高壓異步電機(jī)微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題 目： 高壓異步電機(jī)微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 誠(chéng) 信 聲 明本人聲明：1、本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在老師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果；2、據(jù)查證，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中不包含其他人已經(jīng)公開發(fā)表過的研究成果，也不包含為獲得其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位而使用過的材料；3、我承諾，本人提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中的所有內(nèi)容均真實(shí)、可信。 作者簽名： 日期： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 設(shè)計(jì)（論文）題目： 高壓異步電機(jī)微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 一、 基本任務(wù)及要求： 設(shè)計(jì)一個(gè)高壓異步電機(jī)特性測(cè)試微機(jī)控制系統(tǒng)。要求該系統(tǒng)能準(zhǔn)確測(cè)試被試高壓電機(jī)的 各項(xiàng)性能，

2、并能自動(dòng)生成試驗(yàn)報(bào)告。在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成以下工作： 1、整體方案的確定； 2、高壓試驗(yàn)電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)； 3、微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)； 4、微機(jī)采集與處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 5、提交設(shè)計(jì)說(shuō)明書和圖紙。 二、 進(jìn)度安排及完成時(shí)間： （1）2月21日至3月12日：查閱資料；撰寫文獻(xiàn)綜述和開題報(bào)告；熟悉相關(guān)知識(shí)。 （2）3月13日至3月27日：整體方案的確定。 （3）3月28日至4月9日：畢業(yè)實(shí)習(xí)。 （4）4月10日至5月1日：高壓試驗(yàn)電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 （5）5月2日至5月15日：微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 （6）5月16日至5月30日：微機(jī)采集與處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 （7）6月1日至6月10日：撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 （8）6月

3、11日至6月13日:畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯 目 錄摘要IAbstractII第1章 緒論11.1 引言11.2 微機(jī)在電機(jī)測(cè)試中的應(yīng)用21.3 電機(jī)試驗(yàn)31.3.1 基本要求31.3.2 試驗(yàn)項(xiàng)目4第2章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與測(cè)試原理52.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)52.2 各性能參數(shù)的測(cè)試原理62.2.1 電壓電流的測(cè)量62.2.2 瞬間功率的測(cè)量72.2.3 平均功率的測(cè)量72.2.4 功率因數(shù)和頻率的測(cè)量72.2.5 溫度的測(cè)量8第3章 電機(jī)試驗(yàn)93.1 絕緣電阻測(cè)量93.1.1 試驗(yàn)?zāi)康?3.1.2 試驗(yàn)過程93.2 空載試驗(yàn)93.2.1 試驗(yàn)?zāi)康?3.2.2 試驗(yàn)過程103.2.3 數(shù)據(jù)分析103.3 堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)1

4、13.3.1 試驗(yàn)?zāi)康?13.3.2 試驗(yàn)過程113.4 溫升試驗(yàn)113.4.1試驗(yàn)?zāi)康?13.4.2 試驗(yàn)過程123.5 負(fù)載試驗(yàn)123.5.1 試驗(yàn)?zāi)康募霸囼?yàn)方法123.5.2 試驗(yàn)過程133.5.3 數(shù)據(jù)計(jì)算分析133.6 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速的測(cè)量133.6.1 試驗(yàn)?zāi)康?33.6.2 試驗(yàn)過程14第4章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)154.1 高壓試驗(yàn)電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)154.1.1試驗(yàn)電源組的選擇154.1.2試驗(yàn)電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)204.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)214.2.1智能儀表的工作原理224.2.2 智能儀表的介紹234.2.3智能儀器設(shè)備選定284.3微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)294.3.1 串行傳送的特點(diǎn)294.3

5、.2串行通信接口的簡(jiǎn)介304.3 高壓型式試驗(yàn)臺(tái)324.3.1 控制電器介紹32高壓型式試驗(yàn)臺(tái)工作原理34第 5章 軟件設(shè)計(jì)365.1 軟件系統(tǒng)功能365.2 軟件設(shè)計(jì)思路36結(jié) 束 語(yǔ)39參考文獻(xiàn)41致 謝41附 錄42 高壓異步電機(jī)微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘要：隨著社會(huì)的的不斷發(fā)展，工業(yè)用電機(jī)的輸出功率和電壓等級(jí)要求越來(lái)越高，為確保其質(zhì)量安全，電機(jī)都需要進(jìn)行大量的試驗(yàn)，因此，研制一套高準(zhǔn)確度、高自動(dòng)化程度的電機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)提高生產(chǎn)效率、減輕工作強(qiáng)度和提高產(chǎn)品質(zhì)量具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。本課題用計(jì)算機(jī)作為自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的核心，各種數(shù)據(jù)的采集利用互感器、變送器和由單片機(jī)組成的智能儀器儀表等設(shè)備組成測(cè)試

6、系統(tǒng)的硬件設(shè)備。整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)分為三部分：計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理和顯示部分；現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集；智能顯示儀表和通信控制；其中計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理和顯示部分由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、輸出部分以及繪圖、計(jì)算部分組成，它可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存取、計(jì)算、分析等功能，并能自動(dòng)生成試驗(yàn)報(bào)告；現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集負(fù)責(zé)采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)，如電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)以及高壓電機(jī)各部分溫度等等；智能顯示儀表和通信負(fù)責(zé)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的顯示及傳輸。論文詳細(xì)的論述了高壓異步電動(dòng)機(jī)的各個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)方法和自動(dòng)測(cè)控，最后得到高壓異步電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)報(bào)告。關(guān)鍵詞：高壓異步電機(jī)，微機(jī)測(cè)控，智能儀表The high voltage asynchronous motor microcom

7、puter detection-control system design Abstract：Along with society's development, motor output power and voltage level required more and more high, to make sure that the quality safety, motor are need to do a lot of test, therefore, developing a set of high accuracy, high automation degree of mot

8、or automatic test system to improve production efficiency and reduce the working strength and improve product quality has great practical significance. This topic with the computer as the core of automatic test system, various data collection using transformer, transmitter composed by single-chip mi

