电机定子铁心损耗测试试验研究
电动机定子铁损试验
电动机定子铁损实验的探讨摘要：铁损是电动机能量损失之一，不仅影响电动机效率、功率因数，而且可能因铁芯部硅钢片短路产生妨碍电动机安全运转的局部过热点，加速铁芯绝缘和定子线圈绝缘的老化，严重时可能造成铁芯烧损及线圈击穿事故。
所以，在检修电动机时，尤其是出现扫膛状况时，为检查铁芯受损情况，需进行定子铁损试验。
对于大型电动机，这是检查中必不可少的试验项目。
关键字：绝缘，扫膛，铁损试验Abstract:Iron loss is one of the motor energy loss, not only affect the motor efficiency, power factor, but also may impede the safe operation of local hot spots generated by the motor iron core internal short circuit of silicon steel slice, accelerate the insulation core and stator coil insulation aging, may cause the iron core loss and winding breakdown accident severity. In the maintenance of the motor, especially the sweep chamber condition, in order to check the damage situation of iron core, stator iron loss test. For large motor, it is essential to test the project inspection.Key words:insulation, sweep, chamber, iron loss test1.概述本文所论述的电动机定子铁芯铁损试验就是其中之一。
发电机定子铁芯损耗试验方案汇总
发电机定子铁芯损耗试验施工方案批准：初审：编制：设备管理部2015年01月14日发电机定子铁芯损耗试验方案一、施工项目简介我厂发电机为哈尔滨电机厂生产的QFSN-600-2YHG型汽轮发电机，发电机采用内部氢气循环，定子绕组水内冷，定子铁芯及端部结构件氢气表面冷却，转子绕组氢气内冷的冷却方式。
为了防止运行中因片间短路引起局部过热，甚至威胁到机组的安全运行，必须进行铁芯损耗试验。
二、施工方案1、施工准备1.1物资准备1.2人员准备哈尔滨电机厂现场服务人员负责密封垫更换工作，设备管理部电气专业人员配合。
1.3机械设备准备根据现场实际情况，准备扳手、螺丝刀、热成像仪等。
2、施工方案2.1试验原理在发电机定子铁芯上缠绕励磁绕组，绕组中通入一定的工频电流，使之在铁芯内部产生接近饱和状态的交变磁通，通常取励磁磁感应强度为1～1.4 T，铁芯在交变磁通中产生涡流和磁滞损耗，铁芯发热，温度很快升高。
同时，使铁芯中片间绝缘受损或劣化部分产生较大的局部涡流，温度急剧上升，从而找出过热点。
试验中用红外线测温仪测出定子铁芯、上下齿压板及定子机座的温度，计算出温升和温差；用红外线热成像仪扫描查找定子铁芯局部过热点及辅助测温；在铁芯上缠绕测量绕组，测出铁芯中不同时刻的磁感应强度，并根据测得的励磁电流、电压计算出铁芯的有功损耗。
把测量、计算结果与设计要求相比较，来判断定子铁芯的制造、安装整体质量。
2.2试验接线图W1:励磁绕组W2:测量绕组A：测量绕组电流表W：测量绕组功率表V2：测量绕组电压表2.3试验标准2.3.1《电力设备预防性试验规程》（DL/T 596-1996），励磁磁通密度为1.4T（特斯拉）下持续时间为45min,齿的最高温升不得超过25℃,齿的最大温差不大于15℃,单位铁损不得超过该型号硅钢片的允许值(一般在1T时为2.5W/kg).2.3.2《电力设备交接和预防性试验规程》（大唐集团公司Q/CDT 107 001－2005），磁密在1T下齿的最高温升不大于25℃，齿的最大温差不大于15℃，单位损耗不大于1.3倍参考值。
定子铁芯铁损的试验和测试
定子铁芯铁损的试验和测试定子铁芯铁损的试验（1）概述定子铁损试验是检验发电机定子铁芯装配质量的重要方法，也是检验铁芯自身绝缘性能的重要工序。
其基本试验方法是在定子铁芯上缠绕若干组激磁绕组，通入50H Z交流电压，电流在定子铁芯中产生磁场的同时产生涡流与磁滞损耗，使铁芯发热。
通过测量绕组得到的感生电压与激磁电流的有功功率损耗及温度，计算出单位重量铁芯损耗与温升（W/kg）,比较判别铁芯叠装质量。
（2）用于定子铁损试验的计算参数1）发电机技术参数：发电机型号：SF100-68/10350SF20-44/6500额定容量额定功率100 MW20 MW额定功率因数（滞后）（滞后）额定电压额定电流额定频率50Hz额定转速minmin2）铁芯参数及试验计算参数（发电机定子结构参数计算）定子铁芯外径D1（mm）定子铁芯内径D2（mm）定子铁芯高度h （mm）定子铁芯磁轭高度（估算）h a=（D1-D2）/2-h c（cm）通风沟高度b （mm）通风沟数量n 槽深h c（mm）硅钢片安匝数H0 （安匝/cm）槽型尺寸h e x槽宽填充系数K= 选择电源频率f=50 （Hz）选择激磁电压U=400（V）试验磁通密度B= 1T （理论数值）3）试验参数计算铁芯有效高度L = K x（h-n x b）（mm）定子铁芯磁轭截面积S=L x h a （em2）激磁线圈匝数的计算W l =U x 104/ x f x S x B （匝）激磁线圈的电流和功率1= n X ( D-h ) X H o /WI (A)P1=1 X U X 10-3(kVA)测量线圈匝数的计算 W m F(UJU) X W (匝)，其测量电压为激磁线圈电缆截面积：按每平方毫米(铜线)电流密度不大于 3安培选择，采用铜芯橡套绝缘软线。
