变电流在转子和定子之间产生旋转磁场来驱动转子运动。

异步电机的主要组成部分包括定子、转子和外部电源。

定子是固定的，由线圈绕成，称为定子绕组。

转子是可旋转的，通常由导体材料制成。

当外部电源施加到定子绕组上时，产生的交变电流在定子绕组中产生磁场。

这个磁场通过铁芯传导到转子中。

由于转子中的导体处于磁场中，感应出一个电动势，产生一个根据Lenz定律反方向的涡流。

涡流和磁场之间产生的力使转子开始旋转。

由于涡流的存在，转子始终滞后于磁场，这也是异步电机的名称来源。

异步电机的旋转速度由固定在定子绕组中的极对数和供电频率决定。

旋转速度与供电频率成正比，而与极对数成反比。

常用的异步电机速度为1500转/分钟和3000转/分钟。

异步电机的应用异步电机具有结构简单、运行可靠、维护方便等特点，广泛应用于各个领域。

以下是一些异步电机的应用示例：1.工业应用：–机械传动：异步电机广泛应用于各种机械传动系统，如风力发电机组、泵站、压缩机等。

–制造业：在制造业中，异步电机用于驱动各种设备，如搅拌机、输送带、研磨机等。

–压缩空气系统：异步电机驱动空气压缩机，用于供应工厂的压缩空气。

2.家用电器：–洗衣机：洗衣机中的电机通常采用异步电机，它能够提供足够的转矩和转速来驱动洗涤筒。

–净水器：异步电机被用于推动净水器中的水泵，以提供高效的净化流程。

3.交通运输：–电动汽车：异步电机作为电动汽车的驱动器件之一，提供高效的动力输出。

–地铁：地铁列车的牵引系统中通常采用异步电机，以提供高功率和可靠性。

4.农业：–水泵系统：农业领域经常使用异步电机驱动水泵，用于灌溉和提供养殖业务所需的水源。

–粉碎器：异步电机被用于驱动农业领域的粉碎器，用于处理农作物残渣等材料。

异步电机的优势异步电机相对于其他类型的电机有以下优势：•结构简单：异步电机结构相对简单，由于没有刷子、可旋转的转子以及复杂的控制电路，使得它们在制造和运行方面都更加可靠。

