王永昌

摘要：本文結(jié)合唐山開灤林西礦業(yè)有限公司研制的電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)，介紹了使用單片機(jī)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行測(cè)試的原理、方法，并提出了根據(jù)測(cè)試的結(jié)果，如何判斷電動(dòng)機(jī)的性能，以便于提高檢修質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī) 性能測(cè)試

1 問題的提出

電動(dòng)機(jī)在煤礦企業(yè)應(yīng)用十分廣泛，大部分都是160kW以下的中小型電動(dòng)機(jī)。在煤礦，電動(dòng)機(jī)燒損率非常高，經(jīng)常影響正常生產(chǎn)。我公司在用各類電動(dòng)機(jī)2800臺(tái)，每年燒損240臺(tái)次，造成直接經(jīng)濟(jì)損失500多萬(wàn)元。為此，我們研制了電動(dòng)機(jī)單片機(jī)試驗(yàn)臺(tái)，利用單片機(jī)技術(shù)和傳感技術(shù)，完成數(shù)據(jù)采集和處理，并且給電動(dòng)機(jī)施加模擬負(fù)載，全面測(cè)試電動(dòng)機(jī)性能。

2 工作原理

如圖1所示，該試驗(yàn)臺(tái)采用一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)做為被測(cè)電動(dòng)機(jī)的模擬負(fù)載，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換將電動(dòng)機(jī)的電壓、電流、功率、絕緣電阻、直流電阻、溫度等參數(shù)送入單片機(jī)進(jìn)行處理，單片機(jī)輸出的指令、數(shù)據(jù)由D/A轉(zhuǎn)換成模擬量，通過(guò)可控硅電路，控制發(fā)電機(jī)的激磁電流，從而調(diào)整電動(dòng)機(jī)負(fù)載大小，形成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程由單片機(jī)自動(dòng)控制。試驗(yàn)完成后，打印試驗(yàn)結(jié)果。

3 測(cè)試方法

3.1 絕緣電阻測(cè)定 采用數(shù)字式絕緣電阻測(cè)試儀，分別測(cè)各相繞組對(duì)機(jī)殼的絕緣電阻，并輸入單片機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，判斷是否合格，對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行保存。電動(dòng)機(jī)在基準(zhǔn)工作溫度（A、B、E級(jí)絕緣的基準(zhǔn)溫度為75℃，F(xiàn)、H級(jí)絕緣的基準(zhǔn)溫度為115℃）下，絕緣電阻的標(biāo)準(zhǔn)值為：

在測(cè)量絕緣電阻時(shí)，應(yīng)測(cè)量繞組溫度。電動(dòng)機(jī)的絕緣電阻隨溫度的升高而降低，不同絕緣結(jié)構(gòu)的繞組，具有不同的溫度系數(shù)，對(duì)A、B級(jí)絕緣的電動(dòng)機(jī)，按下式計(jì)算：

3.2 直流電阻測(cè)量 ①繞組的直流電阻，可以檢查三相繞組有無(wú)短路、開焊、接線錯(cuò)誤等問題，還可以利用導(dǎo)體直流電阻隨溫度升高而增加的特性，與已知溫度下的電阻值相比較，測(cè)出繞組的平均溫升。②繞組的電阻測(cè)量，采用數(shù)字式電流、電壓表法測(cè)量。由單片機(jī)提供穩(wěn)定的直流電源，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。③電動(dòng)機(jī)三相繞組不能拆開作分相直流電阻測(cè)量時(shí)，可以測(cè)量三個(gè)出線端之間的直流電阻Rab、Rbc、Rca，以求出各相電阻Ra、Rb、Rc的值。

對(duì)Y接線電動(dòng)機(jī)

④異步電動(dòng)機(jī)各相繞組直流電阻與平均值之差，不應(yīng)超過(guò)平均值的1～2.5%。

3.3 空載試驗(yàn) ①檢修后做空載電流和空載損耗測(cè)定，即測(cè)定額定電壓時(shí)的空載電流和空載損耗，以檢查三相電流大小及平衡度。②電動(dòng)機(jī)送電后，在額定電壓下運(yùn)轉(zhuǎn)30min，使損耗達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，取電流值I0和功率值P0即為空載電流和空載損耗。③異步電動(dòng)機(jī)在額定電壓下的空載電流為額定電流的20～50%，空載損耗為額定功率的3～8%。空載損耗P0包括銅損Pcu、鐵損PFe及機(jī)械損耗PM。

3.4 工頻耐壓試驗(yàn) ①工頻耐壓試驗(yàn)是鑒定電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度的有效方法。由于交流耐壓試驗(yàn)所用的電壓高，對(duì)絕緣來(lái)講是一種破壞性試驗(yàn)，因此，在進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)前，電動(dòng)機(jī)應(yīng)先檢查、烘干及絕緣測(cè)定，合格后才能進(jìn)行試驗(yàn)。②電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)工頻耐壓試驗(yàn)，在規(guī)定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，絕緣未被擊穿為合格；繞組出現(xiàn)局部發(fā)熱或絕緣電阻較耐壓試驗(yàn)前下降30%以上者，應(yīng)找出原因處理后，再進(jìn)行試驗(yàn)；若由于溫度、表面臟污等影響引起表面爬電、放電時(shí)，應(yīng)進(jìn)行清潔、干燥處理后進(jìn)行試驗(yàn)。

3.5 功率測(cè)試 經(jīng)過(guò)以上測(cè)試無(wú)問題后，進(jìn)行功率測(cè)試，以檢驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的輸出功率大小。采用一臺(tái)發(fā)電機(jī)做為被測(cè)電動(dòng)機(jī)的模擬負(fù)載，負(fù)載大小有單片機(jī)控制發(fā)電機(jī)的激磁電流來(lái)實(shí)現(xiàn)，可控硅調(diào)壓的目的是調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)激磁電流大小，從而改變電動(dòng)機(jī)的負(fù)載。可控硅的控制電壓由單板機(jī)控制，單板機(jī)輸出數(shù)字信號(hào)，通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路D/A板變成模擬信號(hào)調(diào)整可控硅控制電壓，改變可控硅的導(dǎo)通角，實(shí)現(xiàn)調(diào)壓的目的。D/A板輸出電壓范圍是0-5V，由程序控制。

4 程序的編寫

程序采用匯編語(yǔ)言編寫，由于匯編語(yǔ)言無(wú)需編譯，提高了執(zhí)行速度，非常適用于工業(yè)控制。

5 結(jié)束語(yǔ)

該試驗(yàn)臺(tái)投入使用后，效果很好。一是電動(dòng)機(jī)檢修后經(jīng)過(guò)性能測(cè)試，可以發(fā)現(xiàn)檢修中存在的各種問題，便于及時(shí)處理，提高了檢修質(zhì)量，保證了出廠合格率。二是隨著電動(dòng)機(jī)的使用年限的增加，經(jīng)過(guò)多次大修后，電動(dòng)機(jī)功率不斷下降，通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)功率測(cè)試，掌握每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率，這樣就可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)的實(shí)測(cè)功率合理使用，功率下降較多的就降容使用，用在負(fù)荷較小的場(chǎng)所。

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