(3)定子铁损试验原理接线图发电机定子铁芯铁损试验接线图(4)发电机定子铁损试验设备及仪表选择配置序号名称型号格规单位数量备注1 低压开关柜 ,1000A 面 12 电压互感器，级台 13 标准电流互感器 1000/5A ，级台 14交流电压表0 ?450V块2(V )。
发电机定子铁损试验参数计算方法讨论
发电机定子铁损试验参数计算方法讨论1.概述定子磁化试验是检验定子铁芯装配质量的重要手段，也是检验铁芯自身绝缘性能的重要工序，其基本方法是在定子铁芯上缠绕若干个励磁绕组，将交流电流通入绕组内，此电流在定子铁芯中产生磁场，同时产生涡流与磁滞损耗，使铁芯发热，测量铁芯总的有功损耗与温度，计算出单位重量铁芯损耗与温升，从而判别铁芯叠装的质量。
如果铁芯绝缘不好或铁芯装配质量不佳，当铁芯通过交变磁通时，涡流损失就会增加，造成局部过热，加速铁芯绝缘和线棒绝缘的老化，严重时将造成铁芯绝缘烧伤或线棒击穿事故。
大型水轮发电机定子在现场叠装后，定子铁芯必须进行磁化试验，通过测定温升及单位铁损的方法检查叠片质量，磁化试验为水电站重大电气试验项目之一，试验前后需进行较为复杂的数值计算，现在主要有两种方法，本文将以某电厂定子参数为例，对两种计算方法加以说明，并试着分析产生差异的原因，最后，也提出一种新方法供讨论。
根据国标规定以及厂家铁损试验守则，铁损试验采用0.8—1.0特拉斯的磁通密度，持续时间为90分钟。
试验合格标准：实测单位铁损不大于标准铁损的1.3倍，最高温升不超过25K，最大温差不超过15K。
某电厂发电机定子为工地组合方式，定子机座由4瓣组合焊接，铁片经叠装和紧压后进行铁损试验，定子铁芯采用DW270-50冷扎无取向的硅钢片，每片厚度为0.5mm，冲片表面涂有一定厚度的F级绝缘漆。
铁芯的有关参数如下：型号：SF100－14/5380额定容量：100MW/117.65MVA额定功率因数：0.85（滞后）额定电压：13.8kV额定电流：4922A额定转速：428.6r/min额定频率：50Hz励磁电压：193V励磁电流：1172A定子铁芯外径：D1=5.38(m)定子铁芯内径：D2=4.34(m)定子铁芯长度：L fe=1.90(m)定子铁芯齿高：h c=0.167(m)定子铁芯通风沟数量：n=52定子铁芯通风沟高度：b=0.006(m)定子铁片型号：DW270-50定子铁片厚度：0.5(mm)2.试验的有关计算：2.1 定子铁芯扼部截面S的计算2.1.1定子铁芯有效长度K—定子铁芯叠压系数，片间用绝缘漆时取0.93—0.95。
电机定子铁心旋转损耗计算及损耗分布可视化测量
电机定子铁心旋转损耗计算及损耗分布可视化测量电机定子铁心通常是由无取向电工硅钢片叠压制成,由于电工硅钢片具有明显的各向异性,所以在电机实际工作中定子铁心不但被交变磁场磁化,也被旋转磁场磁化,并且由旋转磁场引起的铁心旋转损耗远远大于由交变磁场引起的交变损耗。
因此,准确计算和测量旋转磁化下电机定子铁心旋转损耗是研发高效电机的重要前提。
本文在电工钢片二维旋转磁特性测量的基础上研究了传统Bertotti损耗三项式模型和斯坦梅兹方程计算铁耗的方法,提出了考虑椭圆形旋转磁化的Bertotti损耗三项式模型和斯坦梅兹方程,并对实验室现有的铁心局部损耗测量装置进行了改进,提高了测量精度。
运用改进后的局部损耗测量装置对一台感应电机定子铁心模型的局部损耗进行了实验测试,验证了两种改进模型的有效性,为进一步开展电机降耗措施研究和高效电机研发等工作奠定了理论和实验基础。
本文主要完成了以下工作:首先,在运用二维旋转磁特性测量系统对无取向电工钢片损耗测量的基础上,对经典的Bertotti损耗三项式模型以及传统的斯坦梅兹方程计算铁耗的方法进行了分析,讨论了这两种传统损耗模型在计算铁心旋转损耗时存在的误差以及产生误差的原因,提出了通过引入随旋转磁化椭圆角度和轴比而变化的系数来提高两种传统损耗模型计算精度的方法,并推导了模型参数的计算方法,进而提出了两种改进模型。
其次,对实验室现有铁心局部损耗测量系统进行了改进,为了提高局部损耗测量准确性,采用一个高精度的霍尔元件代替系统中原有的双H线圈,使原有的B-H矢量传感器探头的体积有了明显减小,更便于铁心局部损耗的测量。
然后,为了验证本文提出的两种损耗改进模型的有效性,制作了一台三相感应电机模型,搭建了三相感应电机局部损耗测量硬件系统,并运用虚拟仪器以及LabVIEW编程技术编写了局部损耗测量的软件程序,实现电机定子铁心旋转损耗分布可视化测量。
最后,在对三相感应电机铁心局部损耗测量的基础上,在定子上选取了若干特征点,将实际测量值与传统模型和改进模型的计算值进行对比分析,验证了改进模型能更为有效地计算旋转磁化损耗。
定子铁损试验分析
###电站2#机定子铁损试验压降分析一、试验目的铁芯磁化试验是在定子铁芯堆积、初步压紧完成后进行，其目的就是确认定子铁芯硅钢片设计制造、现场堆积、压紧等整体质量，检查铁片间是否有短路情况，绝缘是否良好。
发电机定子铁芯是由薄硅钢片现场叠装而成，在铁芯硅钢片的制造或现场叠装过程中，可能存在片间绝缘损坏，从而造成片间短路。
为了防止运行中因片间短路引起局部过热，甚至威胁到机组的安全运行，在现场定子铁芯组装完成后，必须进行铁芯磁化试验。