9、crocomputer intelligent and instrument equipment composition test system hardware device. The test system is divided into three parts: the computer data processing and display parts; Field data collection; Intelligent display instrument and communication control; Which computer data processing and d

10、isplay in part by the data storage, output part and graphics, calculation of parts, it can realize the data access, calculation, analysis, and other functions, and can automatically generate test reports; Field data collection is responsible for collecting test data, such as voltage, current, power,

11、 frequency and power factor and high voltage motor parts temperature and so on; Intelligent display instrument and communication is responsible for test data display and transmission. The paper detailed discussion of high voltage asynchronous motor each test project, test method and automatic measur

12、ement and control, finally get the high voltage asynchronous motor test report.Keywords: High voltage asynchronous motor ,Microcomputer detection-control ,Intelligent instrument第1章 緒論 1.1 引言 21世紀(jì)最主要的能源電能的生產(chǎn)、傳輸和使用與電機(jī)有著分不開的關(guān)系，它是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換或改變電能性質(zhì)的機(jī)械，更是工業(yè)的重要設(shè)備。隨著工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)電機(jī)產(chǎn)品提出了越來(lái)越高的性能和質(zhì)量指標(biāo)。在新的電機(jī)產(chǎn)品研制過程中，除了必

13、須對(duì)設(shè)計(jì)、工藝過程及理論分析等方面進(jìn)行研究外，還必須對(duì)電機(jī)進(jìn)行大量的試驗(yàn)，以進(jìn)一步探索改進(jìn)和完善的方法。電機(jī)試驗(yàn)對(duì)電機(jī)設(shè)計(jì)及制造有著非常重要的意義，而傳統(tǒng)的電機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)主要由模擬設(shè)備和機(jī)械式測(cè)量?jī)x表構(gòu)成，試驗(yàn)人員工作繁重，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作復(fù)雜，且由于人為因素，數(shù)據(jù)測(cè)量不準(zhǔn)確。隨著電機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷提高，電機(jī)試驗(yàn)微機(jī)采集處理系統(tǒng)作為電機(jī)測(cè)試領(lǐng)域的一個(gè)重要組成部分，也得到了迅速的發(fā)展。它已經(jīng)從傳統(tǒng)的方式發(fā)展為完全以計(jì)算機(jī)為中心，采用數(shù)據(jù)采集與傳感器相結(jié)合的集中管理和分散控制的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，能很好的完成測(cè)試工作的全過程。它既能實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的檢測(cè)，也能對(duì)所獲得的信號(hào)進(jìn)行分析處理而獲得有效的信息。目前

14、，電機(jī)作為主要?jiǎng)恿?，產(chǎn)量不斷提高，電壓等級(jí)要求也越來(lái)越高，那么對(duì)其各方面性能的測(cè)試（電機(jī)測(cè)試）方法和技術(shù)的改進(jìn)問題也就突出的擺在人們面前。高壓異步電機(jī)微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)正是根據(jù)電機(jī)測(cè)試技術(shù)發(fā)展的需要，結(jié)合電器控制、電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)通訊等多種技術(shù)完成的，該課題的研究對(duì)于自動(dòng)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，尤其是電機(jī)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展起到極為重要的作用。近年來(lái)，計(jì)算機(jī)的大量推廣應(yīng)用為自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展開拓了新的發(fā)展方向。計(jì)算機(jī)在自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中的主要功能有：進(jìn)行程序控制；監(jiān)視測(cè)試過程；記錄、整理并分析測(cè)試結(jié)果，即將測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，最后以數(shù)字顯示、打印和擬合工作特性曲線?？梢娪?jì)算機(jī)在測(cè)試系統(tǒng)中己成為了測(cè)試設(shè)備

15、的一部分。由于計(jì)算機(jī)的使用具有高度靈活性和擴(kuò)展性，可以非常方便地實(shí)現(xiàn)多種的控制及測(cè)試功能。因此隨著計(jì)算機(jī)價(jià)格的大幅度下降，它在電機(jī)測(cè)試中的應(yīng)用具有廣闊的前景。同時(shí)，隨著新的測(cè)試儀器的出現(xiàn)，也為電機(jī)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和升級(jí)變的更為方便，也促進(jìn)了新技術(shù)在電機(jī)試驗(yàn)工作中的應(yīng)用。近代電子技術(shù)的迅速發(fā)展又為提高電機(jī)試驗(yàn)的精度和速度、進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性測(cè)試及采用新的測(cè)試方法提供了可能性，進(jìn)一步推動(dòng)了電機(jī)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，硬件性能的提高以及價(jià)格的下降，傳統(tǒng)的電機(jī)測(cè)試方法己經(jīng)不能適應(yīng)社會(huì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，而采用計(jì)算機(jī)以及現(xiàn)代測(cè)試儀器的自動(dòng)測(cè)試與控制系統(tǒng)的研制是順應(yīng)潮流勢(shì)在必行的。1.2

16、微機(jī)在電機(jī)測(cè)試中的應(yīng)用 計(jì)算機(jī)具有運(yùn)算速度快、實(shí)時(shí)控制功能強(qiáng)，可配置外圍設(shè)備以及具有智能化、編程靈活、工作可靠等一系列優(yōu)點(diǎn)，并具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。在我們所設(shè)計(jì)的高壓異步電機(jī)微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)和優(yōu)越性(1)： （1）精度高。普通儀器測(cè)量常用 0.5級(jí)和 0.2級(jí)儀表，加上讀數(shù)的人為誤差使測(cè)量精度難保證，計(jì)算機(jī)具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，能對(duì)大量的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行再加工，有效地處理系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差，從而降低試驗(yàn)誤差，明顯提高了測(cè)量準(zhǔn)確度。 （2）速度快。傳統(tǒng)的測(cè)量方法要耗費(fèi)許多人力物力，測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，而使用電機(jī)微機(jī)測(cè)試系統(tǒng)可在短時(shí)間內(nèi)完成對(duì)電機(jī)各參數(shù)的測(cè)量、數(shù)據(jù)的處理和插值、工作特性曲線的繪制等

