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绕组直流电阻的测定实验

  发表时间:2012-10-27 15:38   来源: 未知   TAG标签: 潍柴配件   点击:24次
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四、绕组直流电阻的测定试验

 
电机绕组的直流电阻是电机的一个重要参数,测定这个参数也是电机试验的一项重要内容。通过对实测电阻值的分析,可以初步判定被试电机绕组的匝数、线径、并绕根数、接线方式和接线质量等是否达到了设计或预计的要求以及绕组匝间有无严重的短路现象等。绕组的直流电阻又是参与损耗计算和温升计算必需的一个参数,因此绕组直流电阻的测定试验必须选择较高精度的测试仪表并做到认真和细心,使所测数据具有较高的准确度。
在电机试验中测量绕组的直流电阻时,一般采用直流电阻测1仪表直接测取数值;也可以采用电压表和电流表同时测取通过绕组的直流电流和绕组两端的电压,再利用欧姆定律求出被试绕组直流电阻的,该方法简称为"电压电流法"。下面详细介绍测量绕组直流电阻仪表的使用方法以及以上两种测量方法的相关内容。
(一)直流电阻测量常用仪表及其使用方法
1.直流电阻测量仪表的常用类型
(1)直流电阻电桥测量电机绕组直流电阻最常用仪表是直流电阻电桥。常用的直流电阻电桥有两大类:一类称为单臂电桥,又称为惠斯登电桥;另一类称为双臂电桥,又称为凯尔文电桥。这是的""是指电桥与被测电阻的连线,单臂是每端一条连线;双臂是每端两条连线。单臂电桥用于测量10以上的电阻;双臂电桥则用于测量110以下的电阻。双臂电桥和单臂电桥相比,其优点是可以基本消除引接线电阻产生的误差。
(2)数显电子式直流电阻测量仪数显电子式直流电阻测量仪的规格较多,其工作原理是基于前述的"电压电流法"。和直流电阻电桥相比,数显电子式直流电阻测量仪具有使用方便、读数快捷的优势,在一定的测量范围内,还具有精度高的优点;其不足之处是,测量毫欧级电阻时的精度还较低。使用这类仪表时,应注意给绕组通入的电流不要超过绕组额定电流的10^,并且通电时间要尽可能短,以免绕组发热影响测量的准确度。
    2.单臂电桥的使用方法和注意事项
下面以QJ23型单臂电桥为例,讲述单臂电桥的技术参数、使用方法和注意事项。QJ23型单臂电桥外形结构示意图如图10-14 (a)所示。
 

 
(1)技术参数
QJ23型单臂电桥的测量范围为1?99991K
 
0123型单臂电桥的准确度等级,在1?99990范围内为0.2级,在1?99990范围内为2级。
(2)使用方法
在电桥内装好32号干电池。若用外接电池,则应将电池正、负极用引线分别接在表盘上端钮3的(十,一)上。
按下钮B (11),旋动旋钮2,使检流计12的指针指到0位。
③将被测电阻接于端子8上。两条引接线应尽可能短粗,并保证接点接触良好,否则将产生较大误差。
④估计被测电阻的阻值,并按其选择倍率旋钮4所处的倍数。在电机测量范围内的选择方法如表10-7所示。
进一步按被测电阻估计值选择旋钮5 (×1000)的数值〔将所选数值对正盘底上的箭头,下同:)。其余6 7 9旋钮置于0"位置。
按下按钮6(10后,再按下按钮。(^),观看检流计指针的摆动方向,若很快摆到""方向,则应调大旋钮5的数值,直到指针返回0"位或摆向""方向。
若摆向0"位但未到0,则固定旋钮5,选择旋钮6(×100)9(×10)和7(×1)的数值(向数增大的方向:),使指针到0位。松开按钮G后,再松开按钮B
此时,从旋钮5 (×1000)、6(×100)、9(×10)和7(×1)依次逢出数值,再乘以旋钮4所指的倍数,即为被测电阻的阻值,单位为0。如图10-14化)所示,则被测电阻的阻值为5158×0,01 = 51.58若将旋钮5 (×1000)、6(×100)、9(×10)和7(×1)都旋到了最大值(即9),表针仍在""的最边缘,则应先将5 (×1000)旋到1位,再旋动倍数钮4,使其增大一个数量级,例如原为0.1改为1,看表针是否摆向0""方向。若仍未动,则应再加大一个数量级,直到表针摆向""方向为止。此时,依次旋动钮6(×100)、9(×10)或7(×1),使数值减少,使指针回到0"为止。总之,指针偏向""时,倍数和数值钮往大数方向调节,指针偏向""时,倍数和数值钮往小数方向调节,直到指针指到0"时为止。
       (3)注意事项
若按下按钮0时,指针很快打到""""的最边缘,则说明预调值与实际值偏差较大,此时应先松开0钮,调整有关旋钮后,再按下0钮观看调整情况。时间让检流计指针偏在边缘处会对检流计造成损害。
13 0两个按钮分别负责电源和检流计的合断。使用时应注意:先按下8,再按下0;先松开0,再松开8。否则有可能损坏检流计。
长时间不使用时,应将内装电池取出。
下面要讲述的0144型双臂电桥的注意事项与上述注意事项基本相同。
3.双臂电桥的技术参数与使用方法
下面以0144型双臂电桥为例,说明双臂电桥的技术参数与使用方法。0^44型双臂电桥的外形结构示意图如图10-15 (a)所示。
 

