一种高温低压环境下电机的测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高温低压环境下电机特性测试的技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着人类对外太空领域的不断探索，作为航空航天中必不可少的执行和功能部件 的电机，会越来越多的应用在各种极端环境中，例如高温低压环境，在电机使用之前须对电 机的性能进行相应的测试，以验证其能否正常工作在高温低压这种极端环境下，且性能满 足设计需求。但现有电机的测试方法多适用于常温常压情况，并不能满足高温低压情况下 电机的测试。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种高温低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，并不能满足高温低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：所述的一种高温低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，然后放入高低温低气压实验箱4内固定好， 将高低温低气压实验箱4内的测试温度设置KKTC~200°C之间，气压压力值设置在小于 0.0 IMpa，使其接近外太空的真空环境的压力值；
[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 CN 105116332 A
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[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 = sM(PM1-Pfeul_PfJ ;工作在发电机状态的陪侍电机2的转子铜耗Pfcu2:P fcu2= se(Pe2-Pfcul-PfJ ;
[0013] 步骤六：工作在电动机状态下的被测电机1的杂散损耗PMs:P Ms = Σ P sPfeu2/ (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Pfeu2:P fcu2 = sM(PM1-Pfcul-P ' ;工作在发电机状态的被测电机1的转子铜耗Pfcu2=P fcu2= SG(P(；2_P(；cul_Pfe);
[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Ρ&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：
[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 平均值写为：f = (& +/^)/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 LlN 丄UOllbddZ Λ 1VJ ·* ?3/0 JA 值&为：
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] 本发明方法能对电机进行高温低压环境下各参数进行测量，采用双机对拖的方法 测试该环境下的电机，这样就避免了该环境下某些设备不能正常工作的缺点，且在测量精 度上仍可保证设计需要，并能准确的计算出电机的各项损耗值。
【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，然后放入高低温低气压实验箱4内固定好， 将高低温低气压实验箱4内的测试温度设置KKTC~200°C之间，气压压力值设置在小于 0.0 IMpa，使其接近外太空的真空环境的压力值；
[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、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
[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：
[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；
[0039] 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