一种常温高压环境下电机的测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于常温高压环境下电机特性测试的技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着人类对资源和能源需求量的不断增加，而海洋中蕴藏着极其丰富的人类所需 的资源和能源，对于海洋资源的探索离不开作为执行和功能部件的电机，随着深度的增加， 电机受到的压力也逐渐加大，因此电机能否在高压情况下正常工作成为制约深海资源勘测 和采集的关键因素，在电机应用在深海勘测前对其在可能工作的高压环境进行准确的测试 评估就显得至关重要，同时准确的测试也为电机优化提供了相关的依据。鉴于现有的电机 测试方法多适用于常温常压情况，即使有些电机测量方法考虑了应力对于电机的影响，但 采用的方法也多为机械方法提供测量所需的应力，使得作用在电机上的应力方向相对单 一，在某些情况下并不符合电机的实际工作环境。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种常温高压环境下电机的测试方法，是为了解决现有电机 的测试方法多适用于常温常压情况，并不能满足常温高压情况下电机的测试的问题。
[0004] 所述的目的是通过以下方案实现的：所述的一种常温高压环境下电机的测试方 法，它的方法步骤为：
[0005] 步骤一：选择一台与被测电机1规格相同，或与被测电机1具有相同的同步转速但 功率大于被测电机1的其它规格的电机作为陪侍电机2 ;将被测电机1的输出转轴通过联 轴器3与陪侍电机2的输出转轴传动连接，然后放入高压密封桶4内固定好，将高压密封桶 4内部充满实验用油，将高压密封桶4内的测试温度设置在20°C左右，油压压力值根据电机 的实际工作环境的压力值进行设置，同时也应考虑所用高压桶的耐压程度；
[0006] 步骤二：使被测电机1工作在电动机状态，陪侍电机2工作在发电机状态；第一驱 动器5驱动被测电机1运转工作，使被测电机1在额定频率和额定电压下工作；第二驱动器 6驱动陪侍电机2工作，使陪侍电机2相对于被测电机1转向上施加一个反向驱动；调节第 二驱动器6使被测电机1在额定负载情况下运行到稳定状态；
[0007] 步骤三：通过第二驱动器6调节陪侍电机2,使被测电机1的定子电流从1. 5倍额 定电流逐渐变到〇. 5倍额定电流，在这一过程中读取作为电动机运行的被测电机1的三相 线电流Imi、输入功率Pmi、定子绕组电阻值Rmi，试验过程中需保持被测电机1的频率和电压 始终为额定值；同时读取工作在发电机状态的陪侍电机2的三相线电流Ιω、输出功率Pt^ 定子绕组电阻值1;利用上述测量得到的实验数据并结合下列公式便可计算被测电机1和 陪侍电机2的定子铜耗：
[0009] 步骤四：用钳式电流表测量转子一相电流的方法确定被测电机1和陪侍电机2的 转差率SM和S ，采用该方法主要是考虑到电机测量环境制约了其他用以确定电机转差率的 实验设备的使用；首先记录电流表指针的摆动次数NM、Nti，并用秒表记录NM、N ti次摆动的时 间tM、k然后使用下列公式确定被测电机1和陪侍电机2的转差率sM和s
[0011] 式中，fM为被测电机1的额定频率；f(；为陪侍电机2的频率，该频率小于额定频率；
[0012] 步骤五：工作在电动机状态的被测电机1的转子铜耗Pfeu2:P fcu2 =
工作在发电机状态的陪侍电机2的转子铜耗Pfcu2:P fcu2 =
[0013] 步骤六：工作在电动机状态下的被测电机1的杂散损耗
(P^+PmJ，式中，Σ Ps为被测电机1和陪侍电机2的总杂散损耗，且Σ P s的计算公式为：
[0015] 步骤七：将被测电机1和陪侍电机2停止运转工作；使被测电机1工作在发电机 状态，陪侍电机2工作在电动机状态；第二驱动器6驱动陪侍电机2运转工作，使陪侍电机 2在额定电压下和大于额定频率条件下工作；第一驱动器5驱动被测电机1工作，使被测电 机1相对于陪侍电机2转向上施加一个反向驱动；调节第一驱动器5使陪侍电机2的负载 值与被测电机1标称负载值相等情况下运行到稳定状态；
[0016] 步骤八：通过第一驱动器5调节被测电机1，使陪侍电机2的定子电流从1. 5倍额 定电流逐渐变到0. 5倍额定电流，在这一过程中读取作为电动机运行的陪侍电机2的三相 线电流Imi、输入功率Pmi、定子绕组电阻值Rmi，试验过程中需保持被测电机1的频率和电压 始终为额定值；同时读取工作在发电机状态的被测电机1的三相线电流Itil、输出功率Pw 定子绕组电阻值1;利用上述测量得到的实验数据并结合下列公式便可计算被测电机1和 陪侍电机2的定子铜耗：
