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電機繞組直流電阻測量方法

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  • 发布时间:2016/3/22 16:37:58
  • 作者:量值溯源

  在電機試驗中,有时需要测定绕组的直流電阻,用以校核設定值,計算電機的效率及繞組的溫升,那麽實際應用中電機繞組的直流電阻测量一般采取哪些方法呢?本文針對目前主要運用的直流伏安法和電橋法兩種測量方法進行陳述。

测量电机绕组直流電阻的目的

  异步电动机的直流電阻,包括定子绕组、绕线式电动机转子绕组及启动变阻器等的直流電阻,测量这些直流電阻的目的,是为了检查绕组有无断线和匝间短路,焊接部分有无虚焊或开焊、接触点有无接触不良等现象。

  绕组的阻值大小是随温度的变化而变化的,在测定绕组实际冷态下的直流電阻时,要同时测量绕组的温度,以便将该电阻换算成基准工作温度下的数值。

測量電機測量方法及分析

  目前测量绕组直流電阻主要采用直流伏安法和電橋法两种方式,以下就分别对每种测量方法进行分析。

01直流伏安法

  測量電源采用蓄電池或其它電壓穩定的直流電源,爲保護電壓表,可在測量回路中串接一個保護開關。測量時,先斷開電壓表,待電流穩定後,再閉合保護開關,接通電壓表,測量繞組兩端電壓,測量後應先斷開電壓表,以防在電源斷開時繞組産生的自感電動勢損壞電壓表。

  爲保證足夠精度,電流要有一定的數值,但又不能超過繞組額定電流的20%,並應盡快同時讀數,以免被測繞組發熱影響測量准確度。

  测量小电阻时,若考虑电压表的分流电流(设电压表内阻为Rv,电压表读数为U,电流表读数为I),被测绕组的直流電阻为:R=U/(I-U/Rv);若不考虑电压表的分流电流,则R=U/I。计算值比实际电阻值稍小,绕组电阻越小,分流电流越小,误差则越小。

  測量大電阻時,考慮到電流表內阻Ra上的壓降,則被測繞組的電阻爲:R=(U-RaI)/I;若不考慮電流表的內阻壓降,則R=U/I,計算值中包括了電流表的內阻,比實際的電阻值稍大,繞線電阻越大,電流表內阻越小,誤差也越小。

02電橋法

  直流电桥是测量直流電阻的专用仪器,它分为單臂電橋雙臂電橋。單臂電橋适用于测量1Ω以上的较大电阻,雙臂電橋适用于测量1Ω以下的较小电阻。

  下面主要说明單臂電橋测量的原理。

  單臂電橋测量直流電阻的测量原理电路图如下所示:

單臂電橋测量电路原理图

图1 單臂電橋测量电路原理图

  圖1中,Rx是被測電阻,R1、R2、R3是橋臂上的電阻,A是檢流計,E是直流電源,SW是開關。

  當檢流計中的電流爲零時,橋式電路處于平衡狀態。則Uab=0,

  所以:Uac=Ucb。得到I4*Rx=I1*R1 式(1);

  同理:Uad=Ubd。得到I2*R2=I3*R3 式(2);

  又因爲I1=I3,I2=I4,所以當用式(1)除以式(2)時,就可得到:

  Rx/R2=R1/R3,则被测电阻Rx=R1*R2/R3 式(3);

  電阻R2和R3的比值常配成固定的比例,稱爲電橋的比率臂,而R1稱爲比較臂,在測量時可根據被測電阻的粗略估計值選取一定的比率臂,然後調節比較臂使電橋平衡,則比較臂上的數值乘以比率臂的倍數就是被測電阻的數值。

  从式(3)可以看出,测量的电阻与桥臂上的电阻值相关,所以桥臂上的电阻的选用,必须要精度高一些,这也就牵涉到單臂電橋测量时的阻值范围问题。由于在接线上会存在一些接线电阻和接触电阻,而这些问题都会或多或少的反映在所测量出的电阻上,因此單臂電橋的测量范围不能小于1Ω,一般在1~1x106Ω之内。


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