一、電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯測試儀簡介

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

二、電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯測試儀測試要求

1、用途：測試電機(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：軛部1.7T，齒部2.0T，在50Hz下設(shè)備激磁功率需滿足磁感大于或等于1.5T

8、材料牌號：50W400、50W470、50W600等，1.5T對應(yīng)激勵磁場為1200A/m

9、激磁后需間隔10分鐘測量一次鐵芯溫升，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)存儲及數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能（USB或SD卡）

5、勵磁繞組繞線匝數(shù)小于5匝

6、配備一臺打印機(jī)，可實現(xiàn)在線打印。

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：測試用電纜線標(biāo)配一條，另提供一條作為備品

四、設(shè)計思路

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

1、測量原理

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

2、勵磁電源功率計算

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

2.1、有效磁路計算

2.2、勵磁電壓計算

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

式中：B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，單位為T；Vrms為感應(yīng)電壓的有效值，單位為V；F為交流信號的頻率，單位為Hz；N為感應(yīng)線圈的匝數(shù)；Ae為測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、勵磁電流計算

磁場強(qiáng)度的計算公式：H = N × I / Le

式中：H為磁場強(qiáng)度，單位為A/m；N為勵磁線圈的匝數(shù)；I為勵磁電流（測量值），單位位A；Le為測試樣品的有效磁路長度，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、勵磁功率

P=UI

P=22.56V×1694A

=38.217kw（有效值）

考慮到鐵芯熱點測量的過激勵，電源功率選擇60KVA。

3、鐵芯損耗計算方法

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

：有效損耗

：有效質(zhì)量

4、渦流發(fā)熱點檢測方法

在完成鐵芯損耗測試后，對鐵芯施加一個較高的激磁電流，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)熱點及檢測鐵芯整體溫升情況。

五、技術(shù)方案

1、設(shè)備型號：MATS-2010M/60 KVA硅鋼鐵芯測量裝置

2、設(shè)備功能

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

2.2、通過 PC上軟件對電源進(jìn)行控制和讀取， PC軟件具有自動測量、測試數(shù)據(jù)實時顯示、測試結(jié)果保存、測試方案保存等功能。

2.3、測試裝置隨機(jī)配置紅外熱像儀，用于對鐵芯各部位溫升的測量。

3、工作原理

4、硬件參數(shù)

4.1、輸入

三相五線， 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，30kva及以下可長時間連續(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、測量精度

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

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)、過載保護(hù)、功率器件過熱保護(hù)

4.16、線路電阻補(bǔ)償：有（補(bǔ)償范圍：1-999mΩ）

4.17、效率≥85%

4.18、編程記憶功能：上次啟動參數(shù)

4.19、在線調(diào)節(jié)功能：可在線調(diào)節(jié)輸出電壓、輸出電壓為上、下浮動值

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℃  相對濕度： 20~90%RH

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