电气机械特性这个东西, 其实就是用来描述电动机、发电机、变压器啦这些旋转的或者不动的电气设备, 在规定的工况下面, 它们那个电气方面的性能和机械方面的性能结合起来的技术指标的一个完整的体系。
它根本就不是一个单独的参数, 而是一堆可以量化出来、可以拿去测一测、还可以对照相关标准来比一比的那个指标的集合体。这东西直接就决定了设备能不能安全地运行下去, 决定的设备选型是不是能跟负载匹配得上, 还决定了故障能不能提前一点被判断出来。
我接下来要系统性地说明一下这些东西, 我会从核心指标这一块开始讲, 然后讲到测试方法是怎么做的, 最后再讲讲异常是怎么进行判断的三个层面这样来讲。
电气特性核心指标
电气特性这个东西, 反映的是设备在电能转换的这个过程里头的输入输出关系, 其主要包含的内容有:
额定电压与频率, 这是设备正常运行所必需的供电参数, 如果实际的数值偏离了标准的上下限, 幅度超过了百分之五, 那就有可能导致保护机制被激活。
额定电流与功率因数（cosφ）: 电流的大小可以反映出负载的大小,而功率因数则体现了有功功率和无功功率之间的比例关系。
对于异步电机来说电气机械特性, 当其处于满载运行状态时, 功率因数的数值通常会在0.75到0.90的范围内波动。如果检测到的功率因数低于0.70, 那么就需要检查清楚, 这是因为负载过轻, 还是设备本身存在故障隐患。
绝缘电阻需要操作人员进行处理, 具体做法是使用兆欧表去测量绕组对于地的情况以及相间的情况, 这样就能得到相应的电阻数值, 关于400V的设备而言,其绝缘电阻不能低于0.5MΩ这样一个标准要求, 而对于1000V及以上的电压设备的绝缘电阻要求则是不低于1MΩ, 除此之外还需注意吸收比这一指标, 所谓吸收比是指R60s与R15s的比值大小应该达到大于或等于1.3这一个水平。
直流电阻与三相不平衡度：三相绕组直流电阻的偏差数值应该小于或者等于百分之二, 如果数值超出了这个规定, 那就说明设备里面可能存在焊点没有焊牢、导线的股线发生断裂, 或者是连接接头的部分出现了氧化变质的问题。
空载电流与漏磁: 空载电流往往是额定电流的百分之三十至百分之五十。如果这个数值明显偏大, 可能是由于气隙不均匀或者铁芯松动了。
机械特性核心指标
所谓的机械特性, 其实就是用来描述设备的转矩与转速, 还有它们跟负载之间的那一种动态的关系的, 而那其中核心的一条曲线, 就是转矩-转速（T-n）特性:
起动转矩（Tst）, 是指电机在堵转的状态下所输出的那个转矩, 通常对于这项指标有着一般性要求, 也就是要确保Tst与TN的比值大于或者等于1.5, 要是低于了这个数值的话, 那么就没法正常地去拖动负载进行起动了。
最大转矩（Tmax）与过载倍数: 所谓过载能力, 指的是将最大转矩（Tmax）与额定转矩（TN）进行比值得到的结果, 也就是Tmax除以TN这个数值。对于异步电机而言, 这一比值通常为1.8～2.5倍。如果该比值低于1.5倍, 那么电机在承受短时过载时, 就很容易出现堵转的现象。
同步转速与转差率（s）: 这里的公式是 s=(n₀-n)/n₀。这个参数在设备正常运行的时候, 通常会在 2%到5%这个范围内出现。如果观察到 s的值出现了异常增大这样的情况, 那一般就意味着设备存在机械方面的卡住现象, 或者是供电电压偏低导致的故障情况。
机械损耗与轴承温升这个内容, 指的是当设备处于空载运行状态的时候, 先把铁损以及电气损耗这两部分给减掉, 那么剩下的那部分功率, 就是被定义为机械损耗了, 至于说到轴承温升这个问题的话, 它的一般情况是不应该超过环境温度的十五K的, 当然了这里特指滑动轴承的情况, 如果是属于滚动轴承的话, 那么这个温升的限制则是可以放宽到不超过四十五K。
测试方法与判断标准
测试环境需要满足一定的条件, 具体的要求是环境温度要控制在25加或减5摄氏度的范围内,相对湿度的数值应该是小于或者等于80%电气机械特性, 供电频率的偏差应该是小于或者等于正负0.5赫兹。
常见异常与排查要点
如果出现了温升超限的情况, 那么首先需要检查通风道是否存在堵塞的现象, 其次需要检查设备的负载是否处于长期过载的状态, 最后还需要检查绕组内部是否存在匝间短路的故障点。
发生振动不正常的情况的时候, 要特别注意去检查轴承是否存在磨损的现象, 以及转子进行的动平衡操作是否到位, 还要查看地脚螺栓是不是出现了松动了的问题, 同时也要关注气隙偏心这一项指标是否存在。
空载电流出现了突然增加的情况, 这大多数时候是因为铁芯的叠片松动了, 或者是气隙不均匀, 所以需要把它拆解开进行检查。
三相电流不平衡超过百分之十这种情况的话, 除了需要考虑到绕组问题以外, 还必须要去排查电源侧是否出现了缺相或者接触不良。
在进行设备选型、验收以及周期性巡检的过程中, 我们建议大家依据GB/T 755这一标准来开展操作, 该标准的全称是旋转电机定额和性能。同时, 也要对应相关的产口标准去执行。
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