基于空载试验估计更新改造感应电机效率的一种新技术

感应电动机是工业中应用最广泛的。在工业化国家中被利用的总能源中，感应电动机所利用的占了的三分之二，因此，对导致全球环境问题带来影响，表现在温室气体的排放圆。加拿大和美国有几家公用事业部门采取了干预措施实施需求管理计划嘲，以减少温室气体的影响和向如此庞大数量的电机供应电力的成本。更新改造电机或任何现有电动机效率的精确估算对于工业中的节能、审计及管理是至关重要的。满载和部分载荷效率可以通过使用功率计测定，这种方法是非常昂贵的，只在装备精良的实验室中才具备条件。在该领域中寻找一种成本低廉且便于操作的效率评估程序是非常重要的。本文提出了一种估算更新改造感应电动机满载效率的方法，可以成功地应用在电动机服务中心。只需要一个直流试验（包括定子绕组低温试验），铭牌的详细说明和空载输入功率、电压及电流的RMS（均方根）读数。本研究目的在于开发一个可以很容易应用于任何一个电动机服务中心的感应电动机效率评估算法。为此，研究小组决定去北美的一些服务中心做一次技术考察，然后确定在这样的工作间可用的设备以及设计一个算法，用来匹配这些车间的技术环境。所提出的效率评估算法从直流试验开始，来获得定子绕组的冷态直流电阻。同时应该测量冷态定子绕组的温度。定子绕组直流电阻和相应的温度是这种算法中要被用到的最基本的值。下一步是读取和记录铭牌数据。然后，电机应空载运行，轴上不带负荷，接下来读取和记录输入电压、输入电流和输入功率的均方根值。上文提到的值将被输入到基于电子表格形式的友好使用界面的软件，目的在于处理必要的计算和提供估算的效率值的直观图表。使用Visual Basic编程设计该软件。计算是基于一个重要的假设：无论是在空载或是满载的条件下机械转动损耗都被认为是相同的值。提出该假设是因为仅在一个空载运行电压下使用所提出的技术时没有办法区分摩擦带来的铁心损耗和风阻损耗。杂散负载损耗和满载温度是基于IEEE Std．112^TM-2004和IEC 60034-2-1公式假定的。七个不同额定功率（3．150hp）的感应电动机使用该技术进行效率评估试验。将七个电机的效率的估算值与测量值进行比较，最大偏差为1．679％，最小偏差为0．361％。针对与测量值存在1．679％偏差的问题进行了研究，发现杂散负载损耗和满载温度这两个假定值对该技术的准确度有很大的影响。使用杂散负载损耗和满载温度的测量值而不是假定值，其估算效率的精度发生了很大的差异。通过使用测量值，七个被试电机的最大偏差成为0．49％，最小偏差为0．09％。魁北克水电公司是北美最大的电力公司之一，为该研究提供了极有价值的大量的额定功率范围为1—500M的感应电动机的数据库。另一组数据是来自加拿大BC水电站。数据已经应用在软件中。192台感应电动机的实验和现场测试显示出非常满意的效果。该评估软件正在接受几个加拿大的电力公司的测评。