一、电机转子铁芯测试仪简介

      公司需定制一款铁芯测试设备，用于对定子铁芯成品功率损耗及局部发热的检测，对电机铁芯在制作过程中的质量进行监控。

二、电机转子铁芯测试仪测试要求

1、用途：测试电机成品铁芯功率铁损及局部发热

2、铁芯状态：叠压状态，铁芯外侧焊接拉板及吊挂等，退火处理

3、铁芯zui大尺寸：外径780mm，内径524mm，高度547mm（不含齿部）,铁芯有效质量约1150kg, 带焊接拉板，压圈，吊挂等总重量约1500〜1700kg。

4、拉板材质：Q235，Q345等结构钢

5、叠片系数：≥97%

6、有效质量：1140kg

7、zui大工作点：轭部1.7T，齿部2.0T，在50Hz下设备激磁功率需满足磁感大于或等于1.5T

8、材料牌号：50W400、50W470、50W600等，1.5T对应激励磁场为1200A/m

9、激磁后需间隔10分钟测量一次铁芯温升，内环齿部和外环拉板焊接处

三、系统要求

1、设备zui大输出（激磁）功率：60kVA

2、输出频率：50-240Hz

3、系统控制计算机采用工控机，配17.5寸液晶显示器（安装在机柜内）

4、热像仪具有成像、数据存储及数据导出功能（USB或SD卡）

5、励磁绕组绕线匝数小于5匝

6、配备一台打印机，可实现在线打印。

7、安全性：采用低压大电流模式，电缆连接处应有安全防护

8、备品备件：测试用电缆线标配一条，另提供一条作为备品

四、设计思路

在电机工业领域，铁芯测试是一种重要的*措施。它可以预估电机的可靠性和以后的运行维护成本。

1、测量原理

把铁芯当成一个空载变压器，大功率电源根据铁芯的截面积和测试的频率和测试的Bm值，输出一个特定的电压，在忽略绕线电阻和铁芯漏感的情况下，输出电压与Bm满足B = Vrms / (4.44 × F × N × Ae)。

2、励磁电源功率计算

根据甲方提供的zui大铁芯规格，测试频率50Hz，工作点1.5T，激磁匝数1匝，估算电源的输出功率。

2.1、有效磁路计算

2.2、励磁电压计算

磁感应强度计算公式：B = Vrms / (4.44 × F × N × Ae)

式中：B为磁感应强度，单位为T；Vrms为感应电压的有效值，单位为V；F为交流信号的频率，单位为Hz；N为感应线圈的匝数；Ae为测试样品的有效截面积，单位为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、励磁电流计算

磁场强度的计算公式：H = N × I / Le

式中：H为磁场强度，单位为A/m；N为励磁线圈的匝数；I为励磁电流（测量值），单位位A；Le为测试样品的有效磁路长度，单位为m。

H = N × I / Le

Ipk=（Le×Hm）/N

      =1995×1200×10^-3÷1

      =2394A（峰值）

有效值电流：2394÷1.414=1694A

2.4、励磁功率

P=UI

P=22.56V×1694A

=38.217kw（有效值）

考虑到铁芯热点测量的过激励，电源功率选择60KVA。

3、铁芯损耗计算方法

把测量的一个周期电压和电流瞬时值相乘并积分就可得到铁芯的损耗。则铁芯的单位质量铁损可按下式计算。

：有效损耗

：有效质量

4、涡流发热点检测方法

在完成铁芯损耗测试后，对铁芯施加一个较高的激磁电流，持续通电。每5分钟或10分钟用红外成像仪测量一次内环齿部和外环拉板焊接处的温度分布并记录，可以找出铁芯上的发热点及检测铁芯整体温升情况。

五、技术方案

1、设备型号：MATS-2010M/60 KVA硅钢铁芯测量装置

2、设备功能

2.1、用于测量各种热轧、冷轧取向和无取向大型硅钢铁芯的铁损。通过对铁芯在工频条件下空载电流和铁芯损耗（初级）的测量，可判断硅钢材料的磁特性好坏以及绕线是否有短路现象，从而达到对产品质量控制的目的。

2.2、通过 PC上软件对电源进行控制和读取， PC软件具有自动测量、测试数据实时显示、测试结果保存、测试方案保存等功能。

2.3、测试装置随机配置红外热像仪，用于对铁芯各部位温升的测量。

3、工作原理

4、硬件参数

4.1、输入

三相五线， AC：380V±38V， 50Hz±2.5Hz

输入功率：小于80kw（接入电缆需方提供，电缆截面积大于50mm²）

4.2、电源容量：60kVA(240Hz时，30kva及以下可长时间连续带负载)

4.3、输出频率：45.0~240Hz连续可调(步进0.1Hz)

4.4、频率稳定度：≤0.1%

4.5、输出电压：1V-100V单相正弦波输出

4.6、输出额定电流600A

4.7、测量精度

     电压：分辨力：0.1V 精度：±（0.8%×读数值 +0.2%×满量程值）

电流：分辨力：0.1A 精度：±（2%×显示值 +1%×额定输出值）

频率：分辨力：0.1Hz 精度：±0.1%

功率：5%（阻性负载）

4.8、源电压效应：≤1%

4.9、负载效应：≤1%

4.10、输出电压失真度：≤1.5%（阻性负载）

4.11、瞬态总恢复时间：20ms

4.12、相电压波峰系数：1.41±0.1

4.13、频率稳定度：≤0.1%

4.14、过载能力

105%＜输出≤110% 15秒关断输出

110%＜输出≤120% 5秒关断输出

4.15、保护装置：短路保护、过载保护、功率器件过热保护

4.16、线路电阻补偿：有（补偿范围：1-999mΩ）

4.17、效率≥85%

4.18、编程记忆功能：上次启动参数

4.19、在线调节功能：可在线调节输出电压、输出电压为上、下浮动值

4.20、远程通讯/控制

通讯口： RS232、RS485（选配 )、GPIB（选配 )、Ethernet（选配 )

控制口：模拟控制口、遥控口（选配 )

4.21、工作环境：温度： 0～ 40℃  相对湿度： 20~90%RH

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