17、工作，節(jié)省了時(shí)間，節(jié)約人力，大大提高了試驗(yàn)效率，減輕了實(shí)驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。 （3）可靠性高。傳統(tǒng)測(cè)量所得的數(shù)據(jù)一般都會(huì)有人為誤差，特別是試驗(yàn)時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)，更易產(chǎn)生誤差，并且傳統(tǒng)的測(cè)量方法一般要逐點(diǎn)改變電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)以便測(cè)量其參數(shù)，多為靜態(tài)測(cè)量，而電機(jī)微機(jī)測(cè)試系統(tǒng)有合理的設(shè)計(jì)和嚴(yán)格的測(cè)試保證其可靠性，可以進(jìn)行大量重復(fù)的測(cè)試，不易出錯(cuò)，不僅能測(cè)量電機(jī)的靜態(tài)特性，而且可同時(shí)測(cè)量電機(jī)的動(dòng)態(tài)特性。 （4）自動(dòng)化程度高。傳統(tǒng)的測(cè)量方法一般將測(cè)量數(shù)據(jù)逐點(diǎn)描繪成曲線，手工制作試驗(yàn)報(bào)告，而使用設(shè)計(jì)完善的智能化自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)可以自動(dòng)控制整個(gè)電極試驗(yàn)過程，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)校準(zhǔn)、自動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，自動(dòng)進(jìn)行曲線擬合繪制特性曲線

18、、自動(dòng)計(jì)算試驗(yàn)結(jié)果和打印試驗(yàn)報(bào)告，甚至自動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)故障診斷。測(cè)試人員只需進(jìn)行簡(jiǎn)單操作、即可完成整個(gè)試驗(yàn)過程，并立即得到試驗(yàn)報(bào)告。 （5）計(jì)算機(jī)的開放式系統(tǒng)使其具有極強(qiáng)的通用性和多功能性，對(duì)于不同的測(cè)量任務(wù)只需更換配在它上面的儀器設(shè)備就可以完成，特別是計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的發(fā)展，使得某些硬件設(shè)備需要更換時(shí)，只需改變系統(tǒng)上的某一部分的硬件和計(jì)算機(jī)的軟件，就可以對(duì)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)講行升級(jí)改進(jìn)。 微型計(jì)算機(jī)在電機(jī)測(cè)試中的應(yīng)用主要有兩個(gè)方面:其一用于控制;其二用于數(shù)據(jù)處理。前者強(qiáng)有力的推動(dòng)了電機(jī)測(cè)量裝置和控制裝置的自動(dòng)化和多功能化。因?yàn)槿藗兛梢詫㈩A(yù)先編好的程序存放在只讀存儲(chǔ)器ROM中，使用人員接上被測(cè)設(shè)備后，只要

19、按動(dòng)面板或鍵盤上的功能鍵，測(cè)量裝置或控制裝置便可在微型計(jì)算機(jī)的控制下按程序自動(dòng)操作;根據(jù)計(jì)算機(jī)的判斷進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，使裝置處于最佳工作狀態(tài)下;根據(jù)預(yù)先給定的容差判斷被測(cè)電機(jī)的性能指標(biāo)是否合格，必要時(shí)可對(duì)被測(cè)電機(jī)進(jìn)行自動(dòng)分選;第二方面的功能用來(lái)處理測(cè)量結(jié)果，并對(duì)被測(cè)物理量進(jìn)行量綱轉(zhuǎn)換;指定函數(shù)關(guān)系的計(jì)算:可以對(duì)被測(cè)參數(shù)進(jìn)行非線形校正:也可通過對(duì)機(jī)內(nèi)測(cè)量基準(zhǔn)進(jìn)行自校并把系統(tǒng)誤差存儲(chǔ)起來(lái)，再?gòu)臏y(cè)量數(shù)據(jù)中扣除，以提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。 微型計(jì)算機(jī)與新的測(cè)試方法結(jié)合組成的測(cè)量或控制裝置可充分發(fā)揮微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)算功能和邏輯功能，使硬件軟化。例如在常規(guī)的電機(jī)實(shí)驗(yàn)中常常要測(cè)取電壓、電流、功率等，要準(zhǔn)確地測(cè)出電壓

20、和電流的瞬時(shí)值，可以利用微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)算功能準(zhǔn)確地算出功率值，使電路顯著簡(jiǎn)化，提高了可靠性，并大大降低了測(cè)試難度。在電機(jī)的控制中，也可盡量用程序邏輯代替硬件邏輯，并可發(fā)揮軟件功能，在一定條件下使電機(jī)按照人們的要求輸出所需要的特性。1.3 電機(jī)試驗(yàn) 電機(jī)試驗(yàn)是利用儀器、儀表以及相關(guān)設(shè)備，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，對(duì)電機(jī)制造過程中的半成品和成品，或以電機(jī)為主體的配套產(chǎn)品的電氣性能、力學(xué)性能、安全性能及可靠性能等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行的檢驗(yàn)。通過這些檢驗(yàn)，可以全部或部分的反映被試電機(jī)的相關(guān)性能數(shù)據(jù)，用這些數(shù)據(jù)，可以判斷被試產(chǎn)品是否符合設(shè)計(jì)要求、品質(zhì)的優(yōu)劣以及改進(jìn)的目標(biāo)和方向。成品試驗(yàn)是針對(duì)組裝成整機(jī)后電機(jī)進(jìn)行部分或

21、全部的性能試驗(yàn)，成品試驗(yàn)又分為型式試驗(yàn)和檢查試驗(yàn)兩大類。1.3.1 基本要求 首先我們所研制的高壓異步電機(jī)微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的基本要求是(2)： （1）轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀體積小，慣性輕，噪聲小，壽命長(zhǎng)。 （2）各種儀器的測(cè)試精度高，數(shù)字顯示轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、功率、功率因素、電流、電壓，電流、電壓、功率、轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速的測(cè)量要準(zhǔn)確。 （3）測(cè)試系統(tǒng)能完成220KW以上的各類型電機(jī)的絕緣電阻、空載試驗(yàn)、堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)、負(fù)載試驗(yàn)、溫升試驗(yàn)和最大轉(zhuǎn)矩的測(cè)定，并能進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試，存貯數(shù)據(jù)，繪制曲線圖，打印報(bào)表。 （4）轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x采用單線控制，具有抗干擾特點(diǎn)，使系統(tǒng)可靠，運(yùn)行穩(wěn)定。 （5）系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)用開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以利于

