赌转电流和赌转转矩的测定检测
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发布时间:2025-07-04 08:27:54 更新时间:2025-07-03 08:27:54
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作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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赌转电流(又称堵转电流)和赌转转矩(又称堵转转矩)是评估电动机在启动瞬间或转子被完全堵住不转时性能的关键参数。这些参数的测定对于电机的设计验证、保护装置(如熔断器、断路器和热继电器)的选型匹配、以及评估电机在极端工况下的耐受能力和安全性至关重要。通过精确测量堵转状态下的电流和转矩,工程师可以判断电机在启动或遇到卡死等故障时的冲击特性,确保电机及其驱动系统在异常情况下仍能具备足够的可靠性,防止因过流导致绕组过热烧毁或机械部件损坏。
本检测的核心项目包括:
1. 赌转电流 (Locked-Rotor Current, LRC): 指在额定频率和额定电压下,电动机转子被机械制动完全堵住不能旋转时,定子绕组从电源输入的稳态线电流(通常以方均根值表示)。这是衡量电机启动电流峰值和过载能力的重要指标。
2. 赌转转矩 (Locked-Rotor Torque, LRT): 指在上述相同堵转条件下,电动机轴端产生的转矩。它表征了电机在启动瞬间或克服重载、卡阻时的初始力矩输出能力,直接关系到电机能否顺利启动负载。
进行赌转电流和赌转转矩测定需要以下关键仪器设备:
1. 电源及供电系统: 能够提供稳定、可调且波形失真度较小的额定频率、额定电压(三相或单相)的交流电源。常使用大容量调压器或专用变频电源。
2. 堵转装置: 用于可靠地固定(堵住)电动机转轴,使其无法转动。此装置需具有足够的刚度和强度以承受堵转转矩而不变形或损坏。
3. 转矩测量传感器: 直接安装在电机轴与堵转装置之间,用于实时精确测量堵转状态下电机输出的转矩。常用精密动态转矩传感器(如应变式、相位差式)。
4. 电流测量设备: 高精度电流互感器(CT)或罗氏线圈配合高带宽的数字功率分析仪或示波器,用于准确捕捉和测量堵转时的定子电流(有效值及波形)。
5. 电压测量设备: 高精度电压互感器(PT)或差分电压探头,配合功率分析仪,用于监测和记录施加在电机端子上的电压。
6. 数据采集与处理系统: 计算机系统配备专业数据采集卡和分析软件(如LabVIEW,或功率分析仪自带软件),用于同步采集电流、电压、转矩信号,计算并记录LRC和LRT值。
7. 温度监测设备: 热电偶或红外测温仪,用于监测堵转过程中电机绕组和关键部件的温升情况(因堵转是短时试验,温升需严格控制)。
标准的赌转电流和转矩测定通常遵循以下步骤(以三相异步电动机为例):
1. 准备工作: 将电机牢固安装在试验台上,通过刚性联轴器将其轴端与转矩传感器连接,转矩传感器另一端牢固连接到堵转装置上,确保转子被完全锁定无法转动。在电机定子绕组上布置好电流、电压测量点(通常直接在接线端子处),在关键部位(如绕组、轴承)布置温度传感器。确保所有测量仪器已校准并在有效期内。
2. 冷态初始测试: 在电机处于环境温度(冷态)时进行首次测试。施加一个较低的电压(如15%-25%额定电压),测量此时的电流和转矩,用以初步验证测试系统工作正常。
3. 正式堵转测试:
a. 方法A(直接施加额定电压): 快速(通常在1秒内)将额定频率、额定电压加到电机定子绕组上。同时启动高速数据采集系统,记录从电压施加瞬间开始的电流、电压、转矩波形,直至达到稳态(通常几秒内)。记录稳态堵转电流值和堵转转矩值。此方法模拟最严酷的启动情况。
b. 方法B(降压法): 如果担心直接加额定电压可能导致绕组过热损坏(尤其对大功率电机),可采用降压法。施加不同等级的电压(如25%, 50%, 75%额定电压),测量对应的堵转电流和堵转转矩。然后通过比例关系(通常认为堵转电流与电压成正比,堵转转矩与电压的平方成正比)外推计算得到额定电压下的LRC和LRT。此法相对温和,但需要外推计算。
4. 数据记录与处理: 采集堵转过程中的电流、电压、转矩波形数据。计算稳态(或达到峰值后相对稳定阶段)的电流方均根值(即LRC)和平均转矩值(即LRT)。分析电流波形是否有畸变。
5. 温升监测与保护: 整个堵转过程时间必须严格控制(通常不超过10秒,具体参见标准或电机规格书),并密切监控绕组温度。一旦达到规定时间或温升接近限值,立即切断电源。多次试验需待电机冷却至接近环境温度后进行。
赌转电流和赌转转矩的测定方法、程序、允许偏差及性能要求主要依据以下国内外标准:
1. 中国国家标准 (GB):
• GB/T 755-2019 《旋转电机 定额和性能》 - 这是最基础的标准,规定了旋转电机(包括异步电机)的试验方法和性能要求,其中包含堵转电流和堵转转矩的测试方法和限值指南。
• GB/T 1032-2012 《三相异步电动机试验方法》 - 这是专门针对三相异步电动机的详细试验标准,其第8章“堵转试验”详细规定了堵转电流和堵转转矩的试验目的、方法、程序、数据处理和结果表达。
2. 国际电工委员会标准 (IEC):
• IEC 60034-1:2022 《Rotating electrical machines - Part 1: Rating and performance》 - 国际通用的旋转电机基础标准,内容与GB/T 755类似且常作为其制定基础。
• IEC 60034-12:2016 《Rotating electrical machines - Part 12: Starting performance of single-speed three-phase cage induction motors》 - 专门针对三相笼型异步电动机的启动性能(包括堵转特性)的标准。
3. 美国标准 (NEMA):
• NEMA MG-1-2021 《Motors and Generators》 - 北美地区广泛采用的标准,其第12部分详细规定了多相感应电动机的堵转电流(LRA - Locked Rotor Amperes)和堵转转矩(LRT)的定义、测试方法和设计限值。
关键要求与限值: 各标准均强调试验应在额定电压、额定频率下(或通过规定方法等效)进行;规定了堵转电流与额定电流的倍数关系(LRC/In),堵转转矩与额定转矩的比值(LRT/Tn);对测量精度(如电流、电压、转矩的测量误差要求)、试验持续时间、温度条件、数据读取方式等都有明确规定。具体的倍数或比值限值则取决于电机的设计类型(如NEMA Design A, B, C, D)或效率等级(如IE等级)。
证书编号:241520345370
证书编号:CNAS L22006
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