电动机空载电流的估算、判断标准及相关故障分析

电动机空载电流的估算、判断 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 及相关故障分析 电动机空载电流的估算、判断标准及相关故 障分析 24《电气开关)(2006.No.1) 文章编号:1004--289X(2006)01一o024一O3 电动机空载电流的估算,判断标准及相关故障分析 杨斌文袁晓华 (湖南文理学院,湖南常德415003) 摘要:从理论与实践的结合上,论述了三相异步电动机空载电流的估算方法,判断 标准,并由空载电流的异常情 况分析了电机的故障所在,最后给出了应用实例. 关键词:三相异步电动机;空载电流;估算方法;判断标准;故障分析 中图分类号:TM343+.2文献标识码:B TheEstimation,DecisionStandardandRelatedFault AnalysisofNon--loadCurrentofaMotor y?GBin—wenYUANXiao—hua (HunanUniversityofArtsandScience,ChangdeHunan415003,China) Abstract:Combiningtheorywithpractice,theestimationanddecisionstandardofnon--load currentofthree -—— phaseasynchronousmotorareexpoundedandthefaultofthemotorisanalyzedaccordingtoab normalcondi—- tonofthenon--loadcurrent.Finally,appliedexampleisgiven. Keywords:three—phaseasynchronousmotor;non— loadcurrent;estimationmethod;decisionstandard;fouh analysis 其中m=tgq~N一面 1引言 三相异步电动机的空载电流是衡量电动机效率等 性能指标的重要参数之一,当电动机制造或修理后,要 检测其空载电流,以鉴定电机的质量.然而在电机的铭 牌或产品说明书上一般不标注空载电流的值,当电机 修理后,其空载电流又如何判断是否符合要求?电机还 存在哪些问题?为此必须明确原电动机的空载电流的 大小与判断标准本文从理论与实践的结合上,阐述了 电机空载电流的估算方法,判断标准及其相关故障分 析. 2空载电流的估算 三相异步电动机空载电流的估算有两个方面的表 达式. (1)根据异步电动机的简化圆图理论推导出来的 表达式(推导过程从略): Io===mINCOSq)N(】) sinq~l—x/1一(2COS~NKn/K1)0 式中.一电动机的空载电流 一 电动机的额定电流 c0s一电动机的额定功率因数 中N一额定功率因数角 一 起动功率因数角 K.一起动转矩倍数 K一起动电流倍数 计算时所需的上述参数在电机产品说明书中可以 查得. (2)根据异步电动机的试验数据,进行统计分析, 归纳出近似表达式: .一N一(1.3O,1.34)尸N(2) 式中尸一电动机的额定功率,kw (2)式中,当电动机的极数越多,容量越小时,取接 近1.30的值,反之取接近1.34的值.两个表达式相比 较,公式(1)计算所用原始参数较多,计算工作量大,现 场不太适用;公式(2)比较简单,所用参数少,现场计算 《电气开关))(2006.No.1)25 容易,但在某些情况下,计算结果的误差相对大一些.4.1 3空载电流的判断标准 电动机空载电流无统一的标准,空载电流的大小 与电动机容量,结构形式,铁芯质量,极数等有关,还与 电机生产的加工工艺,装配质量及电机使用情况都有 一 定的关系.同样系列和极数的电机,容量越大,空载 电流相对额定电流越小;同容量的电机极数越多,空载 电流相对越大.另外,起重,冶金用电动机的空载电流 较大,一般占额定电流的5O9,i,9O9,6.由于生产厂家 工艺水平不一样,厂标规定的空载电流的大小也有所 不同,但各厂家之间的依据有一个合理的范围,用占额 定电流的百分比表示,如表1所示.如果检测出来的空 载电流与估算值相差较大,即与表1不符合,则可认为 电机的空载电流不合格. 表1电机空载电流与额定电流的百分比() 4依据空载电流判断电机故障 由电机学的知识可知,电机的空载电流约等于励 磁电流,而励磁电流与电机的结构参数有关,即 (3) 式中一励磁电流 尸一磁极对数 F.一空载磁势 一 定子相数 Kw一绕组系数 , 绕组每相串联匝数 另外1=B6Lr/Ks(4) 式中一每极磁通 B.一气隙平均磁密 一 铁芯有效长度 r一极距 K.一磁饱和系数 U?4.44f1t1k11(5) 式中一绕组相电压 ,一电源频率 下面依据(3),(5)式,从三个方面讨论空载电流 异常时电动机可能存在的故障. 空载电流过大 由(3)式可知,.过大有可能是F.