無錫伯頓起重電機2018年6月27日訊 損耗的存在會對電機的參數產生重要影響。例如，損耗增大，信號電機的輸出相位移會變大；損耗增大，力能電機的溫升會增高，但損耗增大，可提高交流電機的功率因數。
信號電機的輸出相位移是一項重要指標，旋轉變壓器、自整角機，特別是多極旋轉變壓器，都提出對輸出相位移的要求。例如28ZC30P差動式自整角機，技術標準要求每臺考核輸出相位移，φ≤8°。
信號電機的輸出相位移，主要由電機的損耗（阻抗）產生。用交流電機的功率三角形說明如圖1所示。圖1中，有功功率P與視在功率S之間的夾角φ，稱為功率因數角。而無功功率θ與視在功率S之間的夾角α，則近似等于輸出相移角。設輸出相移角為θ，則θ＝90°－φ－β。式中，β為電機的鐵內損角，即空載激磁電流超前主磁通Φm的夾角，28ZC30P自整角機一般為5°左右。功率因數角φ的大小，等于三角形中的反余弦φ=arc cos P/S。而輸出相移角θ的大小，則略小于三角形中的反正弦arc cosP/S≈90°－φ－β。由圖中的φ與θ的關系可知，1臺電機的功率因數角φ越小，則輸出相移角θ越大。反之功率因數角φ越大，則輸出相移角θ越小。
這個關系反應在信號電機中則有：
①損耗越大的電機，輸出相移角θ越大。
這是因為，損耗越大，反應在功率三角形中的P越大，這樣功率因數角φ必然減小。因輸出相移角θ≈90°－φ－β，φ減小，自然輸出相移角θ會增大。
表1是對一種28ZC30P差動式自整角機損耗與輸出相位移關系的實驗記錄。選擇電機8臺，頻率400Hz，激磁電壓49．4V，輸出電壓12V，激磁功率≤0.95W,激磁電流≤45mA，輸出相位移≤8°。
從表1中可以看出，損耗較大的3＃、5＃電機，實測相移角較大；損耗較小的7＃電機，實測相移角較小，符合上述結論。但功率因數角越大輸出相移角越小的結論，表1中大部分電機符合，少部分電機不符未實測。
②電機發熱后，輸出相移會變大。
這是因為，電機發熱后，R變大，等效于功率三角形中的P變大，功率因數角φ減小，故輸出相移角變大。電機帶負載后，功率三角形中的P變大，功率因數角φ減小，輸出相移角變大。
③電機帶負載后，功率三角形中的P變大，功率因數角φ減小，輸出相移角會增大，但這僅是感性負載如此。阻性負載很特殊，帶負載后輸出相移角反而減小?？烧J為，因阻性負載I2與U接近同相，從而影響激磁電流與主磁通Φm的夾角增大，等效于空載鐵內損角增大，故輸出相移角減小。
表2是測試28ZC30P發熱和負載變化對輸出相移的影響。從表2中可以看出，阻性負載等效鐵內損角大到16.74°。
因為增大損耗，可以增大信號電機的輸出相位移，所以旋轉變壓器誤差測試的相位補償中，用增大激磁電阻來增大補償電機輸出相位移進行相位補償，其原理也是增大損耗。
感應電動機的效率與功率因數是相互矛盾的。
對于同一種電機，效率高，則功率因數低。反之效率低則功率因數高，功率高，對電機使用有好處；但功率因數低，會降低電網輸送效率，因功率因數低，電網無功損耗大。因此對交流感應電機，既要對效率指 標提出較高要求，也要對功率因數指標提出較高要求。
電機效率低，說明損耗大。而對于交流電機，損耗是阻性的，這樣，損耗越大，在功率三角形中的P越大，功率因數角φ則越小，功率因數cosφ越高。反之，效率高，說明損耗小，在功率三角形中P也越小，功率因數角φ則變大，功率因數cosφ變低。表3是測試二種交流電機損耗與功率因數關系的實驗記錄。一種是電容運轉脫水機電機YYG－50，一種是三相550W分子泵電機YZB－55。
