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温度系列-新RC-3带电绕组温升测试仪

发布时间 : 2018-09-13 14:39:14

  • 标签 : 电器耐久测试台
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  • 简介 : 第一章  概   述      绕组温升是衡量小功率电机、电子变压器性能的一个重要指标。按照小功率电机、变压器的国家和国际标准,对于小功率电机要求准确测量在额定负载或堵转条件下的温升;而对于电子变压器,不仅要求准确测量在额定负载或...
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第一章  概   述

      绕组温升是衡量小功率电机、电子变压器性能的一个重要指标。按照小功率电机、变压器的国家和国际标准,对于小功率电机要求准确测量在额定负载或堵转条件下的温升;而对于电子变压器,不仅要求准确测量在额定负载或堵转条件下的温升,而且要求测量次级短路或过载情况下的温升。传统的绕组温升测试方法是,电机或变压器达到稳定状态(额定负载时)下,切断电源,用电桥测量绕组直流电阻,然后每隔一定的短时间重复测量该绕阻的电阻值,由此绘出电阻一时间曲线,并通过外推法求出切断电源时的电阻值。传统测试方法不仅操作烦琐,同时因断电延迟时间过长导致测试数据误差大。特别在测量变压器短路或过载情况下的温升,因绕阻温升量很大(甚至大于300℃),断电瞬间温升以指数方式下降,因此用传统断电法根本无法测准,误差很大。

     RC-3带电绕阻温升测量仪是杭州威博测量控制技术研究所经过精心研制改进的测试双绕组温升的仪器,应用于小功率电机、电子变压器的带电温升测量。仪器采用了先进的数据处理技术和高精度的A/D转换技术,准确测量绕阻的冷态直流电阻、热态直流电阻(带电运行时)和温升。仪器设计原理新颖、独创性强,在功能、精度和可靠性方面有了重大的突破,是传统断电测量仪器的更新换代产品。

 

第二章 主要特点及技术指标

一、主要特点

l 采用31位LED数字显示,可同时显示二个绕组的冷态电阻(热态电阻)、温升、及热态运行时间,热态测试开始时的环境温度及当前时刻的环境温度。

l 采用高精度ADC,量程自动切换、读数重复性好。

l 全量程数字化校准,校准数据多重保护,仪器内部无可调器件,性能稳定。

l 配有微打,可设定定时打印时间、自动打印温升测试过程中的数据。

l 可选RS232,RS485接口,通过专用软件与计算机联机,读取并保存测量数据,绘制温升线及控制仪器,以便于追塑原始数据及质量统计分析及实现自动测试。

二、适用范围

  1. 1.      适用各种家用电器(如空调、电冰箱、冷柜、电风扇、油烟机等)电机、水泵、压缩机、小功率(单/三相)电机(<=5kW)等绕组的通电后的温升测量。

2.适用于吸尘器等串激电机的定子绕组温升测量。

3.适于50/60Hz条件下的电源变压器、交直流转换器(ADAPT)、AC/AC、AC/DC、充电器等电子变压器的研发品管的温升寿命试验。

注:只适用于交流供电的绕组的温升测试

三、主要技术指标

冷热态电阻测量范围

0.300~4000Ω

冷热态电阻测量精度

0.300~9.999Ω

10.00~99.99Ω

100.0~3000Ω

0.2%±8个字

0.2%±4个字

0.2%±2个字

供 电 电 源

AC220V±10%,50Hz±2%

使 用 环 境

工作温度:0℃~40℃,湿度:30%~90%

外 形 尺 寸

380(宽)×340(深)×120(高)

重    量

约4kg

四、工作条件

保证测量准确度的环境温度条件:20℃±5℃。

工作环境温度范围:0~40℃,空气相对湿度:30%~90%。

室内无腐蚀性、可爆性气体。

仪器工作电源:AC220V/50Hz0.5A功耗≤15W。

试验电源允许最大输入:  400V20A

五、仪表安全指标

绝缘电阻:外壳、电源输入端相互之间大于5MΩ。

耐压:电源输入端、外壳之间2秒钟耐压1800V,额定电流10mA。

接地:电源接地极,外壳间电阻小于0.2Ω。

 

第三章 工作原理

一、   原理方框图

 

仪器内部的恒定电流流过被测绕组,产生电压信号,经电抗器阻隔交流高压,再经过信号调理,输入到高精度、快速ADC中,经隔离采集到CPU中,数据经过一系列的运算处理送入显示电路进行显示。并实现打印、串行通信等功能。