二、试验基本原理及方法在发电机定子铁片堆积、压紧后的铁芯上缠绕励磁绕组，绕组中通入一定的工频电流，使之在铁芯内部产生接近饱和状态的交变磁通，通常取激磁磁感应强度为1~1.2 T，铁芯在交变磁通中产生涡流和磁滞损耗，使铁芯发热，温度很快升高。
同时，使那些铁芯中片间绝缘受损或劣化部分产生较大的局部涡流，温度急剧上升，从而找出过热点。
试验中用红外线测温枪与酒精温度计测出定子铁芯、上下齿压板及定子机座的温度，计算出温升和温差；用红外线测温仪扫描查找定子铁芯局部过热点及辅助测温；在铁芯上缠绕测量绕组，测出铁芯中不同时刻的磁感应强度，并根据测得的励磁电流、电压计算出铁芯的有功损耗。
把测量、计算结果与设计要求相比较，来判断定子铁芯的制造、安装整体质量。
三、基本参数试验前需要计算励磁绕组的匝数、励磁电流大小及变压器的容量，计算中用到的基本参数如下。
铁芯外径：D1=6700mm铁芯内径：D2=6000mm铁芯高度：L1=1506 mm通风沟宽度：b=6mm通风沟数：n=41定子槽深：hc=137mm叠压系数：K1取1铁心有效高度：L=K1(L1-n* b)=1*（1506-41*6）=1260mm铁心轭部高度：h=(D1-D2)/2- hc=213mm铁芯有效截面积：Q=L*h=0.26838m2励磁绕组安匝数：AW=π*(D1-h)*aw=3870.1442(安匝)aw单位长度安匝数取1.9安匝/cm、单匝测量线圈电压：U=4.44*f*Q*B=4.44*f* L*h *B=59.58VB—试验磁通密度，计算时取B=1T f电源频率取50Hz四、试验电源的选择及试验接线方式1、试验电源的选择试验电源电压的选择根据施工现场电源电压等级有400V和10kV。
电动机定子铁损试验
电动机定子铁损实验的探讨摘要：铁损是电动机能量损失之一，不仅影响电动机效率、功率因数，而且可能因铁芯内部硅钢片短路产生妨碍电动机安全运转的局部过热点，加速铁芯绝缘和定子线圈绝缘的老化，严重时可能造成铁芯烧损及线圈击穿事故。
所以，在检修电动机时，尤其是出现扫膛状况时，为检查铁芯受损情况，需进行定子铁损试验。
对于大型电动机，这是检查中必不可少的试验项目。
关键字：绝缘，扫膛，铁损试验Abstract:Iron loss is one of the motor energy loss, not only affect the motor efficiency, power factor, but also may impede the safe operation of local hot spots generated by the motor iron core internal short circuit of silicon steel slice, accelerate the insulation core and stator coil insulation aging, may cause the iron core loss and winding breakdown accident severity. In the maintenance of the motor, especially the sweep chamber condition, in order to check the damage situation of iron core, stator iron loss test. For large motor, it is essential to test the project inspection.Key words:insulation, sweep, chamber, iron loss test1.概述本文所论述的电动机定子铁芯铁损试验就是其中之一。
定子铁芯铁损的试验和测试
定子铁芯铁损的试验（1）概述定子铁损试验是检验发电机定子铁芯装配质量的重要方法，也是检验铁芯自身绝缘性能的重要工序。
其基本试验方法是在定子铁芯上缠绕若干组激磁绕组，通入50H Z交流电压，电流在定子铁芯中产生磁场的同时产生涡流与磁滞损耗，使铁芯发热。
通过测量绕组得到的感生电压与激磁电流的有功功率损耗及温度，计算出单位重量铁芯损耗与温升（W/kg），比较判别铁芯叠装质量。
（2）用于定子铁损试验的计算参数1）发电机技术参数：发电机型号：SF100-68/10350SF20-44/6500额定容量111.11MVA23.35MVA额定功率100MW20MW额定功率因数0.90（滞后）0.85（滞后）额定电压15.75kV10.50kV额定电流A额定频率50Hz额定转速88.2r/min136.4r/min2）铁芯参数及试验计算参数（发电机定子结构参数计算）定子铁芯外径D1（mm）定子铁芯内径D2（mm）定子铁芯高度h（mm）定子铁芯磁轭高度（估算）h a=（D1-D2）/2-h c（cm）通风沟高度b（mm）通风沟数量n槽深h c（mm）硅钢片安匝数H0（安匝/cm）×槽宽槽型尺寸hc填充系数K=0.95选择电源频率f=50（Hz）选择激磁电压U=400（V）试验磁通密度B=1T(理论数值)3）试验参数计算铁芯有效高度L＝K×（h-n×b）(mm)定子铁芯磁轭截面积S=L×h a（cm2）激磁线圈匝数的计算W l=U×104/4.44×f×S×B（匝）激磁线圈的电流和功率I=π×（D1-h）×H0/W l(A)P l=I×U×10-3(kVA)测量线圈匝数的计算W m=(U2/U)×W l(匝)，其测量电压为（V）。
激磁线圈电缆截面积：按每平方毫米（铜线）电流密度不大于3安培选择，采用铜芯橡套绝缘软线。
