在電機內(nèi)部產(chǎn)生的各類損耗最終都將變成熱量，傳給冷卻介質(zhì)，使冷卻介質(zhì)溫度上升。用測量電機所產(chǎn)生的熱量來推算電機損耗的方法，簡稱量熱法。下面本文主要根據(jù)國標量熱法測定電機的損耗和效率介紹量熱法測定電機損耗構(gòu)成及各損耗求取方法。

一量熱法——電機損耗構(gòu)成

　　為了對總損耗進行分類，給電機規(guī)定一個基準表面。這是一個將電機全部包在里面的基準表面，這個表面內(nèi)產(chǎn)生的所有損耗，都通過該表面散發(fā)出去(見圖1)。

　　電機總損耗包括：

　　● 基準表面內(nèi)損耗Pi；

　　● 基準表面外損耗Pe。

圖1：基礎(chǔ)表面

　　1——輻射至墻壁，對流至周圍空氣；2——控制裝置表面；3——勵磁；4——推力軸承冷卻器；5——冷卻空氣；6——主冷卻器；7——傳至基礎(chǔ)；8——傳至水輪機轉(zhuǎn)子。

　　基礎(chǔ)表面內(nèi)損耗可分為兩類：

　　式中：

　　P1-——以熱量的型式由冷卻系統(tǒng)帶走，并可用量熱法測量的損耗。這是基準表面內(nèi)損耗的主要部分。

　　P2——不傳遞給冷卻介質(zhì)，而以傳導、對流、輻射、滲漏等形式通過基準表面散發(fā)的損耗。它占總損耗的一小部分，可以用量熱法測量，也可以用計算方法求得。

　　基準表面外部損耗Pe主要由下列部分的損耗組成：

　　a) 在基準表面外部的輔助設(shè)備損耗。

　　b) 在基準表面外部的軸承摩擦損耗。

二量熱法——電機損耗測量

01用測量冷卻介質(zhì)流量與溫升的方法確定損耗

　　電機各部溫升達到熱穩(wěn)定后，冷卻介質(zhì)帶走的損耗為：

　　式中：

　　P1——在基準表面內(nèi)部，被冷卻介質(zhì)帶走的損耗，kW ;

　　Cp—冷卻介質(zhì)的比熱，KJ/ (Kg*K ) ;

　　Q—冷卻介質(zhì)的流量，m3/s；

　　ρ——冷卻介質(zhì)的密度，Kg/m3；

　　Δt—冷卻介質(zhì)的溫升，K。

02未傳遞給冷卻介質(zhì)的損耗

　　A. 由于熱傳導傳到電機基礎(chǔ)及軸上的損耗

　　熱傳導傳到電機基礎(chǔ)及軸上的損耗，這些損耗數(shù)量很小，可以忽略不計。

　　B. 開啟式通風的電機中，由于空氣動能變化而帶走的損耗

　　空氣動能變化而帶走的損耗，這些損耗很小，其損耗可用下式計算：

　　式中：

　　P2——冷卻空氣動能變化帶走的損耗，KW ;

　　Q——空氣流量，m3/s；

　　ρ——空氣密度，kg/m3；

　　V——出口風速度，m /s。

　　C. 電機外表面與周圍空氣對流和向廠房輻射的損耗

　　因為電機表面向廠房的輻射損耗數(shù)量很小，可以忽略不計。測量時，只考慮電機外表面與周圍空氣對流散熱的損耗就行。其損耗計算公式為：

　　式中：

　　P2——電機外表面散出的損耗，kW ;

　　A——散熱表面積，㎡；

　　Δt——電機外表溫度與外部環(huán)境溫度之差，K；

　　h—表面散熱系數(shù)，W /(㎡*K) 。

　　表面散熱系數(shù)h，一般數(shù)值范圍在(10-20)W /(㎡*K)之間。與空氣接觸的表面散熱系數(shù) h 的數(shù)值，可用以下公式計算：

　　1. 對于外表面：

　　式中：

　　h——外表面散熱系數(shù)，W /(㎡*K)；

　　V——環(huán)境空氣流速，m/s。

　　2. 對于電機外表面內(nèi)側(cè)的各表面：

　　式中：

　　h——內(nèi)表面散熱系數(shù)，W /(㎡*K)；

　　V——冷卻空氣流速，m/s。

03基準表面外部損耗Pe的求取

　　A. 在基準表面外部的輔助設(shè)備損耗

　　外部輔助設(shè)備只包括由被試電機供電的輔助設(shè)備，輔助設(shè)備的損耗按GB755及相應產(chǎn)品標準規(guī)定的試驗方法進行測量。若測試條件有困難，允許用計算值代替該項損耗的試驗值。

　　B. 應計入被試電機中軸承摩擦損耗

　　軸承損耗用量熱法測量。對于帶有水冷卻器的軸承其損耗可以用油作為冷卻介質(zhì)來測量，也可以用水作為冷卻介質(zhì)來測量。但因為對水的熱特性了解得比較清楚，最好在“油—水”冷卻器的水的一側(cè)測量。

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