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电机绕组直流电阻测量方法

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  • 发布时间:2016/3/22 16:37:58
  • 作者:量值溯源

  在电机试验中,有时需要测定绕组的直流电阻,用以校核设定值,计算电机的效率及绕组的温升,那么实际应用中电机绕组的直流电阻测量一般采取哪些方法呢?本文针对目前主要运用的直流伏安法和电桥法两种测量方法进行陈述。

测量电机绕组直流电阻的目的

  异步电动机的直流电阻,包括定子绕组、绕线式电动机转子绕组及启动变阻器等的直流电阻,测量这些直流电阻的目的,是为了检查绕组有无断线和匝间短路,焊接部分有无虚焊或开焊、接触点有无接触不良等现象。

  绕组的阻值大小是随温度的变化而变化的,在测定绕组实际冷态下的直流电阻时,要同时测量绕组的温度,以便将该电阻换算成基准工作温度下的数值。

测量电机测量方法及分析

  目前测量绕组直流电阻主要采用直流伏安法和电桥法两种方式,以下就分别对每种测量方法进行分析。

01直流伏安法

  测量电源采用蓄电池或其它电压稳定的直流电源,为保护电压表,可在测量回路中串接一个保护开关。测量时,先断开电压表,待电流稳定后,再闭合保护开关,接通电压表,测量绕组两端电压,测量后应先断开电压表,以防在电源断开时绕组产生的自感电动势损坏电压表。

  为保证足够精度,电流要有一定的数值,但又不能超过绕组额定电流的20%,并应尽快同时读数,以免被测绕组发热影响测量准确度。

  测量小电阻时,若考虑电压表的分流电流(设电压表内阻为Rv,电压表读数为U,电流表读数为I),被测绕组的直流电阻为:R=U/(I-U/Rv);若不考虑电压表的分流电流,则R=U/I。计算值比实际电阻值稍小,绕组电阻越小,分流电流越小,误差则越小。

  测量大电阻时,考虑到电流表内阻Ra上的压降,则被测绕组的电阻为:R=(U-RaI)/I;若不考虑电流表的内阻压降,则R=U/I,计算值中包括了电流表的内阻,比实际的电阻值稍大,绕线电阻越大,电流表内阻越小,误差也越小。

02电桥法

  直流电桥是测量直流电阻的专用仪器,它分为单臂电桥双臂电桥。单臂电桥适用于测量1Ω以上的较大电阻,双臂电桥适用于测量1Ω以下的较小电阻。

  下面主要说明单臂电桥测量的原理。

  单臂电桥测量直流电阻的测量原理电路图如下所示:

单臂电桥测量电路原理图

图1 单臂电桥测量电路原理图

  图1中,Rx是被测电阻,R1、R2、R3是桥臂上的电阻,A是检流计,E是直流电源,SW是开关。

  当检流计中的电流为零时,桥式电路处于平衡状态。则Uab=0,

  所以:Uac=Ucb。得到I4*Rx=I1*R1 式(1);

  同理:Uad=Ubd。得到I2*R2=I3*R3 式(2);

  又因为I1=I3,I2=I4,所以当用式(1)除以式(2)时,就可得到:

  Rx/R2=R1/R3,则被测电阻Rx=R1*R2/R3 式(3);

  电阻R2和R3的比值常配成固定的比例,称为电桥的比率臂,而R1称为比较臂,在测量时可根据被测电阻的粗略估计值选取一定的比率臂,然后调节比较臂使电桥平衡,则比较臂上的数值乘以比率臂的倍数就是被测电阻的数值。

  从式(3)可以看出,测量的电阻与桥臂上的电阻值相关,所以桥臂上的电阻的选用,必须要精度高一些,这也就牵涉到单臂电桥测量时的阻值范围问题。由于在接线上会存在一些接线电阻和接触电阻,而这些问题都会或多或少的反映在所测量出的电阻上,因此单臂电桥的测量范围不能小于1Ω,一般在1~1x106Ω之内。