交流电机铁心损耗的测定试验
交流电机铁心损耗的测定试验对于大规格电机，铁损的试验值与设计值往往会有较大有偏差，是材料问题？是铁芯制造问题？还是试验分离的问题？这是大电机制造和试验应研究的课题，特别是对于无铁芯制造能力的电机制造厂家，材料的判别很困难，只能通过一种特定的方法去甄别，并与试验结果进行对比分析，以求对电机性能有一个相对准确的判定。
在各种交流电机的试验方法中，一般都是利用空载试验来求取电机的铁心损耗，这种方法因其包含着空载杂散损耗而不能真实地反映铁心损耗的数值，给分析电机的性能造成了一些难度，本文介绍一种单独测定铁心损耗的方法。
机铁芯损耗测试原理利用一个单相励磁线圈在定子铁心轭部激励一个磁场，12P以下电机磁场的磁通密度按B=12000高斯进行激励；12P以上电机磁场的磁通密度按B=10000高斯进行激励。
定子铁心轭部在交变的磁场中将产生铁心损耗，损耗值即为输入励磁线圈回路的有功功率减去励磁线圈的铜耗，除以定子铁心轭部重量，就得出了定子铁心轭部实际单位重量损耗值。
与励磁线圈垂直90°方向上缠绕一个单相开路测量线圈，其在交变的磁场中将产生感应电动势，通过测量该电动势，可以推算出定子铁心部实际磁通密度，根据所使用硅钢片的磁损耗和磁感应幅度关系曲线，查出理论上磁通密度为10000高斯或12000高斯时所对应的硅钢片单位重量损耗。
将定子铁心辘部实际单位重量损耗值与理论上硅钢片单位重量损耗进行对比，来判断定子铁心损耗是否异常。
试验的电机铁心应为无绕组铁心。
试验设备包括绕在被试电机铁心上的绝缘励磁绕组、测量绕组及一些仪表，主要包括电压表、电流表和功率表。
励磁绕组和测量绕组一般采用引接线，可以反复使用。
励磁绕组相关参数的确定原则（1）励磁绕组的匝数N1，按式（1）计算。
式（1）中：A Fe=（L-nb v）h j KU1——试验时励磁绕组所加的电压，采用交流50Hz电源，施压220V或380V；A Fe——铁芯截面积，单位cm2；L——铁芯长度，单位cm；n——铁芯径向通风道数量（小容量的电机无此项，即n=0）；b v——铁芯径向通风道宽度（小容量的电机无此项，即b v =0），单位cm；h j——铁心轭部长度，即槽底到铁芯外缘的距离，单位cm；K——铁芯叠压系数（按照硅钢片牌号及铁芯制造工艺确定实际的叠压系数）。
发电机定子铁心损耗试验方案word精品文档6页
#1发电机定子铁芯损耗试验方案批准：会审：编制：王太国胡丹设备管理部2010年10月20日#1发电机定子铁芯损耗试验措施一、组织措施本次#1机A修发电机抽转子检查发现铁心风道齿条、铁芯本体风道齿条、穿心螺杆剩余紧力过小，由上海电机厂技术人员进行紧力补偿处理。
检修处理后发电机铁芯进行铁耗试验以检验确认各部无受损情况，因试验涉及面广危险性高，为确保试验能顺利开展特成立#1发电机定子铁芯损耗试验小组。
组长：胡林副组长：张宏、王太国小组成员：张朝权（电机厂）、计磊（电机厂）、许军、杨光明、黄敬、杨彬、省电科院试验人员、国电山东、运行部当值值长、机组长等。
工作小组具体负责整个试验方案的执行，具体分解如下：省电科院试验人员：对试验的正确性、安全性负责；审编试验技术方案；完成试验所有仪器的正确接线、数据收集整理；负责整个试验过程的指挥。
上海发电机厂技术人员：负责试验前定子膛类工作结束并检查未残留任何工器具、剩余材料、杂物等。
对整个试验全过程监督。
对正确试验方法下不损伤发电机负责。
运行部：负责试验准备工作中#1机6kv A段运行方式、负荷倒换操作，以及试验电源的送电工作。
按照《运行事故处理规程》相关规定，对试验过程中发生异常（如6kv失电）的事故处理。
设备部：对试验的必要性、可行性、正确性负责；6kv开关保护定值修改整定等，全过程配合电科院试验人员进行试验。
安二公司：负责完成试验前各项准备工作，负责发电机出线三相短路、励磁线圈的敷设接线工作,励磁电缆检查试验工作，全过程配合电科院试验人员进行试验。
二、预控措施1、试验前试验人员现场对参加试验的人员进行技术交底，在试验前必须确认运行方式是否满足要求，严防因6kv A段失电影响#2机组的正常运行。
运行人员提前熟悉试验方案并做好事故预想。
2、二次保护班按试验方案计算参数，提前把6kv试验电源开关的保护定值整定好，避免保护误动、拒动。
3、运行部按照试验方案条件需求做好运行方式的调整，避免因试验时电流不平衡6kvA段跳闸后对运行机组和公用系统的影响。
大型发电机定子铁芯绝缘损坏检测方法试验分析
大型发电机定子铁芯绝缘损坏检测方法试验分析发电机是由定子、转子和定子基座三大部分组成的，定子铁芯为发电机提供磁回路，固定定子绕组线圈。
定子铁芯一般由0.35～0.5 mm厚的硅钢片叠成，硅钢片涂有绝缘漆膜，且硅钢片一侧通过铁芯紧固棒紧固在一起。
定子铁芯是发电机故障的频发部件，主要原因是定子铁芯叠片间的绝缘漆膜易损坏，叠片间短路，叠片与紧固棒形成闭合回路，产生涡流电流，导致定子铁芯局部过热。
铁芯叠片间短路的常见原因有以下3点：①硅钢片厚度不均，边缘有毛刺或漆膜质量差。
②定子硅钢片压装不到位。
由于压力不足，导致硅钢片振动，长时间运行使叠片磨损、绝缘损坏。
③发电机运行时，有金属颗粒等質地坚硬的物体落入发电机定子铁芯中，导致叠片间绝缘损坏。
定子铁芯出现绝缘损坏的情况时，务必要停机检测、维修，这必定会影响正常发电，减少经济效益；更严重的是，还会导致区域性断电，影响人们的正常生活。
在发电机交接试验、更换定子绕组或是定子铁芯疑似有损伤时，要对发电机进行定子铁芯短路故障检测，判断发电机能否正常运行。
