現場(chǎng)電機設備電氣安全測試解決案例_Klaus Leibold——METRAHIT COIL 數字萬(wàn)用表

簡(jiǎn)介

診斷, 維護及維修電機設備需要檢查大量的電氣量，以及功能和電氣安全測試。為此需要若干測量和測試儀器，有些儀器只能有條件地攜帶，因此不適合在現場(chǎng)使用。 METRAHIT COIL 數字萬(wàn)用表避免了這個(gè)缺點(diǎn)。

同步設備和電機

在同步電機中, 磁化的轉子始終與定子磁場(chǎng)同步轉動(dòng)。 可以是三相同步電機也可以是單相同步電機——兩相同步電機相當少見(jiàn)。同步電機可以布置成發(fā)電機或者是電動(dòng)機。

同步電機是一種具有轉子的同步電機，其轉子與定子內的旋轉磁場(chǎng)同步旋轉。旋轉磁場(chǎng)的頻率和磁極對數決定了轉速。

轉子的恒定磁場(chǎng)是由永磁體連續激發(fā)或者由轉子上的線(xiàn)圈單獨電磁激發(fā)。

同步電機的優(yōu)缺點(diǎn)

同步電機不包括換向器，而這在直流電機中是必需的–只要非常小的勵磁功率通過(guò)滑環(huán)供給電機用于單獨激發(fā)同步電機。而勵磁和無(wú)刷勵磁的情況就不需要。

速度與工作頻率的剛性關(guān)系對于要求獨立于負載而得到穩定轉速的應用是有利的。變速驅動(dòng)單元也可以在變頻器的幫助下實(shí)現。

然而，三相供電系統在某些情況下難以自動(dòng)啟動(dòng)，這是一個(gè)缺點(diǎn)。

異步設備和電機

在三相異步電機中，轉子在發(fā)電機中運行在定子旋轉磁場(chǎng)的前面，而在電動(dòng)機中則在定子旋轉磁場(chǎng)的后面。之間的不同是由于兩種不同類(lèi)型的轉子:短路或鼠籠式轉子兩端的導電棒是短路的,滑環(huán)轉子在轉子繞組的兩端是引出至接線(xiàn)盒的。

為了降低高啟動(dòng)電流，采用了特殊的啟動(dòng)程序。通常采用經(jīng)典的星-三角連接。就電子學(xué)而言，通常用變頻器來(lái)控制速度。啟動(dòng)設備是一種額外的措施，例如在重型啟動(dòng)的情況下使用。

異步電機的優(yōu)缺點(diǎn)

異步電機不需要換向器或電刷，因此使用壽命長(cháng)。

它們堅固耐用，價(jià)格低廉，這使它們在驅動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域成為一個(gè)多面手，還可以輸出高扭矩值。

直接起動(dòng)所需的大啟動(dòng)電流是一個(gè)缺點(diǎn)。此外，電機也可能經(jīng)常打滑，轉速不穩定。三相異步電動(dòng)機旋轉磁場(chǎng)需要三相。在單相異步電機的情況下，旋轉磁場(chǎng)是由一個(gè)額外電容產(chǎn)生的，它造成了一個(gè)90°相移，作為第二相。

檢測方法

電機的電氣安全和正常的功能可通過(guò)多種方法進(jìn)行測試。除其他外，還需為電氣安全需要進(jìn)行以下測量和測試:保護導體電阻、絕緣電阻、泄漏電流、剩余電壓和高壓測試。

電動(dòng)機出現的問(wèn)題可能是由電氣或機械原因引起的。本文不探討機械原因。

電氣原因包括繞組、控制器或電子器件的故障。通過(guò)比較多相電機繞組的電氣特性來(lái)檢測繞組的絕緣缺陷或短路，這種方法既適用于定子繞組，也適用于轉子繞組。在單相電機的情況下，可以與已知的好值進(jìn)行比較，例如從一個(gè)新電機所獲得的值。必須注意的是，這些電氣特性受電機溫度的影響，而故障通常只發(fā)生在施加工作電壓時(shí)。

電子設備的檢查，例如變頻器，在現場(chǎng)是不切實(shí)際的，因為為此目的需要大量的測試程序。由于這個(gè)原因，通常在測試電機絕緣缺陷和繞組短路后需要更換電子設備。

