直流伏安法和電橋法測量電機繞組直流電阻

發(fā)布時間:2024-03-15
異步電動機的直流電阻,包括定子繞組、繞線式電動機轉(zhuǎn)子繞組及啟動變阻器等的直流電阻,測量這些直流電阻的目的,是為了檢查繞組有無斷線和匝間短路,焊接部分有無虛焊或開焊、接觸點有無接觸不良等現(xiàn)象。
繞組的阻值大小是隨溫度的變化而變化的,在測定繞組實際冷態(tài)下的直流電阻時,要同時測量繞組的溫度,以便將該電阻換算成基準工作溫度下的數(shù)值。
目前測量繞組直流電阻主要采用直流伏安法和電橋法兩種方式,以下就分別對每種測量方法進行分析。
01直流伏安法
測量電源采用蓄電池或其它電壓穩(wěn)定的直流電源,為保護電壓表,可在測量回路中串接一個保護開關(guān)。測量時,先斷開電壓表,待電流穩(wěn)定后,再閉合保護開關(guān),接通電壓表,測量繞組兩端電壓,測量后應(yīng)先斷開電壓表,以防在電源斷開時繞組產(chǎn)生的自感電動勢損壞電壓表。
為保證足夠精度,電流要有一定的數(shù)值,但又不能超過繞組額定電流的20%,并應(yīng)盡快同時讀數(shù),以免被測繞組發(fā)熱影響測量準確度。
測量小電阻時,若考慮電壓表的分流電流(設(shè)電壓表內(nèi)阻為rv,電壓表讀數(shù)為u,電流表讀數(shù)為i),被測繞組的直流電阻為:r=u/(i-u/rv);若不考慮電壓表的分流電流,則r=u/i。計算值比實際電阻值稍小,繞組電阻越小,分流電流越小,誤差則越小。
測量大電阻時,考慮到電流表內(nèi)阻ra上的壓降,則被測繞組的電阻為:r=(u-rai)/i;若不考慮電流表的內(nèi)阻壓降,則r=u/i,計算值中包括了電流表的內(nèi)阻,比實際的電阻值稍大,繞線電阻越大,電流表內(nèi)阻越小,誤差也越小。
02電橋法
直流電橋是測量直流電阻的專用儀器,它分為單臂電橋和雙臂電橋。單臂電橋適用于測量1ω以上的較大電阻,雙臂電橋適用于測量1ω以下的較小電阻。
下面主要說明單臂電橋測量的原理。
單臂電橋測量直流電阻的測量原理電路圖如下所示:
圖1 單臂電橋測量電路原理圖
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(guān)。
當檢流計中的電流為零時,橋式電路處于平衡狀態(tài)。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);
又因為i1=i3,i2=i4,所以當用式(1)除以式(2)時,就可得到:
rx/r2=r1/r3,則被測電阻rx=r1*r2/r3 式(3);
電阻r2和r3的比值常配成固定的比例,稱為電橋的比率臂,而r1稱為比較臂,在測量時可根據(jù)被測電阻的粗略估計值選取一定的比率臂,然后調(diào)節(jié)比較臂使電橋平衡,則比較臂上的數(shù)值乘以比率臂的倍數(shù)就是被測電阻的數(shù)值。
從式(3)可以看出,測量的電阻與橋臂上的電阻值相關(guān),所以橋臂上的電阻的選用,必須要精度高一些,這也就牽涉到單臂電橋測量時的阻值范圍問題。由于在接線上會存在一些接線電阻和接觸電阻,而這些問題都會或多或少的反映在所測量出的電阻上,因此單臂電橋的測量范圍不能小于1ω,一般在1~1x106ω之內(nèi)。
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