一概述

　　在電機(jī)試驗(yàn)中，電機(jī)的空載試驗(yàn)是檢驗(yàn)電機(jī)的性能的重要環(huán)節(jié)，也是所有電機(jī)在出廠前必須進(jìn)行的試驗(yàn)之一。三相異步電機(jī)的空載試驗(yàn)是給定子加額定頻率的額定電壓空載運(yùn)行的試驗(yàn)，該試驗(yàn)的目的主要有三個(gè)：

　　1、檢查電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的靈活情況，初步判斷噪音和震動(dòng)是否符合要求；

　　2、通過(guò)試驗(yàn)，求得電機(jī)額定電壓時(shí)的鐵芯損耗和在額定轉(zhuǎn)速時(shí)的機(jī)械損耗；

　　3、通過(guò)試驗(yàn)得出空載電流和空載電壓之間的關(guān)系曲線，即為電機(jī)的磁化曲線，他可以反映出電機(jī)電磁設(shè)計(jì)和相關(guān)原材料質(zhì)量及加工工藝的實(shí)際情況，例如：鐵芯材料的性能和幾何尺寸，定子繞組匝數(shù)及形式，定轉(zhuǎn)子氣隙的大小等參數(shù)選擇的是否合理，對(duì)于批量生產(chǎn)中的電機(jī)是否有異常變化等。

二電機(jī)空載試驗(yàn)

　　電機(jī)空載試驗(yàn)線路如下圖所示，其中試驗(yàn)電源可以是電源調(diào)壓器或者變頻數(shù)字電源，輸出電壓應(yīng)在被試電機(jī)額定電壓的20%-30%以內(nèi)可調(diào)，容量不小于被試電機(jī)的額定輸出功率。

圖1。電機(jī)空載試驗(yàn)線路圖

三電量測(cè)量系統(tǒng)

　　在上述圖中，我們可以看到，U、I、P測(cè)量系統(tǒng)（以下統(tǒng)稱(chēng)電量測(cè)量系統(tǒng)）對(duì)于整個(gè)空載試驗(yàn)的結(jié)果來(lái)說(shuō)，起到至關(guān)重要的作用。那么從電量測(cè)量系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)，我們可以得到電機(jī)的哪些具體參數(shù)呢？
　　根據(jù)GB/T1032-2012三相異步電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)方法中關(guān)于電動(dòng)機(jī)效率η的計(jì)算方法描述：測(cè)量輸入功率的損耗分析法（E法），通過(guò)空載及負(fù)載試驗(yàn)得出電機(jī)的總損耗PT=Pfw+PFe+Pcu1s+Pcu2s+Ps，進(jìn)而得到輸出功率P2=P1-PT（P1為額定負(fù)載下輸入功率），那么電機(jī)的效率η=P2/P1X100%。其中電機(jī)的風(fēng)摩耗Pfw及鐵耗PFe由空載試驗(yàn)得出，轉(zhuǎn)子銅耗Pcu1s、定子銅耗Pcu2s及雜散耗Ps由負(fù)載試驗(yàn)得出。

四引出問(wèn)題

　　由于電機(jī)空載試驗(yàn)時(shí)，定子與轉(zhuǎn)子基本同步，轉(zhuǎn)差率很小，輸入功率基本上消耗于無(wú)功功率，所以功率因數(shù)很低。這樣，低功率因數(shù)下的功率測(cè)量準(zhǔn)確度，決定了電機(jī)空載損耗確定的準(zhǔn)確性，進(jìn)而影響電機(jī)效率的評(píng)定，可以這么說(shuō)，這臺(tái)電機(jī)是否合格，一半的幾率取決于電量測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。
　　在某些長(zhǎng)期進(jìn)行電機(jī)試驗(yàn)的廠家或者試驗(yàn)員都知道，測(cè)量電機(jī)空載試驗(yàn)輸入功率都應(yīng)采用低功率因數(shù)表或者能使用與功率因數(shù)為0.2以下的其它數(shù)字功率表，之所以要提出如此明確的要求，是因?yàn)樗麄儚拈L(zhǎng)期的試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)中知道，普通的電量測(cè)量系統(tǒng)難以測(cè)量準(zhǔn)確。
　　為何電機(jī)空載試驗(yàn)時(shí)電量測(cè)量系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)測(cè)量不準(zhǔn)確的現(xiàn)象呢，這是因?yàn)槟壳按蠖鄶?shù)的功率表的功率測(cè)量準(zhǔn)確級(jí)的參比條件是功率因數(shù)等于1，不明示測(cè)量難度大的低功率因數(shù)下的準(zhǔn)確度指標(biāo)。且隨著變頻數(shù)字電源的引入，變頻電量的測(cè)量難度更大。這樣的標(biāo)稱(chēng)方式，容易給試驗(yàn)人員造成誤解，以為這樣的功率表在所有條件下功率的標(biāo)稱(chēng)精度都是一致的，因此雖然選擇了標(biāo)稱(chēng)精度很高的功率表，但是試驗(yàn)后得到的結(jié)果與設(shè)計(jì)值大相徑庭，這樣會(huì)產(chǎn)生兩種不確定的結(jié)果：一是測(cè)量系統(tǒng)不準(zhǔn)；二是電機(jī)不合格。如果是這樣的結(jié)果，那么我們進(jìn)行試驗(yàn)的目的是什么，這個(gè)試驗(yàn)還有什么意義？電量測(cè)量系統(tǒng)沒(méi)有幫助判斷問(wèn)題，反而增添了新的問(wèn)題，得不償失。

五解決方案

　　針對(duì)于電機(jī)空載試驗(yàn)功率因數(shù)低、輸入功率難以測(cè)量準(zhǔn)確的這一現(xiàn)狀，湖南銀河電氣有限公司研制了WP4000變頻功率分析儀，該功率分析儀的功率單元（SP系列變頻功率傳感器/DT系列數(shù)字變送器）具有極小的角差，并采用獨(dú)特的相位補(bǔ)償技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了在0.05-1功率因數(shù)范圍內(nèi)的高精度測(cè)量，是電機(jī)空載試驗(yàn)時(shí)功率表的理想選擇對(duì)象。
　　試驗(yàn)原理圖如下所示：

圖2。WP4000變頻功率分析儀應(yīng)用于電機(jī)空載試驗(yàn)輸入功率測(cè)量

---