二、温升测量方法

电阻法测定绕阻温升,是利用被测绕阻的直流电阻值在受热后有增大趋势的关系来确定绕阻的温升,所测量的温升是绕阻的平均温升。

冷态:绕组没有通电时的状态。

    热态:绕组通上额定电压运行的状态。

绕组温升△t由下式确定:

 

式中:△t-热态测试中所计算得到的绕组温升(为绕组在热态和冷态时的温差);

R1---冷阻锁存值,冷态时测得。

R2---热态测试过程中当前时刻绕阻的电阻值,即绕阻通电运行过程中的绕组电阻值,即热态电阻值;

t0---开始热态测试时的绕组温度(环境温度);

t1---热态测试过程中当前时刻的环境温度;

Ka---系数,对铜绕组为234.5,铝绕组为228.0(对于电子变压器)或225.0(对于小功率电机)

试验开始时,绕组体温度应与环境温度相同。

 

 

 

第四章 前后面主功能

一、前面板及功能显示说明

 

图一、RC-3前面板图

前面板共有6个显示窗口。上排第一窗口(Time)由6位数码管组成,显示绕组进行热态测试的运行时间(单位为h、m、s),第二窗口(Resistance)由五位数码管组成,第一绕组(CH1)直流冷态或热态电阻(单位为Ω),第三窗口(Temperature)显示第一绕组的温升(单位为K)。下排第一窗口T0,T1窗口,显示T0,T1的值,在“SEN”状态将显示温度探头测得的环境温度值,在冷态时T0,T1显示的数值将是一致的;在“SET”状态将显示设定T0,T1的环境温度值。第二窗口(Resistance)五位数码管,显示的是第二绕组(CH2)的直流冷态或热态电阻(单位为Ω),第三窗口(Temperature)显示第二绕组的温升(单位为K)。

为完成各项功能操作,面板上设置了四个参数设定键(SETUP, ^、>,●)和几个功能键,其功能如下:

冷态键(COLD):按下该键,上方的指示灯亮,转到冷态测量状态,开机时,处于冷态测量状态。

热态键(HOT):按下该键,上方的指示灯亮,转到热态测量状态。当冷阻未锁定则把当前所测的阻值自动保存成冷阻锁存值,并点亮冷阻锁存键的指示灯。

SEN/SET:按该键,可选择计算绕组温升时所采用的温度探头(SEN)测得的环境温度值,还是设定(SET)的环境温度值。当温度探头未接则自动置在(SET)状态,不能置回(SEN)状态。可由指示灯指示当前的状态。如置在(SEN)状态时T0,T1窗口显示的将是温度探头所测得的环境温度,当置在(SET)状态时,T0,T1窗口显示的将是设定的环境温度。

冷阻锁存键(HOLD):按下该键,上方的指示灯亮,本键只在冷态有效。当前所测的冷态电阻值将锁存下来,且锁定显示(显示数据不刷新)。再按下该键,指示灯熄灭,退出冷阻锁存状态,并恢复正常测量状态(即测量冷态电阻)。

打印键(PRINT):按该键,与打印机联机状态下,测量值经打印机采用固定格式打印出来。当设定的热态定时打印间隔不为‘00’时,在转到热态时指示灯将点亮,表示在定时打印状态。在热态时,定时时间间隔到将自动打印出测量值。

四个参数设定键为设定,^(数值改变)、>(移位)、●(小数点)四键,详细操作见后。

面板左下方是电源开关,按下电源开关,电源指示灯亮仪表工作电源打开。仪表处于工作状态,显示窗口将显示固件版本号,仪器信息,型号,然后正常测量显示。

二、后面板及功能说明

后面板

       

图二、RC-3后面板

后面板共有接线柱,实现试验电压输入、电压输出、测量端。上排为红色接线柱,下排为黑色接线柱。在试验电压输入和电压输出之间分别有一个20A的电流保险丝,还有一个温度接口,这个接口要接上专配的温度探头。试验电源需要连接到后面板的“电压输入”两端并把“电压输出”两端连接到使绕组运行的接点处,把专用测量线联接插座上,再接到被测绕组的两端。

三、打印功能

打印格式

----------------------COLD START----------------------

CH1  R0= 249.9 (Ω)    T0= 31.1 (℃)

CH2  R0= 3003 (Ω)   