变大,也有可 能是Kwl或变小所致.F毗变大的主要原因有: 1)铁芯老化,导磁率降低,铁耗增大; 2)铁芯表面受损(尤其是车削转子时),齿槽破坏, 槽VI变大等情况,使气隙增大; 3)定转子轴向未对齐,铁芯错片严重,叠装不紧固 等原因,使铁芯有效长度变小,或铁芯磁轭有效截 面变小导致K.增大,由(4)式可知要保持不变(由 (5)式可知是不变的)就要增大风,依据安培环路 定律,要增大,.也就增大; 4)电动机绕组Y接法错接成?接法,使得增 加3倍,这时.也会增加2/3以上 Kw变小的原因主要是绕组线圈的跨距不正确; 变小的主要原因是线圈匝间短路,绕组并联路数变 多. 4.2空载电流过小 这种情况的主要原因是增大,如把绕组的并 联路数减少了;其次是把?接法的绕组错接为Y接 法.在这两种情况下.会下降较多. 4.3空载电流不平衡 当三相电源对称时,电动机三相绕组的空载电流 也应基本对称,如果某相的.超过三相平均值的 1O,则视为不合格.出现这一情况的可能性有:某相 线圈或极相组极性接反;某相绕组首末端接反;线圈短 路或相间部分短路;线圈漏接或焊接不良;绕组对地绝 磁路不对称等. 缘不良;铁芯局部短路, 在上述空载电流异常的三种情况中,以空载电流 变大较为常见,尤其是在电机大修之后. 5应用举例 (1)一台电动机型号为Y90S一2,PN一1.5kW,UN 一 38OV,IN一3.4A,cosdPN一0.85,K1=7,K.t=2.2,经 修理后实测空载电流i.=1.5A,即o/IN一44.12%, 试确定该电机空载电流是否合格. 首先按(1)式求.: sindp1=0.8453 优一0.4972 I.一1.4369A 那么./I一42.26 如果按(2)式求J.: I.一N一(1.3O,1.34)PN一1.45,1.39A 那么0/IN一42.65,4O.889/6 26《电气开关}(2006.No.1) 文章编号:loo4--289X(2006)01—0026—03 VarispeedG7变频器在转炉倾动系统中的应用 张建平 (山西新临钢炼钢厂,山西临汾041000) 摘要;介绍了日本安川VarispeedG7系列CIMR--G7A4055型变频器在转炉倾动过 程中的应用,同时结合 PLC控制技术,对转炉电气控制系统作了简要说明. 关键词:PLC系统;调速;变频器 中图分类号:TN77文献标识码:B ApplicationofVarispeedG7TransducerintheConverterTiltingSystem ——户g ZffANG口 (Steel--meltingPlantofShanxiNewLingangSteelCo.,LinfenShanxi041000,China) Abstract:TheapplicationofVarispeedG7seriesCIMR--G7A4055typetransducerinthecon vertertilting processispresented.CombiningwithPLCcontroltechnique,theelectriccontrolsystemofth econverteris briefed. Keywords:PLCsystem;speedregulation;transducer l引言 临钢炼钢转炉倾动传动电动机为绕线型异步电动 机,原采用接触一继电方式控制,通过LK一8/0.5型 主令控制器与电阻器相配合,在转子电路内串联电阻 来完成调速控制.它是利用电机转差功率的一种经济, 两种算法所求.的值与实测值接近,Io/IN的值 也接近,且都位于表1中合理范围(40,5O)中,故 该电机的空载电流合格. (2)一台电动机型号为Y315S一6,PN=75kW,UN 一380v,IN=141A,COS(PN=0.87,KI一6.5,K一1.6, 经大修后实测空载电流Io=52.8A,即./i一 37.45%,试确定该电机空载电流是否合格. 同理,按(1)式求得: Io一41.6007A,Io/iN一29.509/6; 按(2)式求得: I.一43.5,40.5A,Io/iN30.85,28.72%,两 种算法所求./J的值接近,都位于表1合理范围 (22,33)中.而实测.值比估算值大许多,且./ 的值37.45也超过了表1中的合理范围,故该电 高效的凋速方法.但是,异步电机在串级调速状态下工 作的机械持续性较差,调速范围受限制,且由于工作电 压高,控制系统相对可靠性和稳定性较差,故障率极 高,严重制约了生产的连续进行.为获得较好的动态加 速性能及提高静态调速精度,于2000年对转炉倾动系 统进行变频--PLC控制方式改造. 机的空载电流不合格. 按照上述.过大的分析情况,我们重新检查了电 机,找出了原因:一是铁芯老化;二是因电机运转时间 较长,风砂磨损铁芯表面,使铁芯表面遭受磨损,气隙 增大. 参考文献 [1]傅丰礼,唐孝镐.异步电动机设计手册EZ].机 械工业出版社,2002.1 [2]赵家礼.电机修理技师手册[Z].机械工业出版 社,2003.1 [3]顾绳谷.电机及拖动基础[M].机械工业出版社, 2003.7 收稿日期:2005—03,14