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技術(shù)文章

絕緣油介電強(qiáng)度測試儀特點研討剖析
1絕緣油介電強(qiáng)度測試儀特點研討剖析　　利用一臺PC計算機(jī)，附加若干硬件和軟件組成一套虛擬儀器，是近期代表儀器發(fā)展的一個全新的方向和潮流。虛擬儀器技術(shù)對教學(xué)、科研以及生產(chǎn)技術(shù)等領(lǐng)域產(chǎn)生巨大影響。該技術(shù)得益于快速發(fā)展的計算機(jī)技術(shù)，其性能和價格比不斷提高，在許多場合得到廣泛的應(yīng)用。虛擬儀器的*突出的一個特點是改變了傳統(tǒng)儀器的性能完全由廠家確定，其功能可由用戶自由設(shè)定，用戶可根據(jù)自己的需要，設(shè)計所需要的儀器系統(tǒng)。PC計算機(jī)具有強(qiáng)大的圖形環(huán)境和在線幫助功能，目前具備多種功能強(qiáng)大的應(yīng)用軟件系統(tǒng)，用戶可在計算機(jī)屏幕上建立**的虛擬儀器面板，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、各種過程的實時測控、信號處理、數(shù)字圖像處理等功能。
　　用虛擬儀器測定三相電機(jī)特性，首先通過數(shù)據(jù)采集卡將套在電機(jī)電源線上的磁電變換器輸出的電信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，并記錄下來。可設(shè)定計算機(jī)為示波器，觀察電流波形；也可將計算機(jī)設(shè)定成時譜儀，隨時將記錄下來的數(shù)據(jù)調(diào)出，供顯示或數(shù)據(jù)處理用。同時，計算機(jī)也是一臺快速傅立葉分析器，能很方便地得到信號的頻譜圖。必要時，用軟件濾波技術(shù)，對信號進(jìn)行分析處理。各種處理后的數(shù)據(jù)，用圖示的方法在顯示器上顯示，讓人們能直觀地觀察三相電機(jī)的各種試驗結(jié)果。
　　2諧波分析
　　在實際異步電動機(jī)中，由于磁極場的非完全按正弦規(guī)律分布，使定子電流正弦波形的基波外還包含一系列諧波，由于對稱關(guān)系，該諧波只有奇次諧波。此外，由于定子槽開口引起的氣隙磁導(dǎo)不均勻產(chǎn)生的齒諧波，具體到定子槽數(shù)為24，極對數(shù)為2的電機(jī)，可能會產(chǎn)生13和15次諧波。諧波的存在會給異步電機(jī)產(chǎn)生有害附加轉(zhuǎn)矩和損耗，造成電機(jī)運行特性變壞。因此在設(shè)計、制造或選購電機(jī)時應(yīng)盡可能減少或避免高次諧波。
　　采用虛擬儀器技術(shù)可很方便地測定異步電機(jī)的諧波特性。以下給出廣州建國電機(jī)廠及東莞電機(jī)廠生產(chǎn)型號為Y801-4兩臺三相異步電機(jī)運行電流波形，其采樣率為22025S.由圖可見，其波形明顯偏離頻率為50Hz的正弦曲線。進(jìn)一步比較可知，即使型號相同的異步電機(jī)，由于生產(chǎn)廠家使用的材料和工藝差別，諧波成分也不相同。對數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅立葉分析，得出各頻率成分的功率頻譜密度圖。
　　可見，廣州建國電機(jī)生產(chǎn)的電機(jī)諧波次數(shù)為1150/50=23、650/50、250/50、150/50=3；東莞電機(jī)廠生產(chǎn)的電機(jī)諧波次數(shù)為23、13、5和3.前者明顯含有13次諧波成分，其電流齒諧波更為突出。用低通軟件濾波器對所測出的波形進(jìn)行濾波處理，其截止頻率Wn依次下降，分別濾去1150Hz、1150Hz和650Hz以及大于150Hz的高次諧波，得出濾波后的波形，*后得出比較理想的50Hz的正弦基波波形。經(jīng)不同截止頻率低通濾波器處理后的波形。
　　3起動特性
　　通常，我們總是希望在起動電流比較小的情況下，絕緣油介電強(qiáng)度測試儀特點研討剖析，能獲得較大的起動轉(zhuǎn)矩。普通結(jié)構(gòu)的鼠籠異步電機(jī)的起動特性往往不能滿足上述要求，利用虛擬儀器技術(shù)，可較方便地研究異步電機(jī)的起動的過渡過程、起動時間以及起動電流與運行電流的比值等起動特性，為正確使用提供依據(jù)。
　　用虛擬儀器采集Y801-4型電機(jī)在不同輸入電壓下的電機(jī)空載起動和運行電流，其起動及運行電流與電源電壓及時間的關(guān)系如圖4所示。由圖4可大致看到電機(jī)的起動的過渡過程，起動過程電流變化大，起動后電機(jī)處于運行狀態(tài)，其運行電流變化平穩(wěn)。電源電壓在400V到320V范圍內(nèi)，其空載起動時間約為0.1s.起動電流與運行電流的比值3～5倍。
　　4空載試驗
　　虛擬儀器技術(shù)在空載試驗和額定負(fù)載試驗等場合也大有用場，絕緣油介電強(qiáng)度測試儀特點研討剖析，下面以空載試驗為例，采用雙路數(shù)據(jù)采集，分別采集電機(jī)的工作電壓U和運行電流I，并計算出U與I的相位差，得出電機(jī)的功率因數(shù)cos，并可求出電機(jī)空載時的功率P0=3I0Ucos.此時，異步電機(jī)的定子電流基本是勵磁電流，其主要分量是無功的磁化電流，其功率因數(shù)很低，小于0.2.圖5給出電機(jī)的空載特性，曲線I是空載電流與電源電壓的關(guān)系曲線，曲線II是空載時電機(jī)的輸入功率與電源電壓的關(guān)系曲線，兩條曲線反映了異步電機(jī)的空載特性。
　　5結(jié)語
　　借助虛擬儀器技術(shù)，為三相異步電動機(jī)的特性測定提供各種便利，尤其是在諧波分析和起動過程的研究等場合，虛擬儀器技術(shù)具備更多的優(yōu)點。此外，虛擬儀器技術(shù)的采用，還對實驗教學(xué)內(nèi)容的更新、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及促進(jìn)學(xué)生動手能力的培養(yǎng)都會有很大的作用。
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