一、電機轉子鐵芯測試儀簡介

      公司需定制一款鐵芯測試設備，用于對定子鐵芯成品功率損耗及局部發熱的檢測，對電機鐵芯在制作過程中的質量進行監控。

二、電機轉子鐵芯測試儀測試要求

1、用途：測試電機成品鐵芯功率鐵損及局部發熱

2、鐵芯狀態：疊壓狀態，鐵芯外側焊接拉板及吊掛等，退火處理

3、鐵芯zui大尺寸：外徑780mm，內徑524mm，高度547mm（不含齒部）,鐵芯有效質量約1150kg, 帶焊接拉板，壓圈，吊掛等總重量約1500?1700kg。

4、拉板材質：Q235，Q345等結構鋼

5、疊片系數：≥97%

6、有效質量：1140kg

7、zui大工作點：軛部1.7T，齒部2.0T，在50Hz下設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，內環齒部和外環拉板焊接處

三、系統要求

1、設備zui大輸出（激磁）功率：60kVA

2、輸出頻率：50-240Hz

3、系統控制計算機采用工控機，配17.5寸液晶顯示器（安裝在機柜內）

4、熱像儀具有成像、數據存儲及數據導出功能（USB或SD卡）

5、勵磁繞組繞線匝數小于5匝

6、配備一臺打印機，可實現在線打印。

7、安全性：采用低壓大電流模式，電纜連接處應有安全防護

8、備品備件：測試用電纜線標配一條，另提供一條作為備品

四、設計思路

在電機工業領域，鐵芯測試是一種重要的*措施。它可以預估電機的可靠性和以后的運行維護成本。

1、測量原理

把鐵芯當成一個空載變壓器，大功率電源根據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

根據甲方提供的zui大鐵芯規格，測試頻率50Hz，工作點1.5T，激磁匝數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

磁感應強度計算公式：B = Vrms / (4.44 × F × N × Ae)

式中：B為磁感應強度，單位為T；Vrms為感應電壓的有效值，單位為V；F為交流信號的頻率，單位為Hz；N為感應線圈的匝數；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

磁場強度的計算公式：H = N × I / Le

式中：H為磁場強度，單位為A/m；N為勵磁線圈的匝數；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。則鐵芯的單位質量鐵損可按下式計算。

：有效損耗

：有效質量

4、渦流發熱點檢測方法

在完成鐵芯損耗測試后，對鐵芯施加一個較高的激磁電流，持續通電。每5分鐘或10分鐘用紅外成像儀測量一次內環齒部和外環拉板焊接處的溫度分布并記錄，可以找出鐵芯上的發熱點及檢測鐵芯整體溫升情況。

五、技術方案

1、設備型號：MATS-2010M/60 KVA硅鋼鐵芯測量裝置

2、設備功能

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象，從而達到對產品質量控制的目的。

2.2、通過 PC上軟件對電源進行控制和讀取， PC軟件具有自動測量、測試數據實時顯示、測試結果保存、測試方案保存等功能。

2.3、測試裝置隨機配置紅外熱像儀，用于對鐵芯各部位溫升的測量。

3、工作原理

4、硬件參數

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帶負載)

4.3、輸出頻率：45.0~240Hz連續可調(步進0.1Hz)

4.4、頻率穩定度：≤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%（阻性負載）

4.8、源電壓效應：≤1%

4.9、負載效應：≤1%

4.10、輸出電壓失真度：≤1.5%（阻性負載）

4.11、瞬態總恢復時間：20ms

4.12、相電壓波峰系數：1.41±0.1

4.13、頻率穩定度：≤0.1%

4.14、過載能力

105%＜輸出≤110% 15秒關斷輸出

110%＜輸出≤120% 5秒關斷輸出

4.15、保護裝置：短路保護、過載保護、功率器件過熱保護

4.16、線路電阻補償：有（補償范圍：1-999mΩ）

4.17、效率≥85%

4.18、編程記憶功能：上次啟動參數

4.19、在線調節功能：可在線調節輸出電壓、輸出電壓為上、下浮動值

4.20、遠程通訊/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、工作環境：溫度： 0～ 40℃  相對濕度： 20~90%RH

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