22、系統(tǒng)的擴(kuò)展，方便系統(tǒng)的二次開發(fā)，從而適應(yīng)各種特殊試驗(yàn)要求。 其次用微型計(jì)算機(jī)控制的測(cè)量裝置必須具有以下功能:(1)測(cè)量裝置必須具備接受某種程序控制的能力，即能接受數(shù)字指令，并按照這些指令來(lái)改變測(cè)量部分的電路狀態(tài)，從而完成指定的操作或執(zhí)行某一規(guī)定的任務(wù)。(2)測(cè)量裝置電源的通、斷，量程的改變及開關(guān)量的給出所用的手動(dòng)開關(guān)必須改為電動(dòng)的。(3)由于程序指令是數(shù)字指令，因而對(duì)一些連續(xù)變化的模擬量的調(diào)節(jié)、控制可用數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A將數(shù)字指令變?yōu)槟M量，再進(jìn)行模擬量調(diào)節(jié)。(4)由于計(jì)算機(jī)內(nèi)部所有信息都是二進(jìn)制數(shù)字量形式，因而要用計(jì)算機(jī)對(duì)外部模擬量進(jìn)行計(jì)算處理，需要將這些信息從模擬量變稱數(shù)字量。實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的重

23、要器件是模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D。(5)微型計(jì)算機(jī)的工作速度比硬件電路的速度高很多，因而整個(gè)系統(tǒng)的測(cè)量速度將取決于模擬量的測(cè)量速度。但是無(wú)論采取何種措施，硬件部分的測(cè)量速度始終跟不上微型計(jì)算機(jī)的工作速度，為了使測(cè)量部分與微型計(jì)算機(jī)工作協(xié)調(diào)，必須在微型計(jì)算機(jī)與測(cè)量裝置之間設(shè)置必要的緩沖器或鎖存器，以便更好地解決輸入/輸出數(shù)據(jù)傳送的控制方法。微機(jī)測(cè)試系統(tǒng)是以微型計(jì)算機(jī)或微處理機(jī)為核心組成的數(shù)字化測(cè)試系統(tǒng)。它在實(shí)現(xiàn)快速測(cè)試、高準(zhǔn)確度測(cè)試、綜合參數(shù)測(cè)試和自動(dòng)測(cè)量方面比一般測(cè)試裝置具有突出的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)由于微型計(jì)算機(jī)具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理功能，所以在測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算處理和最后顯示測(cè)試結(jié)果方面可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)表格、曲線和圖形等

24、各種形式的輸出。1.3.2 試驗(yàn)項(xiàng)目 （1）絕緣電阻試驗(yàn)。測(cè)量電機(jī)的絕緣電阻、以及此時(shí)的電機(jī)的溫度。 （2）空載試驗(yàn)。檢測(cè)空載電流、空載電壓、空載輸入功率，繪制空載特性曲線。 （3）堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)。檢測(cè)堵轉(zhuǎn)電流、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、電壓，并自動(dòng)繪制堵轉(zhuǎn)特性曲線。 （4）溫升試驗(yàn)。檢測(cè)電流、電壓、輸入功率、工頻、轉(zhuǎn)速、效率、功率、轉(zhuǎn)差率、輸入功率，利用帶電測(cè)溫儀帶電測(cè)量電機(jī)各部分的溫度。 （5）負(fù)載試驗(yàn)。檢測(cè)電流、電壓、輸入功率、工頻、轉(zhuǎn)速、效率、功率、轉(zhuǎn)差率、輸入功率，繪制工作特性曲線。 （6）轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速試驗(yàn)。檢測(cè)最大轉(zhuǎn)矩，各轉(zhuǎn)速情況等。 第2章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與測(cè)試原理2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 如圖(2.1)所示,I、

25、U、P分別為電流變送器、電壓變送器和功率變送器；R為電阻/輸入接口模擬開關(guān)被試電機(jī)與陪試電機(jī)結(jié)構(gòu)fTPntRUI計(jì)算機(jī)鍵盤打印顯示A/D轉(zhuǎn)換模擬開關(guān)D/A轉(zhuǎn)換輸出接口開關(guān)量控制電壓調(diào)節(jié)輸入接口頻率調(diào)節(jié)負(fù)載調(diào)節(jié)報(bào)警圖2.1 電機(jī)自動(dòng)測(cè)試原理框圖電壓變換器；t溫度變送器。以上各量為模擬量，經(jīng)模擬多路開關(guān)和A/D轉(zhuǎn)換器變換成數(shù)字量送入微機(jī)。轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器產(chǎn)生的模擬信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)矩儀變換成數(shù)字信號(hào)，連同頻率信號(hào)一起經(jīng)數(shù)字量接口電路直接送入微機(jī)。 電動(dòng)發(fā)電機(jī)組的電壓、頻率調(diào)節(jié)以及被試電機(jī)的負(fù)載調(diào)節(jié)可在計(jì)算機(jī)的統(tǒng)一控制下自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。由微機(jī)送入控制信號(hào)，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換和模擬開關(guān)后，可以利用晶閘管電路或伺服電機(jī)等對(duì)電機(jī)

