一概述

　　在電機試驗中，電機的空載試驗是檢驗電機的性能的重要環(huán)節(jié)，也是所有電機在出廠前必須進行的試驗之一。三相異步電機的空載試驗是給定子加額定頻率的額定電壓空載運行的試驗，該試驗的目的主要有三個：

　　1、檢查電機運轉(zhuǎn)的靈活情況，初步判斷噪音和震動是否符合要求；

　　2、通過試驗，求得電機額定電壓時的鐵芯損耗和在額定轉(zhuǎn)速時的機械損耗；

　　3、通過試驗得出空載電流和空載電壓之間的關(guān)系曲線，即為電機的磁化曲線，他可以反映出電機電磁設(shè)計和相關(guān)原材料質(zhì)量及加工工藝的實際情況，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，對于批量生產(chǎn)中的電機是否有異常變化等。

二電機空載試驗

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

圖1。電機空載試驗線路圖

三電量測量系統(tǒng)

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

四引出問題

　　由于電機空載試驗時，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)下的功率測量準(zhǔn)確度，決定了電機空載損耗確定的準(zhǔn)確性，進而影響電機效率的評定，可以這么說，這臺電機是否合格，一半的幾率取決于電量測量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。
　　在某些長期進行電機試驗的廠家或者試驗員都知道，測量電機空載試驗輸入功率都應(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，是因為他們從長期的試驗經(jīng)驗中知道，普通的電量測量系統(tǒng)難以測量準(zhǔn)確。
　　為何電機空載試驗時電量測量系統(tǒng)會出現(xiàn)測量不準(zhǔn)確的現(xiàn)象呢，這是因為目前大多數(shù)的功率表的功率測量準(zhǔn)確級的參比條件是功率因數(shù)等于1，不明示測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，變頻電量的測量難度更大。這樣的標(biāo)稱方式，容易給試驗人員造成誤解，以為這樣的功率表在所有條件下功率的標(biāo)稱精度都是一致的，因此雖然選擇了標(biāo)稱精度很高的功率表，但是試驗后得到的結(jié)果與設(shè)計值大相徑庭，這樣會產(chǎn)生兩種不確定的結(jié)果：一是測量系統(tǒng)不準(zhǔn)；二是電機不合格。如果是這樣的結(jié)果，那么我們進行試驗的目的是什么，這個試驗還有什么意義？電量測量系統(tǒng)沒有幫助判斷問題，反而增添了新的問題，得不償失。

五解決方案

　　針對于電機空載試驗功率因數(shù)低、輸入功率難以測量準(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，并采用獨特的相位補償技術(shù)，實現(xiàn)了在0.05-1功率因數(shù)范圍內(nèi)的高精度測量，是電機空載試驗時功率表的理想選擇對象。
　　試驗原理圖如下所示：

圖2。WP4000變頻功率分析儀應(yīng)用于電機空載試驗輸入功率測量

---