一、電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯測(cè)試儀簡(jiǎn)介

      公司需定制一款鐵芯測(cè)試設(shè)備，用于對(duì)定子鐵芯成品功率損耗及局部發(fā)熱的檢測(cè)，對(duì)電機(jī)鐵芯在制作過(guò)程中的質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控。

二、電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯測(cè)試儀測(cè)試要求

1、用途：測(cè)試電機(jī)成品鐵芯功率鐵損及局部發(fā)熱

2、鐵芯狀態(tài)：疊壓狀態(tài)，鐵芯外側(cè)焊接拉板及吊掛等，退火處理

3、鐵芯zui大尺寸：外徑780mm，內(nèi)徑524mm，高度547mm（不含齒部）,鐵芯有效質(zhì)量約1150kg, 帶焊接拉板，壓圈，吊掛等總重量約1500?1700kg。

4、拉板材質(zhì)：Q235，Q345等結(jié)構(gòu)鋼

5、疊片系數(shù)：≥97%

6、有效質(zhì)量：1140kg

7、zui大工作點(diǎn)：軛部1.7T，齒部2.0T，在50Hz下設(shè)備激磁功率需滿(mǎn)足磁感大于或等于1.5T

8、材料牌號(hào)：50W400、50W470、50W600等，1.5T對(duì)應(yīng)激勵(lì)磁場(chǎng)為1200A/m

9、激磁后需間隔10分鐘測(cè)量一次鐵芯溫升，內(nèi)環(huán)齒部和外環(huán)拉板焊接處

三、系統(tǒng)要求

1、設(shè)備zui大輸出（激磁）功率：60kVA

2、輸出頻率：50-240Hz

3、系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)采用工控機(jī)，配17.5寸液晶顯示器（安裝在機(jī)柜內(nèi)）

4、熱像儀具有成像、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能（USB或SD卡）

5、勵(lì)磁繞組繞線(xiàn)匝數(shù)小于5匝

6、配備一臺(tái)打印機(jī)，可實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)打印。

7、安全性：采用低壓大電流模式，電纜連接處應(yīng)有安全防護(hù)

8、備品備件：測(cè)試用電纜線(xiàn)標(biāo)配一條，另提供一條作為備品

四、設(shè)計(jì)思路

在電機(jī)工業(yè)領(lǐng)域，鐵芯測(cè)試是一種重要的*措施。它可以預(yù)估電機(jī)的可靠性和以后的運(yùn)行維護(hù)成本。

1、測(cè)量原理

把鐵芯當(dāng)成一個(gè)空載變壓器，大功率電源根據(jù)鐵芯的截面積和測(cè)試的頻率和測(cè)試的Bm值，輸出一個(gè)特定的電壓，在忽略繞線(xiàn)電阻和鐵芯漏感的情況下，輸出電壓與Bm滿(mǎn)足B = Vrms / (4.44 × F × N × Ae)。

2、勵(lì)磁電源功率計(jì)算

根據(jù)甲方提供的zui大鐵芯規(guī)格，測(cè)試頻率50Hz，工作點(diǎn)1.5T，激磁匝數(shù)1匝，估算電源的輸出功率。

2.1、有效磁路計(jì)算

2.2、勵(lì)磁電壓計(jì)算

磁感應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算公式：B = Vrms / (4.44 × F × N × Ae)

式中：B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，單位為T(mén)；Vrms為感應(yīng)電壓的有效值，單位為V；F為交流信號(hào)的頻率，單位為Hz；N為感應(yīng)線(xiàn)圈的匝數(shù)；Ae為測(cè)試樣品的有效截面積，單位為m²。

B = Vrms / (4.44×F×N×Ae)

Urms= 4.44×F×N×Ae×Bm

    =4.44×50×1×67720×10^-6×1.5

    =22.56V（有效值）

2.3、勵(lì)磁電流計(jì)算

磁場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算公式：H = N × I / Le

式中：H為磁場(chǎng)強(qiáng)度，單位為A/m；N為勵(lì)磁線(xiàn)圈的匝數(shù)；I為勵(lì)磁電流（測(cè)量值），單位位A；Le為測(cè)試樣品的有效磁路長(zhǎng)度，單位為m。