本文简要了检测发电机1/ 4定子铁芯短路故障的2种试验方法，即传统的定子铁耗试验法和铁芯损伤电磁感应检测。
1 定子铁耗试验1.1 试验原理定子铁耗试验的基本原理是：拆下发电机转子，定子铁芯上缠绕励磁绕组；通入交流电，定子膛中生成接近饱和的交变磁通；定子铁芯中产生涡流和磁滞损耗，使定子铁芯局部发热（定子铁芯中叠片间绝缘漆受损加剧，会产生更大的涡流，温度也会进一步升高）；使用红外线成像仪测量发现高温点，与标准数据进行比较，进而发现疑似故障点。
1.2 铁损法试验原理图和现场铁损法的试验原理和试验现场情况如图1、图2所示。
1.3 铁损法试验的缺陷定子铁耗试验（Lose Test Of Core）是检测铁芯故障试验的传统方法，它在过去的定子铁芯绝缘检测中的使用率比较高，但也存在一些不足，具体表现在以下几个方面：①要求使用大功率电源设备（通常需要3 MVA），励磁电源要提供额定磁通80%～100%的磁通量，磁通量要求比较高。
电机铁芯损耗实验报告
一、实验目的1. 了解电机铁芯损耗的基本原理和分类。
2. 掌握磁滞损耗和涡流损耗的测量方法。
3. 分析不同因素对铁芯损耗的影响。
4. 评估电机铁芯损耗对电机性能的影响。
二、实验原理电机铁芯损耗主要包括磁滞损耗和涡流损耗。
磁滞损耗是由于铁磁材料在交变磁场中反复磁化而产生的能量损耗，涡流损耗是由于铁芯中的涡流产生的能量损耗。
三、实验仪器与设备1. 电机铁芯实验台2. 磁场发生器3. 磁通计4. 电流表5. 电压表6. 数据采集器7. 计算机及数据软件四、实验步骤1. 准备阶段- 将电机铁芯实验台安装好，连接好相关仪器。
- 检查仪器是否正常工作。
2. 实验阶段- 设置磁场发生器的频率和强度，使铁芯处于交变磁场中。
- 使用磁通计测量磁通量，使用电流表和电压表测量电流和电压。
- 使用数据采集器实时记录实验数据。
3. 数据分析- 计算磁滞损耗和涡流损耗。
- 分析不同因素对铁芯损耗的影响。
4. 实验结果- 根据实验数据，绘制磁滞损耗和涡流损耗随频率和磁通密度的变化曲线。
- 分析实验结果，得出结论。
五、实验结果与分析1. 磁滞损耗- 随着频率的增加，磁滞损耗先增大后减小，在某一频率下达到最大值。
- 磁滞损耗与磁通密度呈线性关系。
2. 涡流损耗- 随着频率的增加，涡流损耗先增大后减小，在某一频率下达到最大值。
- 涡流损耗与磁通密度呈非线性关系。
3. 不同因素对铁芯损耗的影响- 磁通密度：磁通密度越大，磁滞损耗和涡流损耗越大。
- 频率：频率对磁滞损耗和涡流损耗的影响不同，频率越高，磁滞损耗越大，涡流损耗越小。
六、结论1. 电机铁芯损耗主要包括磁滞损耗和涡流损耗。
2. 磁滞损耗和涡流损耗随频率和磁通密度的变化而变化。
3. 磁通密度和频率对铁芯损耗有显著影响。
七、实验总结本次实验通过对电机铁芯损耗的测量和分析，加深了对电机铁芯损耗原理和影响因素的理解。
实验结果表明，磁通密度和频率对铁芯损耗有显著影响，因此在电机设计和制造过程中，应尽量降低磁通密度和频率，以减小铁芯损耗，提高电机效率。
循环水电机定子铁芯损耗现场试验研究分析
２ ． ２ 励磁 线圈匝数 的计算
Ｕ
用 ６ ａ ｒ ｍ ２橡套绝缘铜 芯软电缆紧密缠绕数 匝线圈。缠绕激磁线 圈时 尽量使所有缆线 紧绕 在铁芯上 ，避免缆线进入线槽 内，经过棱 角之 处 需加橡胶板进 行保护 。 ３ ． １ ． ２缠绕测量绕组 测量绕组用 １ 根１ ． ５ ｍ ｍ ２ 橡套绝缘铜芯软电缆用同样 方法在 定子 铁芯上两激磁绕组 区域 中间位置缠绕 ２圈。线圈紧放槽底 ，并包 绕 定子有效铁芯 ，不包绕 定子机 座，棱 角处垫橡胶板 保。 ３ ． １ ． ３仪器、仪表 连接 按 照上图示意进行仪表 、电源连接 ，并检查接 线正 确性。特 别 注意测量仪表与线 圈极 性应正确 。 全部连线完毕后，用 ５ ０ ０ Ｖ兆欧表 测量激磁绕组 、测量绕组等 回路绝缘 电阻。 ３ ． １ ． ４温度计布置 及热电偶接线 沿定子铁芯 圆周上 、中、下磁轭 部均匀布置 ２ ４ ￣３ ６个用于监 视 的酒精温度计 ，并用石棉布封住 ，防止散 热影 响测量 的准确 性。 分别用定子铁芯 叠片 时装入槽底、机座 、铁 芯等 处的热 电偶与 热电 偶测试 台连接 ，测量 铁芯和机架的温度 。如果条件具备 ，使用 红外 线 热成像仪进行 温度检 查，将 更为 直观可靠。 ３ ． １ ． ５试验前检查 检查 所有 铁芯螺栓均在规定 的紧 固力矩 下；检 查定子内、通风 槽沟 内、上 下端 部等 处不应有铁磁性物质遗 留；用 空压机 气体清 扫 吹 除定子 内外 、沟槽 等处的灰尘和杂质 ；并将定子保温密封 ；定子 机架与基础支墩 可靠 固定，并用 ５ ０ ａ ｒ ｍ ２裸铜线将定子机 架与接 地网 可靠连接 。 （ 下转第 ４ ４ １页）
口
２ ． ４实际磁通密度计 算
#9发电机定子铁芯损耗试验技术方案
技术方案项目名称：#9 发电机定子铁芯损耗试验编制：审核：会签：批准：天津军粮城发电有限公司2011 年7 月26 日发电机定子铁芯是由硅钢片叠合组装而成的。
由于制造和检修可能存在的质量不良，或在运行中，由于热和机械力的作用，可引起片间绝缘损坏，造成短路，在短路区域形成局部过热，引起发动机定子线圈绝缘损伤，从而威胁机组的安全运行。
所以发电机在交接时或运行中，对铁芯绝缘有怀疑时，或铁芯全部或局部修理后，或发电机定子打槽楔前后，需进行定子铁芯的损耗试验，以测量铁芯单位质量的损耗，测量铁轭和齿的温度，检查各部温升是否超过规定值，从而综合判断铁芯片间的绝缘是否良好。
一试验目的通过发电机定子铁芯损耗试验测量定子铁芯单位损耗，测量铁轭和齿部温度，检查各部温升是否超过标准值，综合判定片间绝缘是否良好，有无短路。
