直流伏安法和电桥法测量电机绕组直流电阻

发布时间:2024-03-15
异步电动机的直流电阻,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电阻,测量这些直流电阻的目的,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电阻时,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。
目前测量绕组直流电阻主要采用直流伏安法和电桥法两种方式,以下就分别对每种测量方法进行分析。
01直流伏安法
测量电源采用蓄电池或其它电压稳定的直流电源,为保护电压表,可在测量回路中串接一个保护开关。测量时,先断开电压表,待电流稳定后,再闭合保护开关,接通电压表,测量绕组两端电压,测量后应先断开电压表,以防在电源断开时绕组产生的自感电动势损坏电压表。
为保证足够精度,电流要有一定的数值,但又不能超过绕组额定电流的20%,并应尽快同时读数,以免被测绕组发热影响测量准确度。
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),被测绕组的直流电阻为: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。
测量大电阻时,考虑到电流表内阻ra上的压降,则被测绕组的电阻为:r=(u-rai)/i;若不考虑电流表的内阻压降,则r=u/i,计算值中包括了电流表的内阻,比实际的电阻值稍大,绕线电阻越大,电流表内阻越小,误差也越小。
02电桥法
直流电桥是测量直流电阻的专用仪器,它分为单臂电桥和双臂电桥。单臂电桥适用于测量1ω以上的较大电阻,双臂电桥适用于测量1ω以下的较小电阻。
下面主要说明单臂电桥测量的原理。
单臂电桥测量直流电阻的测量原理电路图如下所示:
图1 单臂电桥测量电路原理图
图1中,rx是被测电阻,r1、r2、r3是桥臂上的电阻,a是检流计,e是直流电源,sw是开关。
当检流计中的电流为零时,桥式电路处于平衡状态。则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);
又因为i1=i3,i2=i4,所以当用式(1)除以式(2)时,就可得到:
rx/r2=r1/r3,则被测电阻rx=r1*r2/r3 式(3);
电阻r2和r3的比值常配成固定的比例,称为电桥的比率臂,而r1称为比较臂,在测量时可根据被测电阻的粗略估计值选取一定的比率臂,然后调节比较臂使电桥平衡,则比较臂上的数值乘以比率臂的倍数就是被测电阻的数值。
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,这也就牵涉到单臂电桥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,因此单臂电桥的测量范围不能小于1ω,一般在1~1x106ω之内。
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