H = N × I / Le

Ipk=（Le×Hm）/N

      =1995×1200×10^-3÷1

      =2394A（峰值）

有效值電流：2394÷1.414=1694A

2.4、勵(lì)磁功率

P=UI

P=22.56V×1694A

=38.217kw（有效值）

考慮到鐵芯熱點(diǎn)測(cè)量的過(guò)激勵(lì)，電源功率選擇60KVA。

3、鐵芯損耗計(jì)算方法

把測(cè)量的一個(gè)周期電壓和電流瞬時(shí)值相乘并積分就可得到鐵芯的損耗。則鐵芯的單位質(zhì)量鐵損可按下式計(jì)算。

：有效損耗

：有效質(zhì)量

4、渦流發(fā)熱點(diǎn)檢測(cè)方法

在完成鐵芯損耗測(cè)試后，對(duì)鐵芯施加一個(gè)較高的激磁電流，持續(xù)通電。每5分鐘或10分鐘用紅外成像儀測(cè)量一次內(nèi)環(huán)齒部和外環(huán)拉板焊接處的溫度分布并記錄，可以找出鐵芯上的發(fā)熱點(diǎn)及檢測(cè)鐵芯整體溫升情況。

五、技術(shù)方案

1、設(shè)備型號(hào)：MATS-2010M/60 KVA硅鋼鐵芯測(cè)量裝置

2、設(shè)備功能

2.1、用于測(cè)量各種熱軋、冷軋取向和無(wú)取向大型硅鋼鐵芯的鐵損。通過(guò)對(duì)鐵芯在工頻條件下空載電流和鐵芯損耗（初級(jí)）的測(cè)量，可判斷硅鋼材料的磁特性好壞以及繞線(xiàn)是否有短路現(xiàn)象，從而達(dá)到對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量控制的目的。

2.2、通過(guò) PC上軟件對(duì)電源進(jìn)行控制和讀取， PC軟件具有自動(dòng)測(cè)量、測(cè)試數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示、測(cè)試結(jié)果保存、測(cè)試方案保存等功能。

2.3、測(cè)試裝置隨機(jī)配置紅外熱像儀，用于對(duì)鐵芯各部位溫升的測(cè)量。

3、工作原理

4、硬件參數(shù)

4.1、輸入

三相五線(xiàn)， AC：380V±38V， 50Hz±2.5Hz

輸入功率：小于80kw（接入電纜需方提供，電纜截面積大于50mm²）

4.2、電源容量：60kVA(240Hz時(shí)，30kva及以下可長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)帶負(fù)載)

4.3、輸出頻率：45.0~240Hz連續(xù)可調(diào)(步進(jìn)0.1Hz)

4.4、頻率穩(wěn)定度：≤0.1%

4.5、輸出電壓：1V-100V單相正弦波輸出

4.6、輸出額定電流600A

4.7、測(cè)量精度

     電壓：分辨力：0.1V 精度：±（0.8%×讀數(shù)值 +0.2%×滿(mǎn)量程值）

電流：分辨力：0.1A 精度：±（2%×顯示值 +1%×額定輸出值）

頻率：分辨力：0.1Hz 精度：±0.1%

功率：5%（阻性負(fù)載）

4.8、源電壓效應(yīng)：≤1%

4.9、負(fù)載效應(yīng)：≤1%

4.10、輸出電壓失真度：≤1.5%（阻性負(fù)載）

4.11、瞬態(tài)總恢復(fù)時(shí)間：20ms

4.12、相電壓波峰系數(shù)：1.41±0.1

4.13、頻率穩(wěn)定度：≤0.1%

4.14、過(guò)載能力

105%＜輸出≤110% 15秒關(guān)斷輸出

110%＜輸出≤120% 5秒關(guān)斷輸出

4.15、保護(hù)裝置：短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、功率器件過(guò)熱保護(hù)

4.16、線(xiàn)路電阻補(bǔ)償：有（補(bǔ)償范圍：1-999mΩ）

4.17、效率≥85%

4.18、編程記憶功能：上次啟動(dòng)參數(shù)

4.19、在線(xiàn)調(diào)節(jié)功能：可在線(xiàn)調(diào)節(jié)輸出電壓、輸出電壓為上、下浮動(dòng)值

4.20、遠(yuǎn)程通訊/控制

通訊口： RS232、RS485（選配 )、GPIB（選配 )、Ethernet（選配 )

控制口：模擬控制口、遙控口（選配 )

4.21、工作環(huán)境：溫度： 0～ 40℃  相對(duì)濕度： 20~90%RH

4.22、外形尺寸：800mm *1500mm *1300mm （W*H*D）