二发电机参数型号：QFSN-350-2 额定功率：350MW 额定电压：20kV 额定电流：11887A 功率因数：0.85 频率：50Hz 转速：3000r/min 定转子绝缘等级：F生产厂家：哈尔滨电机厂有限责任公司投运日期：2010年7月三试验依据及标准1DL/T596-1996 《电力设备预防性试验规程》与华北电网有限公司《电力设备交接和预防性试验规程》。
2磁密在1T 下持续试验时间为90min，齿的最高温升不大于25K ，齿的最大温差不大于15K，单位损耗不大于1.3 倍参考值。
对直径较大的发电机试验时应注意校正由于磁通密度分布不均匀所引起的误差。
3试验时的各部分温升及损耗值与出厂值比较应无明显增大。
三试验方法1试验原理接线定子铁损试验一般接线如图1 所示，由于励磁线圈W1 和测量线圈W2 集中布置，对大型发电机因其漏磁对试验结果影响较大。
图中测量线圈W2 应布置于磁通均匀或接近均匀的区域。
将发电机转子抽出后，定子绕组应三相短路接地。
如定子绕组有尚未消除的接地点时，则绕组只需短路，不可再接地，以免多点接地使铁芯烧坏。
定子铁芯铁损的试验和测试
定子铁芯铁损的试验（1）概述定子铁损试验是检验发电机定子铁芯装配质量的重要方法，也是检验铁芯自身绝缘性能的重要工序。
其基本试验方法是在定子铁芯上缠绕若干组激磁绕组，通入50H Z交流电压，电流在定子铁芯中产生磁场的同时产生涡流与磁滞损耗，使铁芯发热。
通过测量绕组得到的感生电压与激磁电流的有功功率损耗及温度，计算出单位重量铁芯损耗与温升（W/kg），比较判别铁芯叠装质量。
（2）用于定子铁损试验的计算参数1）发电机技术参数：发电机型号：SF100-68/10350SF20-44/6500额定容量111.11MVA23.35MVA额定功率100MW20MW额定功率因数0.90（滞后）0.85（滞后）额定电压15.75kV10.50kV额定电流A额定频率50Hz额定转速88.2r/min136.4r/min2）铁芯参数及试验计算参数（发电机定子结构参数计算）定子铁芯外径D1（mm）定子铁芯内径D2（mm）定子铁芯高度h（mm）定子铁芯磁轭高度（估算）h a=（D1-D2）/2-h c（cm）通风沟高度b（mm）通风沟数量n槽深h c（mm）硅钢片安匝数H0（安匝/cm）槽型尺寸h×槽宽c填充系数K=0.95选择电源频率f=50（Hz）选择激磁电压U=400（V）试验磁通密度B=1T(理论数值)3）试验参数计算铁芯有效高度L＝K×（h-n×b）(mm)定子铁芯磁轭截面积S=L×h a（cm2）激磁线圈匝数的计算W l=U×104/4.44×f×S×B（匝）激磁线圈的电流和功率I=π×（D1-h）×H0/W l(A)P l=I×U×10-3(kVA)测量线圈匝数的计算W m=(U2/U)×W l(匝)，其测量电压为（V）。
激磁线圈电缆截面积：按每平方毫米（铜线）电流密度不大于3安培选择，采用铜芯橡套绝缘软线。
发电机定子铁损试验方案
发电机定子铁损试验方案1. 概述发电机定子铁芯是由硅钢片叠合组装而成，叠装完成后必须进行铁损试验，通过实测定子铁芯单位质量的损耗，测量铁轭和齿的温度，检查各部温升是否超过规定值，从面综合判断铁芯片间的绝缘是否良好。
铁损试验是发电机大型试验项目之一，试验前必须作大量的计算工作和准备工作。
铁损试验方法：定子铁芯缠绕若干个励磁绕组，将交流电流通入励磁绕组，因交流电流在定子铁芯中产生磁场，而产生涡流和铁磁损耗，使铁芯发热，通过测量铁芯总的有功损耗与温度，计算出单位重量铁损与温升，以此判断铁芯叠装质量优劣。
根据国标《发电机定子铁心磁化试验导则GB/T20835-2007》规定以及厂家《铁损试验守则（61417）》，铁损试验采用8000-10000高斯的磁通密度，持续时间为90分钟。
试验合格标准：实测单位铁损不大于标准铁损1.15W/Kg的1.3倍，即1.495 W/Kg，最高温升不超过25℃，最大温差不超过15℃。
发电机定子为工地组合方式，定子机座由4瓣组合焊接，铁片经叠装和紧压后进行铁损试验，定子铁芯采用DW270-50冷扎无取向的硅钢片，每片厚度为0.5mm，冲片表面涂有一定厚度的F级绝缘漆。
发电机及定子铁芯有关系数如下：型号：SF100－14/5380额定容量：100MW/117.65MVA额定功率因数：0.85（滞后）额定电压：13.8kV额定电流：4922A额定转速：428.6r/min额定频率：50Hz励磁电压：193V励磁电流：1172A定子铁芯外径：D1=538(cm)定子铁芯内径：D2=434(cm)定子铁芯长度：Lfe=190(cm)定子铁芯齿高：hc=16.7(cm)定子铁芯通风沟数量：n=52定子铁芯通风沟高度：b=0.6(cm)定子铁片型号：DW270-50定子铁片厚度：0.5(mm)定子铁片标准损耗：1.15(W/kg)（10000高斯）2.试验前的有关计算：2.1 定子铁芯扼部截面S的计算2.1.1定子铁芯有效长度K—定子铁芯叠压系数，片间用绝缘漆时取0.93—0.95。
铁耗试验
铁耗试验一．试验目的电机定子铁心质量，直接影响电机效率、功率因数和温升，通过铁芯磁化试验其目的就是确认定子铁芯叠压质量，检查硅钢片间是否有短路情况，绝缘是否良好。
在电机的使用和维修过程中铁芯硅钢片可能存在片间绝缘损坏，从而造成片间短路。
为了防止电机运行中因片间短路引起局部过热，甚至造成定子绕组绝缘损坏，威胁到电机的安全运行。
因此，在定子铁芯嵌线前，进行铁芯磁化试验，及时发现影响电机性能和安全运转的铁心缺陷。