26、進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)頻率、電壓和負(fù)載的自動(dòng)調(diào)節(jié)。電機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的主要組成有:微機(jī)系統(tǒng)及其外部設(shè)備、測(cè)試硬件平臺(tái)、各種數(shù)字測(cè)試儀器。電機(jī)型式自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的主要功能有兩個(gè):一個(gè)是對(duì)電機(jī)試驗(yàn)工況的自動(dòng)控制，二是對(duì)電機(jī)參數(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)采集與處理。試驗(yàn)的過程控制是由測(cè)試硬件平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)，要全面準(zhǔn)確地完成電機(jī)的自動(dòng)測(cè)試，該試驗(yàn)系統(tǒng)的硬件主要有(3):(1) 試驗(yàn)電源設(shè)備(2) 高壓型式試驗(yàn)臺(tái)(3) 測(cè)試儀表:各種試驗(yàn)參數(shù)的智能測(cè)量?jī)x器儀表(4) 微型計(jì)算機(jī):用于實(shí)驗(yàn)過程中的控制，數(shù)據(jù)采集，處理，以及報(bào)告生成輸出2.2 各性能參數(shù)的測(cè)試原理 電機(jī)試驗(yàn)無(wú)論是型式試驗(yàn)還是出廠試驗(yàn)都要對(duì)被測(cè)電機(jī)的電壓、電流、功

27、率、頻率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)以及溫度等一些物理量進(jìn)行測(cè)試。在這些物理量中又有電量和非電量之分，對(duì)于交流電機(jī)而言，電量的測(cè)量主要包括交流電壓、交流電流及其有效值、平均功率、功率因數(shù)及效率、繞組冷態(tài)直流電阻的測(cè)量等，非電量的測(cè)量主要包括轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、溫升的測(cè)量。電機(jī)的測(cè)試包括電機(jī)的電壓、電流、功率、頻率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)及溫度等量的采樣，本系統(tǒng)采用的都是智能儀器儀表對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣然后再用RS-485通信協(xié)議來(lái)通信從而測(cè)量系統(tǒng)的各電量參數(shù)。計(jì)算機(jī)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到電壓電流的有效值和平均值、功率、效率、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速以及溫度的實(shí)際值。 電壓電流的測(cè)量若將電壓有效值公式(2.1)離散化，

28、以一個(gè)周期內(nèi)有限個(gè)采樣電壓的數(shù)量來(lái)代替一個(gè)周期內(nèi)連續(xù)變化的電壓函數(shù)值，則 （2.1）式中 Tm相鄰兩次采樣的時(shí)間間隔； um第m-1個(gè)時(shí)間間隔的電壓采樣瞬時(shí)值； N一個(gè)周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)。這就是一個(gè)周期內(nèi)采樣瞬時(shí)值即每周期采樣點(diǎn)數(shù)計(jì)算電壓信號(hào)有效值的公式。同樣電流有效值的計(jì)算公式為 （2.2）2.2.2 瞬間功率的測(cè)量交流電路的瞬時(shí)功率定義為電壓和電流瞬時(shí)值的乘積，即P(t)=u(t)I(t),對(duì)其進(jìn)行離散化處理，對(duì)于第m個(gè)采樣點(diǎn)（t=mt）時(shí)的瞬時(shí)功率為： （2.3） 由式(2.3)可知，計(jì)算瞬時(shí)功率，要求采用同一時(shí)刻的電壓和電流值相乘，在實(shí)際的測(cè)試過程中，可以采用下面的采樣方式: 電壓和電流

29、同時(shí)采樣。要對(duì)電壓和電流同時(shí)采樣，被測(cè)電壓和電流必須配置獨(dú)立的采樣電路。由計(jì)算機(jī)對(duì)電壓和電流采樣電路同時(shí)下達(dá)開始采樣命令，同時(shí)啟動(dòng)電壓和電流A/D轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完畢后先進(jìn)行鎖存，然后由計(jì)算機(jī)分別下達(dá)指令，取出電壓和電流值。同時(shí)采樣法的優(yōu)點(diǎn)是電壓和電流可以同時(shí)采樣和進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，可以提高測(cè)量精度，缺點(diǎn)是需要獨(dú)立的電壓和電流采集電路，成本較高。2.2.3 平均功率的測(cè)量平均功率為瞬時(shí)功率在一個(gè)周期內(nèi)的平均值，即 （2. 4） 其中，um和im為在第m個(gè)采樣點(diǎn)的電壓和電流離散值，N為一個(gè)周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)。2.2.4 功率因數(shù)和頻率的測(cè)量正弦波電壓和電流供電時(shí)，交流電路的平均功率為: （2. 5）

30、其中U和I分別為電壓和電流的有效值，而為電壓和電流之間的相位移。在智能化電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)中，功率因數(shù)的測(cè)量由功率計(jì)來(lái)完成。電網(wǎng)頻率的測(cè)量主要介紹測(cè)周法來(lái)測(cè)頻率的主要原理:將異步電機(jī)的端電壓接至電壓互感器，經(jīng)隔離衰減后送入差分放大器，差分放大器的輸出是一個(gè)不大于5V的正弦波，該正弦波由過零比較器變換后為一個(gè)TTL方波，由它所檢測(cè)到的兩次正弦跳變之間的間隔，即為電壓周期T，故電網(wǎng)頻率可求得: （2. 6）過零比較器電壓互感器差分放大器圖2.2 頻率測(cè)量的電路框圖在微機(jī)化電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)中，頻率的的測(cè)量也是由功率計(jì)來(lái)完成的，按照?qǐng)D2.2所示的原理圖，在功率計(jì)的接口程序中進(jìn)行頻率的求取，再把它引入計(jì)算程序中進(jìn)

31、行處理后直接在功率計(jì)中顯示頻率值。2.2.5 溫度的測(cè)量 電機(jī)各部分溫度如機(jī)殼溫度、鐵心溫度、軸承溫度和繞組溫度等，特別是繞組溫度不僅表示電機(jī)的發(fā)熱狀態(tài)，而且與電機(jī)的壽命有密切的關(guān)系。所以電機(jī)制造廠和用戶都很重視電機(jī)溫度的測(cè)量，電機(jī)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定要進(jìn)行溫升試驗(yàn)，其目的就是在于熱穩(wěn)定狀態(tài)下測(cè)定電機(jī)各部分的溫度。為保證電機(jī)的正常運(yùn)行，那么電機(jī)各部件的穩(wěn)定溫升不得超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的允許值。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)電機(jī)的鐵心，軸承，潤(rùn)滑油，冷卻介質(zhì)等規(guī)定了溫度的極限值，對(duì)電機(jī)的繞組也規(guī)定了溫升的極限值。繞組的溫升除了與各種絕緣結(jié)構(gòu)的極限使用溫度有關(guān)以外，還與環(huán)境溫度，熱點(diǎn)溫度有關(guān)。電機(jī)溫升的測(cè)量方法根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定

