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一种永磁电机损耗在线测试装置及其方法


技术摘要:
本发明公开了一种永磁电机损耗在线测试装置,包括定子绕组电参数测量单元、在线感应电势变送单元以及感应电势测量单元,在电机定子槽口处设置有集成印制电路,印制电路印制细导线,其印制的匝数与电机定子槽内绕组导体数呈一定的比例关系,该细导体通过一定的方式连接  全部
背景技术:
在各种旋转机械工作场所,电机常伴随着自身发热,由于电机损耗组成复杂,包括 铁损、铜耗、机械损耗等,在电机运行过程中,难以对电机、输出功率、效率等进行在线测量。 现有损耗、效率的测量技术是在电机出厂前通过型式试验测定,并认为某一型电 机损耗和效率不变,但受材料批次和生产批次的不同,实际电机运行结果仍有差异,不能很 好的反映电机损耗和效率情况。
技术实现要素:
为了克服上述现有技术的不足,本发明针对电机铜损耗和铁损耗难以分离,不能 在线测量等方面的难题,提供一种永磁电机损耗在线测试装置及其方法。 为了实现上述目的,本发明解决其技术问题所采用的技术方案是: 一种永磁电机损耗在线测试装置,包括定子绕组电参数测量单元、在线感应电势变送 单元以及感应电势测量单元;所述的定子绕组电参数测量单元根据电机接线方式选择测量 位置,对输入电机的线电压、电流实时采样;所述的在线感应电势变送单元,采用极细导线 布置于电机定子槽口处,其匝数与电机定子槽内绕组导体数呈比例关系,该细导体端部连 接方式与电机绕组端部连接一致,通过测量电压得到电机绕组内感应电势;所述的感应电 势测量单元通过在线感应电势变送单元提供的电压信息实时采样感应电势。 进一步,选择测量方法和测量位置时,三线制时运用电压传感/变送器测量电机电 源馈线进线端的线电压,运用电流传感/变送器测量电机电源馈线进线端的线电流。 进一步,选择测量方法和测量位置时,四线制时分别测量电机馈线端的相电压和 相电流,对输入电机的线电压和电流实时采样。 更进一步,所述的定子绕组电参数测量单元由数字电压表实现,通过在线感应电 势变送单元提供的电压信息实时采样感应电势。 更进一步,所述的在线感应电势变送单元为设置在电机定子槽口处的上层印制导 体和下层印制导体。 再进一步,所述的上层印制导体和下层印制导体与电机的绕组接线端部接线方式 完全相同,分别设置在电机定子槽楔的上下表面。 一种永磁电机损耗在线测试方法,用于三相四线制电机的损耗在线测试时,步骤 如下:通过定子绕组电参数测量单元采样电机的电压Ua、Ub、Uc和电流Ia、Ib、Ic;通过在线 感应电势变送单元采样感应电势Ea、Eb、Ec;通过公式P总=Ua*Ia Ub*Ib Uc*Ic得到电机输入 总功率P总,通过公式P感=-k(Ea*Ia Eb*Ib Ec*Ic)得到电机电磁感应总功率P感;电机空载工 况时,计P总为P总0,P感为P感0,负载工况时计P总为P总1,P感为P感1,则电机空载的铁损Pfe0为P感0;认 4 CN 111596208 A 说 明 书 2/4 页 为负载铁损Pfe1等于空载的铁损,空载铜损Pcu0=P总0-P感0,负载输出电功率P输出=P感1-P感0,可计 算出电机效率=P输出/P总×100%。 一种永磁电机损耗在线测试方法,用于三相三线制电机的损耗在线测试时,步骤 如下:通过定子绕组电参数测量单元采样电机的线电压Uab、Ubc、Ucd和线电流Ia、Ib、Ic;通 过在线感应电势变送单元采样感应电势Ea、Eb、Ec;通过公式P总=Uab*Ia-Ubc*Ib或P总=-Uac* Ic Ubc*Ib或P总=Ubc*Ia Uac*Ic得到电机输入总功率P总,通过公式P感=-k(Ea*Ia Eb*Ib Ec* Ic)得到电机电磁感应总功率P感;电机空载工况时,计P总为P总0,P感为P感0,负载工况时计P总为 P总1,P感为P感1,则电机空载的铁损Pfe0为P感0;认为负载铁损Pfe1等于空载的铁损,空载铜损Pcu0 =P总0-P感0,负载输出电功率P输出=P感1-P感0,可计算出电机效率=P输出/P总×100%。 一种永磁电机损耗在线测试方法,应用于多相电机损耗测试,用于m相m线制电机 的损耗在线测试时,步骤如下:通过定子绕组电参数测量单元采样电机的线电压与线电流, 通过每相的电压与电流乘积计算电机输入总功率P总:P感=-k(Ea*Ia Eb*Ib Ec*Ic ……),或 直接采用数字功率表测量电机输入总功率P总;电机空载工况时,计P总为P总0,P感为P感0,负载工 况时计P总为P总1,P感为P感1,则电机空载的铁损Pfe0为P感0;认为负载铁损Pfe1等于空载的铁损, 空载铜损Pcu0=P总0-P感0,负载输出电功率P输出=P感1-P感0,可计算出电机效率=P输出/P总×100%。 本发明的有益效果是:通过在定子槽口中设置在线感应电势变送单元,以及通过 实时的电压电流简化运算方法,实现电机铜耗、铁耗、输入功率、有功功率、效率等的实时测 量和计算。 附图说明 图1是本发明损耗测试原理图(以三相四线制绕组为例); 图2是本发明电机印制电路板制成的定子槽楔图; 图3是本发明定子绕组接线图(以三相四线制绕组为例)。 图示说明:1—上层印制导体,2—下层印制导体,3—定子绕组电参数测量单元, 4—定子绕组,5—在线感应电势变送单元,6—感应电势测量单元。
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