二．试验方法M1——励磁线圈；M2——测量线圈；TA——电流互感器；f1——频率表；V1、V2——电压表；A——电流表；低功率因数瓦特表。
试验接线原理图1．试验前的准备1.1 用有效截面不小于50mm2 的导线将定予机座可靠接地。
1.2 对定子各部位进行彻底的清扫，清除铁心通风沟及上下端处可能残留的金属遗物；同时，将所有槽内物品取出；移走所有与试验无关的设备。
1.3 根据铁心参数计算励磁功率，确定试验电源容量、励磁电压、励磁绕组匝数与截面积，准备好相关电源设施与仪器、仪表。
1.4 铁损试验的绕线布置应注意下列各项：1）励磁绕组应在整个铁心圆周上均匀缠绕或对称布置。
2）测量绕组的布置，对于励磁绕组在圆周上均匀缠绕的，可布置在圆周上任意位置:对于励磁绕组为对称布置的，应布置在相邻两励磁绕组的中间位置。
3）试验电源选用50Hz 交流工频，试验电压一般取0.4kV 左右，当定子铁心有效质量M 超过100×103kg时，建议取6.0kV及以上，以免因励磁电流过大而增加励磁绕组绕线难度。
4）测量绕组应包绕于定子有效铁心，不应包括整个机座。
5）通电前，用500V 绝缘电阻表测量各绕组与定子机座之间的绝缘电阻，应不小于1MΩ; 试验电压取3.0kV 及以上时，用2500V 或5000V 绝缘电阻表测量各绕组与定子铁心间的绝缘电阻，应不小于 1 M Ω/kV。
6）各励磁绕组的包绕方向应相同，与铁心接触的棱角部位必须垫设绝缘材料。
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* 黑龙江省科技计划资助项目 高效高压节能电机 ( G B08A 301)
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位为 H z; A 电流表, 测量励磁线圈回路 I1 电流, 单位为 A; W 功率表, 测量铁心准损耗 P, 单位 为 kW。
图 2 励磁线圈电路
图 3 测量线圈电路
1. 3测试过程
1. 3. 1 计算测量线圈的匝电压
钢片的单位比损耗相当, 若两者相差较大, 则电机 中应用, 需建立试验测试系统及制定判定标准。
定子铁心存在质量问题。 7台 YLKK630-4电机型 式试验结果合格, 嵌线前定子铁心轭部比损耗测 试值与硅钢片单位比损耗相当, 测试值接近, 说明 7台定子铁心制造工艺、原材料质量波动不大, 均 为合格。 3. 3 7台电机型式试验合格, 效率、温升满足要 求, 但整机试验定子铁心损耗与电磁设计定子铁 心损耗相差较大。分析可能是由于定转子气隙不
与励磁线圈垂直 90 方向上缠绕一个单相开 路测量线圈 ( W 2 匝, 又称感应线圈 ) , 其在交变的 磁场中将产生感应电动势, 通过测量该电动势, 可 以推算出定子铁心轭部实际磁通密度, 根据所使 用硅钢片的磁损耗和磁感应幅度关系曲线, 查出 理论上磁通密度为 10 000高斯或 12 000高斯时 所对应的硅钢片单位重量损耗。
4 结语
铁心内的旋转磁场不同, 所以嵌线前定子铁心损
通过此次 对电机定子 铁心损耗 测试试验 研
耗值与整机试验定子铁心损耗没有可比性。 3. 2 嵌线前定子铁心轭部比损耗测试值反映了
究, 采用嵌线前定子铁心损耗测试方法是可行的, 测试值能够反映定子铁心的制造质量, 可在半成
定子铁心原材料加工制造质量, 其理论上应与硅 品对不合格定子铁心进行筛选。但若在生产实际
防爆电机 是具有科研方向指导性、理论性及实用性于一体 的国家级专 业技术期 刊。本刊主要的 栏目: 综述、理论 与设计、防爆技术、运行与控制、变频调速技术、制造与 工艺、试验与检测、行业信息等。
征稿范围: 1. 有关电机及相关行业最新动态的理论知识与研究 方面的论 著; 2. 有关 电机及相 关行业 防爆技术 在设 计及应用中的最新成果及实践方面 的著作; 3. 有关电机及相关行 业运行与控 制的原 理与研 究方向 的重要 性和具体 实践 方面的论文; 4. 有关电机及相关行业变频调速技术的具体实施方 法及总结 出来的经验 的文章; 5. 有关电 机及相关 行业 试验与检测方面的经验交流, 解决实际问题各项措施的研究讨论。
将定子铁心轭部实际单位重量损耗值与理论 上硅钢片单位重量损耗进行对比, 来判断定子铁 心损耗是否异常。 1. 2 测试线路图
图 1为测试原理图, 图 2、图 3分别为励磁线 圈电路图和测量线电路图。
图 1 测试原理图
图 1中, V 1 电压表, 测量励磁线圈电源电压 U1, 单位为 V; V2 电压表, 测量测量线圈感应电 压 U2, 单位为 V; H z 频率表, 测量电源频率 f, 单
1 确定测试方案
根据电磁感应理论及变压器原理, 制定定子 铁心损耗测试方案。 1. 1 测试原理
利用一个单相励磁线圈 ( W 1 匝 )在定子铁心 轭部激励一个磁场, 12极以下电机磁场的磁通密 度按 B = 12 000高斯进行激励; 12级以上电机磁 场的磁通密度按 B = 10 000高斯进行激励。定子 铁心轭部在交变的磁场中将产生铁心损耗 (涡流 损耗、磁滞损耗 ), 损耗值即为输入励磁线圈回路 的有功功率减去励磁线圈的铜耗, 比上定子铁心 轭部重量, 就得出了定子铁心轭部实际单位重量 损耗值。
参考文献 [ 1] 才家刚. 电机试验技术 及设备手册 . 北京: 机械 工业 出版社, 2004. [ 2] 陈世坤. 电机设计. 北京: 机械工业出版社, 2004.
作者简介: 李 晶 女 1975 年生; 毕业于东 北大学工 业自动 化专业, 现从事电机制造工艺工作.