 
      (1)技术参数QJ44型双臂电桥的有效量程为0 0001?11 0. 01?11时的准确度为0.2级,00001?000110时的准确度为1级。可用于精密测量,例如同步发电机型式试验时测量1以下绕组的直流电阻。内装2号干电池4节〈并联)和9V叠层电池(6F22型)2节(并联:),也可外接大容量电池。
(2)使用方法
安装好电池,外接电池时应注意"十、一"极。
接好被测电阻XX,应注意4条接线应按图10-15 (b)所示连接,即P1、P2靠近被测电阻,C1C2在外,紧靠P1、P2。接线要牢固可靠,尽可能减少接触电阻。
将电源开关拨向""的方向,接通电源。
调整调零旋钮2,使检流计3的指针指在"^)"位。一般测量时,将灵敏度旋钮4旋到较低的位置。
按估计的被测电阻值预选倍数旋钮(9)的数值和大数旋钮(10)的数值。倍数与被测值的关系如表10-8所示。
先按下按钮8,再按下按钮0。先调数值旋钮10,粗略调定数值范围,然后再调整小数字拨盘6,细调确定最终数值。
检流计指针方向和调节旋钮6 9 10的方向关系原则上同0123中有关论述。检流计指零后,先松开G,再松开B。测量结果为
10号钮所指数十6号钮所指数)×9号钮所指数
例如,图10-15 (^)所示被测电阻Rx
Rx = 0. 05+0.09×0. 1 = 0. 0059×0.1=0.0059
测量完毕,将11拨向^",断�电源。
(二)"电压电流法"试验电路和电阻的计算
       1.试验线路
"电压电流法"测取直流电阻的试验线路有如图10-16所示的两种。它们的不同点在于电压表和电流表的相互位置,一般按电压表的接线位置来分,电压表在电流表前面时称为"前接法",电压表在电流表后面时称为"后接法"。图中的Rx代表被测绕组的直流电阻,单位为欧姆(^);电流和电压的单位分别为安培(A)和伏特(V)。
       2.仪表的选用要求
所用电压表和电流表的准确度都不应低于0.5级,电压表的内阻应尽可能高,电流表的内阻应尽可能小,尽量提高测量结果的准确度。
3.电阻的计算
(1)不考虑方法误差的计算用"电压电流法"测取直流电阻时,不管是"前接法"还是"后接法",都会因仪表显示的电压(或电流)值略大于被测电阻的电压(或电流)而造成一定的偏差。对于"前接法",若被测电阻阻值较大;对于"后接法",若被测电阻阻值较小,并对测量结果的精度要求不高时,可用欧姆定律公式直接求出结果。即〈参见图10-16
                      Rx=U/I
(2)"前接法"误差的修正"前接法"产生误差的主要原因是由于电压表显示值中除包含有被测电阻两端的电压降外,还包含有电流表内部电路的电压降。由此可以认为:"前接法"较适用于电流表内阻远小于被测电阻的场合,即适合测量较大电阻值的电阻。设电流表的内阻为RA,根据欧姆定律可知被测电阻的实际值为
              Rx=U-IRA/I=U/I-RA
(3)"后接法"误差的修正"后接法"产生误差的原因是由于电流表显示值中除含有被测电阻的电流外,还包含有电压表支路的电流。由此可以认为:"后接法"适用于电压表内阻远大于被测电阻的场合,即适合测量较小电阻值的电阻。设电压表的内阻为尺V,则被测电阻的实际值为
