[发明专利]电机环境下的电工钢材料铁芯损耗测试系统及方法

说明书

本发明公开了一种电机环境下的电工钢材料铁芯损耗测试系统及方法。原动机和被测电机共用一根空心长轴实现转速同步并进行转矩传递；被测电机的定子可更换，被测电机的转子套在空心长轴上，转子内置有温度传感器，空心长轴上固定安装有电阻应变式转矩转速测试仪，空心长轴一端作为引出端并设有电刷滑环，温度传感器和电阻应变式转矩转速测试仪均通过空心长轴内部的连线连接到空心长轴引出端的电刷滑环，电刷滑环与测量电桥相连。本发明的被测电机定子可更换，从而实现多种材料在电机应用场合下，不同磁场环境中的铁心损耗的测量，可模拟电机运行环境下的复杂磁场，更接近实际应用工况，并可模拟测量电机运行时的瞬时铁损。

技术领域

本发明涉及了一种电机环境下的电工材料测试系统及方法，尤其是涉及一种电机环境下的电工钢材料铁芯损耗测试系统及方法。

背景技术

电机运行过程中会产生功率损耗，主要包括铁芯损耗、定转子铜耗、风摩损耗、杂散损耗等，其中，铁心损耗作为一种固定损耗，占据了电机运行损耗中的一大部分，特别是在高速和非正弦供电的电机中，铁心损耗占的比重更大，故无论是在电机设计还是在对电机性能进行分析时，准确有效地测量电机铁芯损耗都是十分重要的。

而目前对电机实际铁芯损耗的计算与测量并无行之有效的手段——传统的损耗测试方法，或者是基于材料本身的研究，无法模拟材料在具体的电机运用场合的实际运行工况——如实际电机运行中存在由电枢反应引起的磁场畸变、电机结构复杂存在齿槽效应等影响、旋转磁场同时存在空间矢量与时间矢量等；或者是电机在单一的运行状态下的工况模拟，中间有诸多的测量环节，误差较大。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，为了准确地模拟材料在实际运用工况中的铁心损耗，本发明提供了一种电机环境下的电工钢材料铁芯损耗测试系统及方法，能够在模拟电机环境下测试材料在多种磁场环境中的铁芯损耗情况，实现铁芯损耗的精确测量。

本发明采用的技术方案是：

一、一种电机环境下的电工钢材料铁芯损耗测试系统：

包括原动机、被测电机、空心长轴、电阻应变式转矩转速测试仪、温度传感器和电气测试装置，原动机和被测电机共用一根空心长轴实现转速同步并进行转矩传递；被测电机的定子可更换，被测电机的转子套在空心长轴上，转子内置有温度传感器，空心长轴上固定安装有电阻应变式转矩转速测试仪，空心长轴一端作为引出端并设有电刷滑环，温度传感器和电阻应变式转矩转速测试仪均通过空心长轴内部的连线连接到空心长轴引出端的电刷滑环，电刷滑环与测量电桥相连；原动机、被测电机、温度传感器和电阻应变式转矩转速测试仪均连接电气测试装置。

所述的被测电机定子侧不励磁，转子侧通直流电压励磁，转子励磁绕组通过空心长轴内部的连线引出连接到电源，实现励磁电流的调节。其被测电机转子侧由直流励磁，而定子侧不通电流，可避免转子铁耗对测量的影响，简单更换定子侧的铁心材料，即可测量不同材料的铁心损耗。

所述的电阻应变式转矩转速测试仪包括用于测量原动机转矩和转速的电阻应变式转矩传感器和转速传感器，安装于原动机和被测电机之间的空心转轴上，转矩传感器和转速传感器的应变式电阻贴片通过空心长轴内部的连线连接到电刷滑环。

所述的原动机的转矩转速可调节，是异步电机、同步电机等。

所述的温度传感器安装于被测电机转子励磁绕组中，测量运行中的绕组温度。

所述的电气测试装置包括用于测量原动机、被测电机、电阻应变式转矩转速测试仪和温度传感器电参数的电压表和电流表。

本发明与普通的材料特性测量装置相比，更接近实际电机的运行工况，改变原动机转速与被测电机转子的励磁电流，即可测量不同磁场环境下的铁心损耗。