电机热态电阻的自动测量系统及其工作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电机试验技术领域，尤其涉及一种电机热态电阻的自动测量系统，还涉及该电机热态电阻的自动测量系统的工作方法。
【背景技术】
[0002]在GB/T 25123.2、IEC 60349-4和TB/T 1704等标准中，电机的温升试验均是必做项目，其温升直接关系到一个电机性能的好坏，因此，准确测量绕组温升很重要。在相关标准中，温升的测量方法也进行了明确的说明，业界通常采取的温升测量方法(电阻法)包括以下步骤:(I)关冷却风；(2)断陪试电机的电源；(3)降被试电机速度，与此同时需要I人往测量现场送秒表；(4)拉被试电机端电闸；(5)使电阻测量设备(微欧计或其它电阻测量设备)夹住给定绕组；(6)给电阻测量设备通电；(7)按标准要求的时间间隔进行数据测量，以得到给定绕组电阻的离散值，得到的离散值作为外推电源切断瞬间温升的数据；(8)数据拟合，即用这些离散值从时间上外推到电源切断瞬间，将数据拟合的结果作为电源切断瞬间给定绕组的电阻值；(9)根据测试公式At = (R2-R1) (X+h)/R1-(Vt1)以及上一步骤得到的电源切断瞬间给定绕组的电阻值R2，计算温升At，式中X表示断电瞬间冷却介质温度，对于铜导线绕组X为234.50C，对于铝导线绕组X为225°C ; Λ t表示温升况表示试验开始(即通电前，环境温度为D给定绕组的电阻值，单位为欧姆；R2表示达到稳定状态后试验结束时(即断电瞬间，环境温度为t2)给定绕组的电阻值，单位为欧姆。
[0003]上述步骤(I)至步骤(8)为现有技术中电机温升试验中热态电阻的测量方法，该测量方法的缺陷在于:
[0004]I)该测量方法为人工测量方法(目前还未出现自动化解决方案)，测试过程中易出现人为失误，而导致试验数据不准确或试验失败；测试过程通常需要四人以上同时进行操作，所需试验人员太多，要求各个人员操作步骤协调统一；人工读数无法保证数据的精确性，从而不能正确反映电机绕组的温升；另外，由于在测量时相关试验人员需要在电机还在运转时就提前到试验现场做准备，故影响试验人员的人身安全；
[0005]2)通常针对大功率电机的温升试验，其试验时间及能耗都是很大的，若出现因为人为原因造成最后热态电阻的测量失败，或是测量的不准确，长时间造成的损失必须纳入成本的考虑范围内。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是现有技术中电机温升试验中热态电阻的测量方法存在的缺陷:电机停机时，对时间计时及设备协调使用的要求很高，而该方法为人工测量方法，在试验过程中，通常需要四人以上同时进行操作，人为造成的试验误差极大，经常造成绕组温升推断不准确，不能正确反映电机绕组的温升，同时还会影响试验人员的人身安全；另外，对于大功率电机温升试验，长时间温升误差造成的损失必须纳入成本的考虑范围内。
[0007]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电机热态电阻的自动测量系统及其工作方法。
[0008]根据本发明的第一个方面，提供了一种电机热态电阻的自动测量系统，其包括陪试电机、扭矩仪、控制器以及均受控于所述控制器的第一变流器、第二变流器、第一投切装置、第二投切装置、第三投切装置、第四投切装置、绕组切换装置、电阻测量装置和用于冷却被试电机的三相绕组的通风装置；
[0009]所述陪试电机的输出轴通过所述扭矩仪与所述被试电机的输出轴啮合连接；
[0010]所述陪试电机的三相绕组通过所述第三投切装置和所述第一变流器连接试验电源；
[0011]所述被试电机的三相绕组通过所述第一投切装置和所述第二变流器连接所述试验电源；所述被试电机的三相绕组还通过所述第二投切装置和所述绕组切换装置连接所述电阻测量装置；所述电阻测量装置通过所述第四投切装置连接供电电源。