       Rx=URv/(Irv-U)
      (三)不同温度时导体直流电阻的换算
一般金属导体的直流电阻与温度有如下固定的关系,
               R1=(K+t1)R2/(K+t2)
式中   R1一温度为0时的直流电阻,山
R2�温度为"时的直流电阻,0
K一一导体的电阻温度计算系数(在0℃时,导体电阻温度系数的倒数〉,对铜绕组,
K=235;对铝绕组,K=225
(四)三相绕组直流电阻的测量
三相交流同步发电机都具有三相对称的绕组。在国家标准中规定了绕组直流电阻的测量方法。测量时,都要测量被测绕组的温度,若电机处于实际冷状态,可用周围环境温度来代替绕组温度。在进行型式试验或其他需要精确结果的试验时,对每一相电阻(或每一线电阻)测量3次,然后取3次的平均值作为测量结果。一般出厂检查试验可只测量一次。
1.直接测量相电阻
当三相交流同步发电机的定子或转子三相绕组各相的头尾共6个端点都引出,或三相绕组在电机内部已接成星形(丫形、但除三个相线引出外,中性线也引出时,可以分别测量各相的直流电阻。
2.测量线电阻
当三相交流同步发电机的定子或转子三相绕组在电机内部已接成星形〈丫形)或三角形(),并且只引出3条线时,则只能测量每两个线端的电阻(习惯称为"线电阻""端电")。若需要得到每相的电阻,则需通过专用公式进行换算。
  (五)相电阻与线电阻的换算关系
当测量值为3个线电阻Ruv和Rvw;Rwu,需要将其换算成相电阻时,可根据需要和测试数据的情况采用下述两种办法。
      1.精确换算
2.求取三相相电阻平均值的简单计算
电机试验时,经常用三相电阻的平均值来计算绕组的热损耗(习惯称为"铜损耗")。当实测三个线电阻的不平均度较小时(见下述规定〕,允许使用下述简单的计算方法求取三相相电阻的平均值""以下两式中,RL为三个实测线电阻的平均值。
   对三相星形连接(丫)绕组,当实测三个线电阻的不平衡度不超过士2%
对三相三角形连接(厶)绕组,当实测三个线电阻的不平衡度不超过±1.5%
      (六)确定大容量电机绕组冷态温度注意事项
在测量和确定容量较大的电机绕组实际冷态温度时,一般不采用周围的环境温度,而是采用下面的专门规定。
电枢绕组和辅助绕组(如自励恒压发电机的谐波绕组等、应根据电机的大小,在不同部位测量绕组端部和槽部的温度,如有困难时,可测量铁芯齿和铁芯轭部表面的温度。取平均值作为绕组的实际冷状态温度。
凸极式电机的励磁绕组:可在绕组表面若干处直接测量温度,取平均值作为绕组的实际冷状态温度。
隐极式电机的励磁绕组:应测量绕组的表面温度,测量有困难时,可用转子表面温度代替,对大中型电机,测点应不少于3个,取其平均值作为绕组的实际冷状态温度。
自励恒压同步发电机的谐波绕组:对自励恒压发电机的谐波绕组(如变压器、电抗器等〉,应用温度计测量铁芯或绕组的表面温度作为绕组的实际冷状态温度。
 
 
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