32、有四種:溫度計(jì)法、電阻法、埋置檢溫計(jì)法和迭加法(雙橋?qū)﹄姕y(cè)溫法)，此外，目前國(guó)內(nèi)正在研制的有無(wú)線電測(cè)溫、紅外線測(cè)溫核溫度指示器等(4)。第3章 電機(jī)試驗(yàn)3.1 絕緣電阻測(cè)量 試驗(yàn)內(nèi)容：測(cè)量所有繞組對(duì)機(jī)殼的絕緣電阻3.1.1 試驗(yàn)?zāi)康?絕緣電阻測(cè)定是一個(gè)頗為重要的非破壞性試驗(yàn)。測(cè)定電機(jī)繞組的絕緣電阻可以反映電機(jī)電阻絕緣處理質(zhì)量，以及絕緣受潮和表面污染情況。絕緣電阻降低到一定值會(huì)影響電機(jī)的耐電壓試驗(yàn)，也會(huì)影響電機(jī)起動(dòng)和正常運(yùn)行，甚至?xí)＜笆褂谜叩娜松戆踩p壞電機(jī)。因此，在各種電機(jī)的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)中，第一項(xiàng)試驗(yàn)便是測(cè)定電機(jī)繞組各相之間及其對(duì)機(jī)殼的絕緣電阻。3.1.2 試驗(yàn)過程本系統(tǒng)主要用電阻測(cè)試儀來(lái)

33、測(cè)量繞組電阻。在實(shí)際冷、熱兩狀態(tài)，試驗(yàn)人員人工分別測(cè)量三個(gè)定子繞組引出端U、V、W對(duì)機(jī)殼以及轉(zhuǎn)子繞組對(duì)機(jī)殼的絕緣電阻，并將數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)。3.2 空載試驗(yàn)3.2.1 試驗(yàn)?zāi)康娜喈惒诫姍C(jī)的空載試驗(yàn)是給定子加額定頻率的額定電壓，空載運(yùn)行的試驗(yàn)?？蛰d試驗(yàn)的目的是：（1）求額定頻率下的空載電流，空載損耗與外施電壓的關(guān)系，即求取電機(jī)的空載特性。（2）在檢查試驗(yàn)中，求額定頻率和額定電壓下的空載電流和空載損耗。確定鐵耗和機(jī)械耗。（3）檢查氣隙，繞組參數(shù)和鐵心質(zhì)量是否正常，裝配是否正常。（4）檢查三相空載電流的平衡度。（5）驗(yàn)證新產(chǎn)品磁路設(shè)計(jì)的合理性。3.2.2 試驗(yàn)過程被測(cè)電機(jī)起動(dòng)之后，均應(yīng)空轉(zhuǎn)一段時(shí)間，

34、使它的磨擦損耗達(dá)到穩(wěn)定?？蛰d試驗(yàn)的流程如下：（1）開始試驗(yàn)，在額定頻率下試驗(yàn)時(shí)，施于定子繞組上的電壓應(yīng)從110130定電壓開始，逐步降低到可能達(dá)到的最低電壓值，即電流開始回升為止。對(duì)于基本系列的電動(dòng)機(jī)，建議在 1.2、1.1、1.0、0.95、0.85、0.7、0.5、0.4、0.3和0.2倍額定電壓下進(jìn)行試驗(yàn)，在空載試驗(yàn)的操作平臺(tái)上點(diǎn)擊采集第幾次試驗(yàn)數(shù)據(jù)，就讀取系統(tǒng)中三相線電壓，三相線電流，輸入有功功率，無(wú)功功率和頻率。 （2）試驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)立即將電機(jī)停下，并測(cè)量定子繞組的電阻，并記錄測(cè)量電阻所用的時(shí)間。對(duì)空載電流大于70額定電流的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)分別在額定電壓點(diǎn)讀數(shù)后和試驗(yàn)結(jié)束后測(cè)量定子繞組的電阻

35、。試驗(yàn)完畢，計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并存入數(shù)據(jù)庫(kù)。（3）輸出結(jié)果，可以打印單個(gè)的空載試驗(yàn)報(bào)表。3.2.3 數(shù)據(jù)分析 空載試驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)在試驗(yàn)完畢后會(huì)自動(dòng)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，并會(huì)提示你是否實(shí)時(shí)打印空載試驗(yàn)的單個(gè)報(bào)表。報(bào)表中的數(shù)據(jù)，既有所測(cè)得的原始數(shù)據(jù)，也有分析計(jì)算所得到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，所有的計(jì)算都是通過編寫的計(jì)算軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)(5)。 （1）求電壓平均值取三相線電壓測(cè)量值的算術(shù)平均值作為實(shí)際的空載線電壓。在此，我們用每一次所測(cè)得的三相電壓值的平均值。若讀數(shù)時(shí)的電源頻率與額定頻率有偏差，則額定頻率時(shí)的空載電壓為： （3.1） （2）求三相線電流平均值取三相線電流測(cè)量值的算術(shù)平均值作為實(shí)際的空載電流。（3）求空載輸

36、入功率輸入功率由三相功率計(jì)測(cè)得。（4）求空載功率因數(shù)CosCos0一般不要求計(jì)算，若有要求，可按下式計(jì)算： （3.2） （5）求定子繞組銅耗 （3.3）式中為空載相電流；為相電阻（6）求鐵耗和機(jī)械耗之 和空載時(shí)若忽略轉(zhuǎn)子繞組的銅耗，則； （3.4） 由測(cè)量和計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行分析曲線擬合最后得出空載特性曲線。3.3 堵轉(zhuǎn)試驗(yàn) 堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)也是異步電動(dòng)機(jī)最基本的試驗(yàn)項(xiàng)目。試驗(yàn)時(shí)轉(zhuǎn)子被堵住不動(dòng)，通常在定子繞組上施加額定頻率的三相電壓。對(duì)于繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，應(yīng)將轉(zhuǎn)子繞組在集電環(huán)上短路。3.3.1 試驗(yàn)?zāi)康?（1）測(cè)定電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流和堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，測(cè)取堵轉(zhuǎn)特性曲線，即堵轉(zhuǎn)時(shí)的電流，轉(zhuǎn)矩與外施電壓的關(guān)系曲線。 （2）