收稿日期: 2010-05-19
因为, U2 = E2 = 4. 44BQfW 2 10- 8 所以, B = U2 /4. 44 /Q /f /W2 /10- 8 此时 B 为定子铁心轭部磁路实际磁通密度, 根据此值查所用硅钢片的磁损耗和磁感应幅度关 系曲线, 查出该磁通密度下所对应的硅钢片单位 重量损耗值 P 3。 1. 5 计算定子铁心轭部损耗 根据变压器原理, 励磁线圈电路输入电流 I1 是由激磁电流 Im 和有功电流 I2 矢量合成, 定子铁 心轭部损耗 P 1 = E1 Im cos c, 根据测量线圈电路图 可知, P = E 2 Im cos c, 所以 P 1 = P W 1 /W2 则定子铁心轭部单位重量损耗 P4 = P 1 /G。 式中, G 定子铁心轭部重量 ( kg )。 1. 6 结果判定 将 P 3 与 P 4 进行比较, 理论上当 P4 P 3 时, 我们认为定子铁心制造质量是符合要求的。
计算试验电源容量 根据磁励线圈电路图可得出
S = U1 I1
( 5)
忽略励磁线圈中的线损 (即有功功率 )
I1 IP
( 6)
式中, IP 励磁线圈中的无功电流 (A )。
IP = A /W 1
( 7)
则式 ( 5)可写成
S U1A /W1
( 8)
为了试验安全, 试验电源的容量要大于 3S。 1. 3. 4 连接试验线路
硅钢片牌号
单位比损耗 ( 1. 2T )
(W /kg) 50W 400 2000 50W 400 2000 50W 400 2000 50W 400 2000 50W 400 2000 50W 400 2000 50W 400 2000
嵌线前定子 铁心
轭部比损 耗
( W /kg ) 22 60 21 36 23 36 21 87 22 45 22 23 21 18
电机定子铁心损耗测试试验研究*
李晶
佳木斯电机股份有限公司, 黑龙江佳木斯 ( 154002)
摘 要 根据电磁感应理论及变压器原理, 通过对装 压后、下线前的定 子铁心损耗 进行检测, 在电 机半成品状态时将铁心损耗大的定子铁心检测出来, 减少因铁心损 耗超标造成 整机性能 不合 格。
关键词 定子铁心; 轭部损耗; 脉振磁场; 测试 中图分类号 TM 306 文献标识码 A 文章编号 1008-7281( 2010) 05-0046-03
防爆电机 征稿启事
防爆电机 是由黑龙 江省 机械 工 业联 合 会主 管, 佳木 斯 防爆 电 机研 究所 主 办的 双月 刊 期刊, 国 内 刊号: CN231259 /TM, 国 际刊号: ISSN1008- 7281。本刊为中国学术期刊综合评价数 据库统计 源期刊、中国 学术期 刊收录 期刊、中国 期刊全文数据库收录期刊、万方数据库数字化期刊群入网期刊、维普 数据库全 文收录 期刊、中国报 刊订阅 指南信息 库收 录期刊。本刊宗旨: 坚持以正确的舆论导向, 坚持百花 齐放、百家争鸣的方针, 着眼电机及相关行业, 面向 国内外, 传播科 技信息, 推广科研成果, 交流经验, 为广大科技工作者提供科技交流平台, 促进电机及相关行业的技术发展。
电机型号 试验标识
Y LKK 630-4 R9 Y LKK 630-4 R10 Y LKK 630-4 R11 Y LKK 630-4 R12 Y LKK 630-4 R13 Y LKK 630-4 R14 Y LKK 630-4 R15
电磁设计定 子
铁心损耗
(W ) 18206. 5 18206. 5 18206. 5 18206. 5 18206. 5 18206. 5 18206. 5
目前按经验励磁线圈匝 数可按 W1 = 6进 行 缠绕, 测量线圈匝数可按 W 2 = 3进行缠绕。按测 试原理图将电压表、频率表、电流表、功率表、电流 互感器、导线等连接到线路中。励磁线圈电缆横 截面积根据无功电流 IP 进行选取。 1. 3. 5 试验
考虑励磁线圈中 I1R 压降, 调整电源电压, 按 1. 08U 1 进行给定, 监测各量表数值和定子铁心温 度 (T )。试 验进行 15 分钟 之后进 行采集 f、U1、 U2、I1、P 试验数据。 1. 4 试验数据处理 计算定子铁心轭部磁通密度
Key w ord s S tator core; yoke loss; pulse m agnetic field; test
0 引言
定子铁心损耗是电机五大损耗之一。铁心制 造工艺的波动会造成定子铁心损耗偏高, 定子铁 心损耗偏高会导致电机定子温升或效率不合格。 若电机在出厂试验时发现空载损耗异常是由铁耗 高引起的, 处理则比较困难, 严重时将导致定子报 废。为了避免原材料浪费, 提高产品合格率, 研究 电机定子铁心损耗测试方法, 在半成品状态将损 耗大的定子铁心检测出来是非常必要的。
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2 样机试验检测
相异步电动机, 按电机定子铁心损耗测试方案进 行了定子铁心损耗测试, 并将电磁设计定子铁心
选取 7台 YLKK630-6 1500kW 高压立式三
损耗、嵌线前定子铁心轭部比损耗与整机试验定 子铁心损耗进行了统计对比。
Y LKK 630-6 1500kW 试验 定子铁心损耗试验数据对比表
整机试验定子
铁心损耗
(W ) 3 31 68 3 00 22 3 34 36 3 11 71 4 23 53 3 95 32 2 78 35
3 试验数据分析
均、定转子冲片齿部毛刺较大、定子筋焊量其原理是在定子 铁心轭部激励一个脉振磁场, 与整机运转时定子
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根据测量线圈电路图, 感应电势 E2 等于电压 表测得的测量线圈末端上的端电压 U 2, 当定子铁
心轭部磁通密度为 B 高斯时, 测量线圈内感应电
势 E2 可按式 ( 1)计算
E2 = U 2 = 4. 44BQfW 2 10- 8
( 1)
式中, Q 有效定子铁心轭部的横截面积 ( cm2 ) ;