目前先進(jìn)的是使用萬(wàn)用表、絕緣測試儀和電機繞組測試儀。到目前為止，后者只能作為臺式儀器，只有在有條件的情況下才適合在現場(chǎng)使用。

從繞組到外殼和端子之間的電阻可以用簡(jiǎn)單的萬(wàn)用表測量。如果從繞組到外殼有一個(gè)可測量的電阻，絕緣就損壞了。然而，相反的觀(guān)點(diǎn)認為絕緣在過(guò)載的情況下沒(méi)有受到任何損害是不能保證的。只有當絕緣測試儀的測試電壓大于相應的工作電壓時(shí)，才能得出這一結論。接線(xiàn)端子之間的繞組電阻可以作為線(xiàn)圈內任何可能短路的指示器。如果定子或轉子的所有繞組的導通電阻幾乎相同，則繞組可能沒(méi)有短路。然而，該測試不適用于粗線(xiàn)和電阻水平難以測量的繞組。此外，只有在施加工作電壓時(shí)才發(fā)生的繞組短路不能用這種方法檢測。具有浪涌電壓測試的測試儀器可以提供可靠的結果—除非是永磁電機，永磁磁場(chǎng)根據轉子的位置影響測量結果。當比較繞組的測量結果時(shí)，必須考慮到，即使是好的電機，由于制造公差，各個(gè)繞組的電值也是不同的。

需要指出的是，用人體感覺(jué)器官進(jìn)行檢查可以提供有關(guān)可能出現問(wèn)題的信息。電氣故障可以經(jīng)?？吹交蚵劦?！

測試和診斷用的設備

目前市場(chǎng)上可用的先進(jìn)的設備可以分類(lèi)如下:

電氣安全:

• 電氣測試儀器用于保護導體電阻、絕緣電阻和漏電流的測量

• 高壓測試儀器

功能測試:

• 電機檢查器，具有絕緣電阻測量、電阻測量、電感測量等功能

• 具有高測試電壓的絕緣電阻測量?jì)x器

• 檢測繞組短路的浪涌電壓測試儀

數字萬(wàn)用表METRAHIT COIL

所有重要的測量和測試電機功能整合在一個(gè)單一的手持儀器- 絕緣測量?jì)x器METRAHIT COIL，其是一個(gè)數字萬(wàn)用表，絕緣測量?jì)x器和電機繞組測試儀。

通過(guò)手持現場(chǎng)儀器檢測短路線(xiàn)圈。測量以1kv進(jìn)行，這也使它有可能檢測到只有在工作條件下才會(huì )發(fā)生的誤差。多相電機的繞組短路是通過(guò)比較各個(gè)繞組的測量值來(lái)檢測的，這適用于三角形或星形連接的電機。

在單相電機的情況下，可與已知的參考值進(jìn)行比較。

浪涌電壓測試方法的描述

實(shí)際測量的是使用測試適配器對一個(gè)L C并聯(lián)諧振電路的時(shí)間常數，包括電機線(xiàn)圈和電容器,電感范圍大約在1 0 μH到50 mH。電感測量范圍可以通過(guò)簡(jiǎn)單的改變電容進(jìn)行調整。

并聯(lián)諧振電路的浪涌電壓測試原理

電容器充電1000伏后，通過(guò)LC電路放電。測量前兩個(gè)零點(diǎn)之間的衰減時(shí)間，并顯示在LCD上。時(shí)間常數與繞組的電感成正比。所有的線(xiàn)圈都要一個(gè)接一個(gè)地測量。測量值之間的偏差以百分比的形式顯示在模擬刻度上。在良好電機的情況下，偏差在幾個(gè)百分點(diǎn)之內。當偏差大于10%時(shí)，可假定繞組短路。由于測量結果受電機質(zhì)量的影響，無(wú)法精確的值。

電機繞組測試儀METRAHIT COIL

應用，優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

第一個(gè)使用電機繞組測試儀METRAHIT COIL的客戶(hù)是一家電動(dòng)叉車(chē)制造商。

在叉車(chē)的案例中，驅動(dòng)系統故障的主要原因是變頻器，因此，到目前為止，大部分都是更換變頻器。如果問(wèn)題與電機繞組有關(guān)，在過(guò)去，在現場(chǎng)是不可能立即確定的，但直到變頻器在幾個(gè)昂貴的工作時(shí)間內被不必要地更換后，才可能確定。因此，分期投資在一個(gè)絕緣測量?jì)x器METRAHIT COIL非?？?，可以覆蓋成本，避免了不必要的更換單個(gè)變頻器。

缺點(diǎn)是通過(guò)浪涌電壓試驗來(lái)檢測繞組短路，對永磁電機來(lái)說(shuō)不能提供明確的結果?，F場(chǎng)電機設備電氣安全測試解決案例。

應用：現場(chǎng)電機設備電氣安全測試解決案例

應用包括電力驅動(dòng)技術(shù)，電機和汽車(chē)制造，特別是在維修和服務(wù)領(lǐng)域的故障排除和電氣安全測試。