37、求額定電壓時(shí)的堵轉(zhuǎn)電流和堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，從而檢查電機(jī)的起動(dòng)性能是否符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。 （3）考慮籠型轉(zhuǎn)子的鑄鋁質(zhì)量及轉(zhuǎn)子槽形尺寸設(shè)計(jì)的合理性。對(duì)于繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)?zāi)艽_切反映定轉(zhuǎn)子電抗是否正常，并能考核定轉(zhuǎn)子繞線焊接質(zhì)量及繞組端部的機(jī)械強(qiáng)度。3.3.2 試驗(yàn)過程(1)開始試驗(yàn)，在額定頻率下將電動(dòng)機(jī)調(diào)至1.2倍額定電壓下工作，并逐漸降低驅(qū)動(dòng)電壓至0.5倍額定電壓。為了防止電機(jī)過熱，在我們所研制的測(cè)試系統(tǒng)中，設(shè)置了自動(dòng)測(cè)試選項(xiàng)，每次電機(jī)起動(dòng)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)采集完數(shù)據(jù)，并且顯示在操作平臺(tái)中，一般的電機(jī)，運(yùn)行58秒便讓電機(jī)自動(dòng)停轉(zhuǎn)。(2)試驗(yàn)完畢，計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理曲線擬合最后得出堵轉(zhuǎn)特性曲線。

38、3.4 溫升試驗(yàn)3.4.1試驗(yàn)?zāi)康?電機(jī)各部分溫度如機(jī)殼、鐵心、軸承和繞組溫度等，特別是繞組溫度不僅表示電機(jī)的發(fā)熱狀態(tài)，而且與電機(jī)的壽命有密切的關(guān)系。所以電機(jī)制造廠和用戶都很重視電機(jī)溫度的測(cè)量，電機(jī)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定要進(jìn)行溫升試驗(yàn)，其目的就是在于熱穩(wěn)定狀態(tài)下測(cè)定電機(jī)各部分的溫度。為保證電機(jī)的正常運(yùn)行，那么電機(jī)各部件的穩(wěn)定溫升不得超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的允許值。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)電機(jī)的鐵心，軸承，潤(rùn)滑油，冷卻介質(zhì)等規(guī)定了溫度的極限值，對(duì)電機(jī)的繞組也規(guī)定了溫升的極限值。繞組的溫升除了與各種絕緣結(jié)構(gòu)的極限使用溫度有關(guān)以外，還與環(huán)境溫度，熱點(diǎn)溫度有關(guān)。在我們研制的電機(jī)測(cè)試控系統(tǒng)中，溫度的測(cè)量由Pt100測(cè)得溫度再傳給計(jì)算

39、機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的處理。溫升試驗(yàn)的目的是測(cè)定電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)各部件的實(shí)際穩(wěn)定溫升，以檢驗(yàn)電機(jī)設(shè)計(jì)是否合格，制造工藝是否良好。本系統(tǒng)的溫升試驗(yàn)主要用直接負(fù)載法，加負(fù)載的方法用電源回饋法：兩臺(tái)相同的異步電機(jī)用連軸器連接，負(fù)載電機(jī)的勵(lì)磁電路由另外的電源供電。當(dāng)負(fù)載電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到一定的值時(shí)，加入勵(lì)磁電流使負(fù)載電機(jī)成為發(fā)電機(jī)，改變勵(lì)磁電流的大小便可調(diào)節(jié)負(fù)載。此方法讀數(shù)，比較穩(wěn)定，耗電少，但設(shè)備較復(fù)雜。采用直接負(fù)載法做溫升試驗(yàn)時(shí)，被試電機(jī)應(yīng)保持額定負(fù)載，直到電機(jī)各部分溫升達(dá)到熱穩(wěn)定狀態(tài)為止。試驗(yàn)過程中，每隔半小時(shí)記錄被試電機(jī)的電壓，電流和輸入功率，以及定子鐵心，軸承，風(fēng)道進(jìn)出口處的冷卻介質(zhì)和周圍環(huán)境冷卻介質(zhì)的溫度

40、。若采用帶電測(cè)溫法時(shí)，還應(yīng)每隔半小時(shí)以及試驗(yàn)結(jié)束前測(cè)量繞組的電阻。3.4.2 試驗(yàn)過程 （1）開始試驗(yàn)，根據(jù)所需要的工作制進(jìn)行溫升試驗(yàn)，在額定頻率下將電動(dòng)機(jī)調(diào)至額定電壓和額定頻率下工作，并從l.2倍額定負(fù)載逐漸降低至0.3倍額定負(fù)載。計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)讀取電壓、電流、總功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、鐵心溫度、軸承溫度以及介質(zhì)溫度等數(shù)據(jù)，試驗(yàn)過程中，計(jì)算機(jī)會(huì)實(shí)時(shí)提示試驗(yàn)的操作步驟。（2）試驗(yàn)完畢，停止電機(jī)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并存入數(shù)據(jù)庫(kù)。（3）輸出溫升試驗(yàn)的結(jié)果，打印報(bào)表。3.5 負(fù)載試驗(yàn)3.5.1 試驗(yàn)?zāi)康募霸囼?yàn)方法 負(fù)載試驗(yàn)一般應(yīng)緊接著溫升試驗(yàn)進(jìn)行，否則，在開始試驗(yàn)前應(yīng)使被試電機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行，直至定轉(zhuǎn)