定子叠频法在异步牵引电机型式试验中的应用随着现代工业的快速发展，对于电机的需求也越来越大。

而在这些电机中，异步牵引电机是一种非常重要的组成部分。

异步牵引电机是利用交流电动力来产生旋转力的一种电动机，它具有可靠性高、体积小、重量轻等优点，因此在许多领域中经常被使用。

随着牵引电机的不断推广，越来越多的型式试验也被引入到其中，其中就包括了定子叠频法。

定子叠频法是一种用来测量电机参数的方法，它利用了定子电压和电流之间的相位差来获得有关电机参数的信息。

在使用定子叠频法进行异步牵引电机型式试验时，首先需要确定三个重要参数：电机的转子电阻、定子的电感和转子的漏感。

这些参数通常由频谱分析仪测量得到，并被用来计算电机的各种性能参数，例如电机的效率、功率因数和涡流损耗等。

在定子叠频法中，对于电机的定子，一般采用空载电流和定子电流的相位差来表示。

在试验中，通常会通过电源将电压加入到电机定子中，以便测量空载电流和相位差。

在测量过程中，通过改变电机的转速，找到所需的频率范围，然后使用频谱分析仪来测量电流和电压之间的相位差。

使用合适的计算程序，就可以从所得到的数据中获得电机参数。

在异步牵引电机型式试验中，定子叠频法的应用能够提供有用的信息。

特别是在电机设计和优化中，它可以为研究人员提供有价值的数据。

例如，在设计高效率电机时，定子叠频法可以帮助测量电机的效率和功率因数，以便更好地理解电机的性能。

在电机健康状态监测中，定子叠频法还可以帮助检测电机的故障，例如定子匝间短路和转子损坏等。

总的来说，定子叠频法是一种可靠的方法，可以有效地测量电机的各种参数，并提供有价值的信息，从而帮助电机设计者和研究人员更好地理解电机的性能和故障情况。

在异步牵引电机型式试验中的应用也将愈发广泛，不断推动着电机科技的发展。

异步牵引电机在城轨车辆中的定子和转子设计引言：异步牵引电机是一种常见的电动机类型，广泛应用于城轨交通领域。

在城轨车辆中，异步牵引电机的定子和转子设计是关键因素，直接影响电机的性能和效率。

本文将分别针对异步牵引电机的定子和转子设计进行详细阐述，并展示各自的优化方法和技术。

一、异步牵引电机定子设计定子是异步牵引电机的静止部分，其设计对电机的效率和运行稳定性有重要影响。

以下将介绍几个关键的定子设计因素。

1.1 铁心设计定子的铁心主要由三相绕组、铁芯片和缺口组成。

合理设计铁心结构可以减小磁漏损和涡流损耗，提高电机效率。

一种常见的优化方法是采用槽铁心结构，通过选择合适的槽形和槽宽深比，可以减小槽绕组中的铜损耗和对应的散热问题。

1.2 绕组设计定子的绕组是将电流导向转子的部分。

合理设计绕组可以提高电机的功率密度和转矩性能。

在城轨车辆中，电机载荷变化较大，因此绕组设计需要考虑到电机在不同负载条件下的性能。

通常采用鼠笼式绕组，绕组线圈之间的连接可以通过并联、串联等方式来实现，以提高电机的效率和稳定性。

1.3 绝缘设计定子绕组需要具备良好的绝缘性能，以防止绕组在运行过程中受到损坏。

绝缘设计应考虑到电机的工作环境，选择合适的绝缘材料和绝缘结构。

同时，绝缘设计要兼顾电机的散热性能，以保证电机在高负载情况下的稳定运行。

二、异步牵引电机转子设计转子是异步牵引电机的旋转部分，其设计对电机的启动性能、运行平稳性和转矩特性有重要影响。

以下将介绍几个关键的转子设计因素。

2.1 材料选择对于城轨车辆中的异步牵引电机，通常选用铝合金或铸铁等材料作为转子的材料。

铝合金具有较低的比重和良好的导电性能，适合用于高速旋转的转子；铸铁则具有较高的机械强度和稳定性，适合用于大功率的牵引电机。

在材料选择上，需要根据电机的具体应用场景和要求，进行合理的权衡。

2.2 结构设计转子的结构设计对电机的转矩和振动有很大影响。

针对城轨车辆中的异步牵引电机，可以采用带有凸极的鼠笼式转子结构。

编订：__________________审核：__________________单位：__________________定子叠频法在异步牵引电机型式试验中的应用Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号：KG-AO-1843-17 定子叠频法在异步牵引电机型式试验中的应用使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。

下载后就可自由编辑。

采用定子叠频法进行异步牵引电机热试验，介绍了定子叠频法的基本工作原理，研究了合成磁场与主副电源参数之间的函数关系，明确了采用定子叠频法进行电机加热的调节规律并阐述了具体的试验调试方法，较好地解决了采用传统试验方法进行温升试验难以满足异步牵引电机超速试验要求的难题。

异步牵引电机超速试验需要在热状态下进行，目前在工厂试验条件下的电机加热方法主要有直接负载法加热，烘焙加热，等效负载法。

使用直接负载法由于能耗类负载耗能大、经济性差等因素现在已很少使用，被普遍采用的热试验方式是通过联轴器将被试电机与陪试电机机械连接实现对拖升温，但是对于已压装或热套联轴器的电机来说，在加热稳定后难以在极短时间内迅速将其拆除并脱离陪试电机，此外受陪试电机型号，转轴系同轴度以及转动惯量的影响，也无法让陪试电机实现同步超速。

对电机进行整体烘焙容易造成轴承内油脂迅速稀释流失，若将电机解体只烘焙定子部分，则加热后的电机在装配后又会冷却，均难以达到超速试验要求。

叠频考虑到立式电机装配结构，很难完成其温升试验，通过考察、调研，了解到变频机组和试验变压器配合，通过一定电压、频率的搭配和调整，能够完成立式电机的温升试验叠频法：较之上述方法而言，既解决了单机、立式电机带负载问题，也比较充分地发挥了主发电机的试验能力。

1．2在现有试验电源设备的基础上扩大试验能力对于许多已着手于10kV电机生产的厂家而言，一般现有试验电源为6kV变频同步发电机组，只要通过少量投资，对这些试验站进行改造，辅之以方法上改进，即可满足10kV电机的试验要求。

利用机组采用叠频法，可避免回馈法中机组直流发电机的功率(较TF小)的影响，而最大限度地发挥主发电机的功率，提高试验能力。

采用定子叠频法时，施于被试电机绕组的主、副电源的相序应相同。

可在接线前由主、副电源分别启动被试电机，若转向一致，即为同相序。

试验时，首先由主电源机组TF1起动被试电机、使其在额定频率、额定电压下空载运行。

随后，起动副电源机组，将其转速调节到对应于某一频率f的转速值。

被试电机额定频率为50Hz的电机，f应在38~42Hz范围内选择。

然后，将副电源TF2入励磁，调节励磁电流，使被试电机的定子电流达到满载电流值。

在加载过程中，要随时调节主电源电压，使被试电机在额定电压、满载电流下进行温升试验。

2．3在全压叠频法的基础上，采用半压叠频法，可望使原有试验站的试验能力提高至1．5～2倍。

叠频法测定的温升较一般的回馈法考核严格而半压法较全压法更为严格，但对同一台电机而言，半压法较全压法所需副电源电压要高一些。

叠频法试验方法目前在国内尚处于推广之试验种类，国内电机厂如湘潭电机厂、长沙电机厂、南阳电机厂等已使用，并经对比，试验数据正常，叠频法温升试验经济实用，特别是对原有设备的改造增容更有不可替代的优势。

，3叠频法温升试验所需设备3．1根据本部门电机产品结构及未来发展趋势，选择变频机组的容量、电压等级及其它技术性能指标3．2试验变压器该变压器的作用不仅仅是将两台同步发电机的频率叠加，并能多用途地给不同电压的电机作试验，如10kV、6kV、660kV、380kV。