從表3中可以看出，二種電機均表現為：效率高，功率因數低；效率低，功率因數高。在電機制造中，為了滿足這2項指標，往往顧此而失彼。如要提高功率因數，則應減小電機氣隙，增加每相串聯匝數。而要提高效率，則應增大電機氣隙，這樣可減小諧波雜散損耗，因諧波雜散損耗與氣隙的1.5～1.6次方成正比。二者措施剛好相反。
一般三相感應電機效率高，空載損耗很小，所以空載功率因數cosφ很低，一般小于0.5。而單相罩極電機，因有罩極短路環，效率很低，空載損耗很大，所以空載功率因數很高，cosφ可達0.9。電容運轉電機，有的空載損耗也很大，如表3中的YYG－50脫水機電機，2臺效率均為65％左右，空載損耗大，所以空載功率因數均較高。1＃電機，電壓220V，空載電流0.52A，空載輸入功率98W，cosφ＝0.86。2＃電機，電壓220V，空載電流0.54A，空載輸入功率103W，cosφ＝0.87。
一般，信號電機空載損耗很小，故功率因數很低，cosφ＝0.2左右。如表1中的28ZC30P差動式自整角機的功率因數即如此。故測試信號電機的輸入功率時，應選用低功率因數瓦特表。
電機是一種能量轉換機械，在能量轉換過程中，必然要產生損耗，不管這些損耗以什么形式表現，較終都是以熱能的形式散失掉。如銅耗、鐵耗、機械耗等，較終都是使電機發熱。因此，對于同一種電機，損耗越大的電機，發熱越嚴重，則溫升越高，而效率越低，如表3中的二種電機溫升均如此。如果在溫升測試中得出相反的結果，則說明測試不準確，應找出原因重新測試。三相電機溫升測試，三相電阻一樣，電流一樣,銅板一樣,故用電阻法測溫升可選擇任何一相測試即可。電容運轉電機測溫升,則不能任意選擇一相測溫升.因電容運轉電機主、副相銅耗并不一樣，銅耗大的溫升高，銅耗小的溫升低。故電容電機測溫升，應該擇銅耗大的一相測溫升才合理。表4是對一種FC6-1211，120V、60Hz電容運轉電機各繞組溫升測試的比較記錄。
從表4中可以看出，銅耗大的主相溫升較高，達74.4K，銅耗小的副相溫升較低，只有45.6K，相差近30K。主、副相串接測溫升，則是二者的平均溫升54.2K?？梢?，電容運轉電機測溫升，不能任意選擇一相測溫升，也不能主、副相組串接測溫升，一定要選擇銅耗大的一相測溫升才是真正的溫升。
另外，電容運轉電機，空載與負載主、副相電流變化并無一定規律。有的電機負載后主相電流增大，副相電流減小。有的則相反，負載后主相電流減小，副相電流增大。有的則負載后主、副相電流同時增大。對于前兩種情況，電機空載時其中一相電流比負載更大，銅耗更大。所以有的電容運轉電機空載溫升很高，有時甚至高于負載溫升，這就是有的電容運轉電機不能空載，空載反而出現燒毀電機的現象的原因。
直流電機長期運轉后，電刷接獨變差，接觸損耗變大，換向器溫升很高，故出現換向器發紅，刷辮焊錫熔脫現象。如一種永磁24V、200W直流自行車電動機，電樞電阻0.09Ω，壽命減驗初始測動態電阻為0.13Ω，接觸電阻為0.04Ω。10A運轉500h后，動態電阻變為0.27Ω，接觸電阻為0.18Ω。此時的接觸損耗P=I2R=102×0.18=18W。這樣大的損耗，換向器當然會出現發紅等現象。
結論
經過分析，可以看出損耗對電機參數可造成較大影響。電機實驗人員，應了解和認清這些影響，才能準確對電機參數進行測試。
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