[0018] 步骤九：用钳式电流表测量转子一相电流的方法确定被测电机1和陪侍电机2的 转差率Sti和s M，采用该方法主要是考虑到电机测量环境制约了其他用以确定电机转差率的 实验设备的使用；首先记录电流表指针的摆动次数\、NM，并用秒表记录\、Nm次摆动的时 间V tM;然后使用下列公式确定被测电机1和陪侍电机2的转差率s 和s M:
[0020] 式中，&为被测电机1的额定频率；f μ为陪侍电机2的频率，该频率大于被测电机 1的额定频率；
[0021] 步骤十：工作在电动机状态的陪侍电机2的转子铜耗
工作在发电机状态的被测电机1的转子铜耗
[0022] 步骤十一：工作在发电机状态下的被测电机1的杂散损耗Pss为：P &= Σ P sPfcu2/ (Pg〇u2+Pm?2)，式中，Σ Ps为被测电机1和陪侍电机2的总杂散损耗，但此时P fcu2为被测电机 1转子铜耗，Pfeu2为陪侍电机2转子铜耗，且Σ P s的计算公式为： CN 105116330 A 说明书 3/5 页
[0024] 步骤十二：结合上述步骤中的测量参数和计算结求取被测电机1负载杂散损耗的 平均值耳为：f = (/丨+/),、）/2 ;被测电机1在电动机和发电机状态中转子电流的近似平均 值ζ为：% =狀-拉,式中，1:为负载试验时被测电机1在上述步骤中的定子电流，即被测 电机1在电动机状态和发电机状态下的定子电流，Ic为被测电机1空载试验时，额定电压对 应的定子电流。
[0025] 本发明能在高压环境下对电机的参数进行检测，其应力作用在整台电机上，这使 得电机受到的应力方向更具多样性，也更符合实际情况；这样可以有效的解决某些测量设 备不能在高压环境在正常工作的问题，具有非常广泛的应用前景。
【附图说明】
[0026] 图1是本发明方法涉及的装置的结构示意图。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0027] 一：结合图1所示，说明本的技术方案，它的方法步骤 为：
[0028] 步骤一：选择一台与被测电机1规格相同，或与被测电机1具有相同的同步转速但 功率大于被测电机1的其它规格的电机作为陪侍电机2 ;将被测电机1的输出转轴通过联 轴器3与陪侍电机2的输出转轴传动连接，然后放入高压密封桶4内固定好，将高压密封桶 4内部充满实验用油，将高压密封桶4内的测试温度设置在20°C左右，油压压力值根据电机 的实际工作环境的压力值进行设置，同时也应考虑所用高压桶的耐压程度；；
[0029] 步骤二：使被测电机1工作在电动机状态，陪侍电机2工作在发电机状态；第一驱 动器5驱动被测电机1运转工作，使被测电机1在额定频率和额定电压下工作；第二驱动器 6驱动陪侍电机2工作，使陪侍电机2相对于被测电机1转向上施加一个反向驱动；调节第 二驱动器6使被测电机1在额定负载情况下运行到稳定状态；
[0030] 步骤三：通过第二驱动器6调节陪侍电机2,使被测电机1的定子电流从1. 5倍额 定电流逐渐变到0. 5倍额定电流，在这一过程中读取作为电动机运行的被测电机1的三相 线电流Imi、输入功率Pmi、定子绕组电阻值Rmi，试验过程中需保持被测电机1的频率和电压 始终为额定值；同时读取工作在发电机状态的陪侍电机2的三相线电流Ιω、输出功率Pt^ 定子绕组电阻值1;利用上述测量得到的实验数据并结合下列公式便可计算被测电机1和 陪侍电机2的定子铜耗：
[0032] 步骤四：用钳式电流表测量转子一相电流的方法确定被测电机1和陪侍电机2的 转差率sM和s ，采用该方法主要是考虑到电机测量环境制约了其他用以确定电机转差率的 实验设备的使用；首先记录电流表指针的摆动次数NM、Mti，并用秒表记录NM、N ti次摆动的时 间tM、k然后使用下列公式确定被测电机1和陪侍电机2的转差率sM和s CN 105116330 A 机切 4/5 页
[0034] 式中，fM为被测电机1的额定频率；f(；为陪侍电机2的频率，该频率小于额定频率；
[0035] 步骤五：工作在电动机状态的被测电机1的转子铜耗Pfcu2:P fcu2 = sM(PM1-Pfcul-PfJ ;工作在发电机状态的陪侍电机2的转子铜耗Pfcu2:P fcu2 = SG (Pg2_Pgcu1_P fe)；
[0036] 步骤六：工作在电动机状态下的被测电机1的杂散损耗PMs:PMs=Z PsPfeu2/ (P^+PmJ，式中，Σ Ps为被测电机1和陪侍电机2的总杂散损耗，且Σ P s的计算公式为：
[0037] Σ Ps - P Ml_PG2_PMcul_PGcul_PMcu2 _PGcu2_Pfe_P fe_P ΔΔ；
[0038] 步骤七：将被测电机1和陪侍电机2停止运转工作；使被测电机1工作在发电机 状态，陪侍电机2工作在电动机状态；第二驱动器6驱动陪侍电机2运转工作，使陪侍电机 2在额定电压下和大于额定频率条件下工作；第一驱动器5驱动被测电机1工作，使被测电 机1相对于陪侍电机2转向上施加一个反向驱动；调节第一驱动器5使陪侍