41、子繞組接近熱穩(wěn)定狀態(tài)。為了保持試驗(yàn)過程中溫度基本不變，試驗(yàn)應(yīng)從較高的負(fù)載開始，逐步降低負(fù)載，測(cè)取所需的數(shù)據(jù)，負(fù)載試驗(yàn)的線路圖和加負(fù)載的方法和溫升試驗(yàn)的完全相同。 測(cè)取工作特性曲線目的在于求得在額定電壓和額定頻率下，輸入功率P1，定子電流I1，效率、功率因數(shù)cos及轉(zhuǎn)差率Sref與輸出功率P2的關(guān)系曲線，并考核效率和功率因數(shù)是否合格，取得分析電機(jī)運(yùn)行性能的必要的數(shù)據(jù)資料。 試驗(yàn)時(shí)，在1.25 Pn0.25 Pn只范圍內(nèi)測(cè)取6-8點(diǎn)讀數(shù)，每點(diǎn)應(yīng)讀取下列參數(shù)：三相定子電壓U1；三相定子電流I1；三相轉(zhuǎn)子電壓U2；電源頻率f。3.5.2 試驗(yàn)過程（1）開始試驗(yàn)，在額定頻率下將電動(dòng)機(jī)調(diào)至額定電壓工作，并

42、從1.2倍額定負(fù)載逐漸降低至0.3倍額定負(fù)載，計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)讀取電壓、電流、總功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)，試驗(yàn)過程中，計(jì)算機(jī)會(huì)實(shí)時(shí)提示試驗(yàn)的操作步驟。 （2）試驗(yàn)結(jié)束，停止電機(jī)，開啟電阻測(cè)試儀測(cè)試電機(jī)的熱態(tài)電阻，計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并提示試驗(yàn)人員存入數(shù)據(jù)庫(kù)。（3）輸出負(fù)載試驗(yàn)的結(jié)果，打印報(bào)表。3.5.3 數(shù)據(jù)計(jì)算分析試驗(yàn)時(shí)，用轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x測(cè)量電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n1（r/min），并同時(shí)測(cè)量電源的頻率，轉(zhuǎn)差率按式（3.5）計(jì)算，輸入功率按式（3.6）計(jì)算，輸出功率按式（3.7）計(jì)算。 （3.5） （3.6） （3.7） 求出不同負(fù)載點(diǎn)的效率，作效率曲線，然后取負(fù)載上升和下降兩條曲線作為所求的

43、效率曲線。3.6 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速的測(cè)量3.6.1 試驗(yàn)?zāi)康?為了求得被試電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，從而考核該電動(dòng)機(jī)的帶負(fù)載性能及過載能力。3.6.2 試驗(yàn)過程 1. 運(yùn)用智能儀表（激光轉(zhuǎn)速計(jì)）測(cè)量轉(zhuǎn)速，讀入計(jì)算機(jī)2. 最大轉(zhuǎn)矩的測(cè)量：初始參數(shù)：（1）直流電阻測(cè)定已求得換算至基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的電阻值（2）由空載試驗(yàn)求得的參數(shù)，可得：空載電流的有功分量：空載電流的無(wú)功分量： （3）由堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)求得的參數(shù)，可得：堵轉(zhuǎn)電流：堵轉(zhuǎn)功率：堵轉(zhuǎn)電流的有功分量：堵轉(zhuǎn)電流的無(wú)功分量：計(jì)算最大轉(zhuǎn)矩 由求出、 最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)： 式中：對(duì)10kW及以上的籠型電機(jī)，取c=0.9；對(duì)繞線式轉(zhuǎn)子電機(jī)和小于10kW的籠型電機(jī)，取c=1.0。 第

44、4章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 4.1 高壓試驗(yàn)電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 試驗(yàn)用電源對(duì)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)及電機(jī)性能的影響很大，為了保證測(cè)試的準(zhǔn)確性，對(duì)試驗(yàn)電源要有一定的要求。試驗(yàn)用交流電源設(shè)備包括電力變壓器、調(diào)壓器、交流發(fā)電機(jī)組等，它們又可分為單相和三相、電壓固定或可調(diào)、單頻率、多頻率和可調(diào)頻率、工頻、中頻等多種類型。 GB 755 指出試驗(yàn)電源的電壓波形正弦性畸變率應(yīng)不超過5%，在進(jìn)行溫升試驗(yàn)時(shí)應(yīng)不超過2.5%。電壓的負(fù)序分量和零序分量均不超過正序分量的1%；在進(jìn)行溫升試驗(yàn)時(shí)，負(fù)序分量不超過正序分量的0.5%，零序分量的影響予以消除。試驗(yàn)電源的頻率與額定頻率之差應(yīng)在額定頻率的±1%范圍內(nèi)。試驗(yàn)電源的額定容量應(yīng)

45、為被試電機(jī)額定功率的2倍以上，電壓的調(diào)節(jié)范圍應(yīng)為電機(jī)額定電壓的5%130%。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：在電機(jī)進(jìn)行溫升試驗(yàn)時(shí)，負(fù)序分量應(yīng)不超過正序分量的0.5%，零序分量的影響應(yīng)予排除（在三相三線制供電系統(tǒng)不出現(xiàn)零序分量）；其他試驗(yàn)，負(fù)序分量和零序分量均不應(yīng)超過正序分量的1%。試驗(yàn)電源組的選擇試驗(yàn)電源一般采用直流電動(dòng)機(jī)-同步發(fā)電機(jī)組。調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁可以調(diào)節(jié)機(jī)組轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)的頻率。采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)控制，可以保證試驗(yàn)電源頻率的穩(wěn)定性。調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁可以調(diào)節(jié)輸出電壓，采用電壓負(fù)反饋閉環(huán)控制，可以保證試驗(yàn)電源電壓的穩(wěn)定性。 如果電網(wǎng)頻率穩(wěn)定，二試驗(yàn)電源的頻率又不需要調(diào)節(jié)，也可采用同步電動(dòng)機(jī)作為電源機(jī)組的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。 1）直接負(fù)載法（50Hz回饋法） 380V可控整流 500V/2000A 電壓 17DP 反饋 LV 6000V K1 K4 K2 K3 N N 11TD 11TF 11ZF 12ZF 12TF MP 被試機(jī) 陪試機(jī) 圖4-1 50Hz回饋法試驗(yàn)電源機(jī)