效率測試是所有電傳動(dòng)部件及系統重要檢驗項目，GB 755 旋轉電機定額及性能標準中對各類(lèi)電機設備效率檢測方法進(jìn)行了詳細的介紹。旋轉電機效率測試主要有直接測試法及損耗分析法，效率的直接測試方法是通過(guò)對直流電機輸入輸出功率的直接測試而求得效率的方式，下面本文對直流電機效率的直接測試相關(guān)試驗方法及計算進(jìn)行詳細介紹。

一直流電機輸入功率和輸出功率的測量

　　直接測定效率時(shí)，電動(dòng)機的輸入功率用電工儀表測量，輸出功率的機械功率用測功機、轉矩測量?jì)x測量；發(fā)電機的輸出功率用電工儀表測量，輸入功率用測功機、轉矩測量?jì)x測量。

　　輸入功率用電壓乘電流來(lái)計算，試驗電源為整流電源時(shí)要求采用真實(shí)讀書(shū)瓦特表或指示電壓、電流瞬時(shí)值乘積平均值的其他測量裝置直接測取電樞回路輸入功率，也可分別測量直流功率分量和交流功率分量然后求和。

　　測功機的功率，在與被試電機同樣的轉速下應不超過(guò)被試電機額定功率的三倍；轉矩測量?jì)x的標稱(chēng)轉矩，應不超過(guò)被試電機額定轉矩的三倍。測功機與被試電機之間應用彈性聯(lián)軸器連接，連接應保證良好、同心。

二直流電機效率直接測試方法

　　直流電機效率直接測試試驗時(shí)，被試電機應在額定功率或額定轉矩、額定電壓及額定轉速下運行至熱穩定，讀取輸入或輸出的電壓、電流、功率、轉速及轉矩，并保存周?chē)鋮s空氣溫度，然后立即測定串勵、并(他)勵及電樞繞組的電阻，并將冷卻空氣溫度換算至25℃。

三直流電機效率直接測試相關(guān)計算

　　被試電動(dòng)機的輸出機械功率P2按照下式1計算：

                   ……1

　　式中：

　　TM——被試電動(dòng)機輸出轉矩，N.m；

　　nM——被試電動(dòng)機轉速，r/min。

　　被試電動(dòng)機的效率ηM按照下式2計算：

                  ……2

　　式中：

　　P1——被試電動(dòng)機輸入功率，W。

　　被試發(fā)電機的輸入機械功率P1(W)按下式3計算：

                  ……3

　　式中：

　　TG——被試發(fā)電機輸入轉矩，N.m；

　　nG——被試發(fā)電機轉速，r/min。

　　如被試發(fā)電機為他勵，則輸入功率中還應加入勵磁功率。

　　被試發(fā)電機的效率ηG按照下式4計算：

                  ……4

　　式中：

　　P2——被試發(fā)電機輸出電功率，W。

四直流電機效率直接測試時(shí)溫度換算

　　用直接法測定電機效率時(shí)，如試驗時(shí)的冷卻空氣溫度不是25℃，應按照下式5換算到25℃。

                  ……5

                                    ……6

　　式中：

　　η25——冷卻空氣溫度為25℃時(shí)電機的效率；

　　P2——效率測定時(shí)電機的額定輸出功率，W；

　　P1(25)——冷卻空氣溫度為25℃時(shí)電機的額定輸入功率，W；

　　P1——效率測定時(shí)電機的額定輸入功率，W；

　　Ia——效率測定時(shí)電機的額定電樞電流，A；

　　If——效率測定時(shí)電機的額定勵磁電流，A；

　　R2a、R2c、R2f——效率測定后立即測得的電樞繞組、勵磁繞組及并勵繞組的電阻，Ω；

　　Δθa、Δθc、Δθf(wàn)——額定輸出功率時(shí)電樞繞組、串勵繞組及并勵繞組溫升值，K；

　　θ2a、θ2c、θ2f——效率測定后立即測得的電樞繞組、串勵繞組及并勵繞組的溫度，℃；

　　k——常數，對銅繞組為235，對鋁繞組除有特殊規定外應選取225。

　　θ2a按照下式7計算：

                  ……7

　　式中：

　　R2a——效率測定后立即測得的電樞繞組電阻，Ω；

　　R1——實(shí)際冷狀態(tài)時(shí)電樞繞組電阻，Ω；

　　θ1——實(shí)際冷狀態(tài)時(shí)電樞繞組溫度，℃；

　　k——常數，對銅繞組為235，對鋁繞組除有特殊規定外應選取225。

五直流電機效率直接測試測功機轉矩讀數的修正

01直流電機效率直接測試電動(dòng)機輸出轉矩的修正

　　當對測量精度提出更高的要求時(shí)，則應當按照下列式中對測功機所測得輸入出或輸入轉矩值進(jìn)行修正，以便求得被試電機的實(shí)際輸出或輸入轉矩值。

　　被試電動(dòng)機的實(shí)際輸出轉矩按下式修正：

                  ……8

　　式中：

　　TM——被試電動(dòng)機實(shí)際輸出轉矩，N.m；

　　T’M——試驗時(shí)測功機測得的被試電動(dòng)機輸出轉矩，N.m；

　　Tfw——測功機本身消耗的轉矩，N.m。

02直流電機效率直接測試發(fā)電機輸入轉矩的修正

　　被試發(fā)電機的實(shí)際輸入轉矩按下式修正：

                  ……9

　　式中：

　　TG——被試發(fā)電機實(shí)際輸入轉矩，N.m；

　　T’G——試驗時(shí)測功機測得的被試發(fā)電機輸出轉矩，N.m；

　　Tfw——測功機本身消耗的轉矩，N.m。

03直流電機效率直接測試測功機轉矩Tfw的測定及計算方法

　　Tfw(N.m)按下式計算：

                  ……10

　　式中：

　　P1——被試電機在接近額定電壓下驅動(dòng)測功機空載時(shí)的輸入功率(此時(shí)，測功機的電樞及勵磁回路應開(kāi)路)，W；

　　P0——被試電機在上述相同電壓下空載運轉時(shí)的輸入功率，W；

　　Td——測定P1時(shí)測功機指示的轉矩值，N.m；

　　nt——測定P1及Td時(shí)被試電機的轉速(此轉速應調節到等于效率測定時(shí)的轉速，r/min)。

　　上述Tfw的測定方法一般稱(chēng)為空拖試驗，應在效率測定后機組安裝狀態(tài)不改變的情況下進(jìn)行此項試驗。被試電動(dòng)機的實(shí)際輸出轉矩TM及被試發(fā)電機的實(shí)際轉矩TG求得后，即可按照算出較準確地輸出及輸入的機械功率，從而求得較準確地效率。

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