[0012]优选的是，所述绕组切换装置包括均受控于所述控制器的第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器；
[0013]所述被试电机的U相绕组通过所述第二投切装置和所述第一继电器的第一常开触点连接所述电阻测量装置；
[0014]所述被试电机的W相绕组通过所述第二投切装置和所述第二继电器的第二常开触点连接所述电阻测量装置；
[0015]所述第一常开触点的用于连接所述电阻测量装置的一端通过所述第三继电器的第三常开触点和所述第四继电器的第四常开触点连接所述第二常开触点的用于连接所述电阻测量装置的一端；所述第三常开触点的用于连接所述第四常开触点的一端通过所述第二投切装置连接所述被试电机的V相绕组。
[0016]优选的是，所述自动测量系统还包括保护投切装置，所述被试电机的三相绕组通过所述第二投切装置、所述绕组切换装置和所述保护投切装置连接所述电阻测量装置。
[0017]根据本发明的第二个方面，提供了上述电机热态电阻的自动测量系统的一种工作方法，其包括:
[0018]所述控制器闭合所述第一投切装置和所述第三投切装置，并运行所述陪试电机和所述被试电机；
[0019]当所述被试电机满足预设的热稳定条件时，所述控制器断开所述第一投切装置，同时开始计时、关闭所述通风装置并控制所述陪试电机降速运行；
[0020]当所述陪试电机的转速降为零时所述控制器判断累计计时是否小于第一预定时间；如果是，则所述控制器在第二预定时间后闭合所述第二投切装置，并在闭合第二投切装置后的第三预定时间后控制所述电阻测量装置测量所述被试电机的绕组的电阻。
[0021]优选的是，所述控制器控制所述电阻测量装置测量所述被试电机的绕组的电阻，包括:
[0022]所述控制器将所述绕组切换装置调节至指定状态，以使所述电阻测量装置按照预设间隔测量所述被试电机的指定相绕组的电阻；或者
[0023]所述控制器按照预设间隔调节所述绕组切换装置的状态，以使所述电阻测量装置循环测量所述被试电机的三相绕组的电阻。
[0024]优选的是，所述方法还包括:
[0025]当判断出所述电阻测量装置处于空闲状态时，所述控制器断开所述第四投切装置，直到判断出所述电阻测量装置处于工作状态时，闭合所述第四投切装置。
[0026]根据本发明的第二个方面，提供了上述电机热态电阻的自动测量系统的另一种工作方法，其包括:
[0027]所述控制器闭合所述第一投切装置和所述第三投切装置，并运行所述陪试电机和所述被试电机；
[0028]当所述被试电机满足预设的热稳定条件时，所述控制器断开所述第三投切装置并控制所述第二变流器逐渐降低所述被试电机的驱动电流，并在所述被试电机的驱动电流下降到预设电流的80%时，关闭所述通风装置并开始计时；
[0029]当所述被试电机的转速降为零时所述控制器判断累计计时是否小于第一预定时间；如果是，则所述控制器在第二预定时间后闭合所述第二投切装置，并在闭合第二投切装置后的第三预定时间后控制所述电阻测量装置测量所述被试电机的绕组的电阻。
[0030]优选的是，所述控制器控制所述电阻测量装置测量所述被试电机的绕组的电阻，包括:
[0031]所述控制器将所述绕组切换装置调节至指定状态，以使所述电阻测量装置按照预设间隔测量所述被试电机的指定相绕组的电阻；或者
[0032]所述控制器按照预设间隔调节所述绕组切换装置的状态，以使所述电阻测量装置循环测量所述被试电机的三相绕组的电阻。
[0033]优选的是，所述方法还包括:当判断出所述电阻测量装置处于空闲状态时，所述控制器断开所述第四投切装置，直到判断出所述电阻测量装置处于工作状态时，闭合所述第四投切装置。
[0034]与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优