----------------------HOT START----------------------

R2(Ω)   T-Rise(K)  T1(℃)   Time (h:m:s)   

CH1   249.9      0.2      31.1      00:01:00     

  CH2   3000       0.1

四、串行通信功能

1、RS232通信接口

1

2

3

4

5

6

7

8

9

RXD

TXD

GND

2、RS485通信接口

1

2

3

4

5

6

7

8

9

A+

B—

注:RS232,RS485接口另选其一,默认为RS232接口

3、通信协议

(1)、串行口通信模式:每祯10位,1个起始位,8个数据位,1个停止位。

(2)、波特率:4800(出厂设定值)。

(3)、串行口命令码:本仪器作为从机与主机通信,接收命令后执行相应操作,命令码为单字节。

      20H   转到冷态

      21H   转到热态

    22H   取冷阻

      23H   取热态电阻,温升,时间

      24H    取状态

      25H   取设定的T0

      26H   取设定的T1

      27H   取温度探头测得的T0

    28H   取温度探头测得的T1

    29H   显示环境温度

2AH   显示温升

      2BH   采用温度探头测得的T0,T1

    2CH   采用设定的T0,T1

      2DH   冷阻锁存

    2EH   打印

  

状态字(一个字节中各个位来指示状态):

  BIT.0    ;在设定状态

BIT.1    ;0-在冷态 ,1-在热态

BIT.2    ;0-环境温度值取自温度探头,1-取自设定

  BIT.3    ;1-在校准状态

  BIT.4    ;1-在定时打印状态

BIT.6    ;0-冷阻未锁存,1-冷阻锁存

  BIT.7    ;0--温度探头未联接,  1---已联接

 

注:上位机发了取数据的命令后,仪器将回送参数,电阻参数4个字节,温升参数为3个字节,时间参数为3个字节,数据为压缩BCD码。

电阻、温升参数的数据结构:

前1个字节表示阶码,后面的字节表示尾数,其结构如下:

阶码最高为数符(“0”代表正数,“1”代表负数),低7位为阶码值。本仪器不会出现负数,阶码值为整数位数。

数值位                  阶码

X X X X X                5

X X X X . X              4

X X X . X X              3

X X . X X X              2

X . X X X X              1

0 . X X X X              0

   

例:334.55Ω表示为03334550   19.5K表示为021950(三字节)

时间串行数据结构:

时间参数由3个字节组成,前1个字节表示秒,第2个字节表示分钟,第3个字节表示小时,例:

01:30:00表示为003001

 

 

 

第五章                 使用步骤

一、   测试接线图

 

 

图三、电子变压器温升测量接线图

 

 

图四、单绕阻(或主绕阻)温升测量接线图

 

 

         图五、电机绕阻温升测量通用接线图

(包括单绕阻、双绕阻电机)

 

图、吸尘器电机绕阻温升测量仪

 

图七、三相电机绕阻温升测量接线图

仪表后面板用于测试用的电压输入、电压输出、测量端子负载按图中的任一图接线,接线时要考虑引线要有足够的电流通过量,各端要拧紧,以免有大电流通过时,有较大的接触电阻而发生事故。

二、使用步骤

1、        仪表的开机和冷态电阻测量

1)将仪表的电源插座接上AC220V/50Hz电源。

2)按接线图(见上)正确接线。接线注意:此时,“电源输入”两端不能输入试验电压,即开关K打开。(必须先测冷阻然后再测热阻,计算温升时需冷阻值)

3)按下前面板电源开关,开启电源,仪器开始工作于冷态测量状态。

如果测量端子两端悬空或绕组电阻值超出仪器测量上限(10010Ω),Resistance窗口显示“E001”(溢出显示);如果测量端子两端短接或所测阻值低于测量下限(0.3Ω),Resistance窗口将显示“0.000”,在CH1CH2同时处于以上二种状态时,面板上‘HOT’,‘HOLD’,‘PRINT’按键操作均无效。

2、设定参数

测热态电阻测量前(冷态),需正确地设定参数,按设定键,仪表可依次设置的参数值是:

T0  (热态测试开始时的环境温度)T0窗口显示设T0值。其余窗口消隐(无数值显示,与未开机时状态一致)

T1  (热态测试过程中当前时刻的环境温度)T1窗口显示设定的T1值。其余窗口消隐

(打印时间间隔)Time窗口显示设定的热态时定时打印的时间间隔,如不需定时打印则可设为‘00’。单位为分钟,可设定范围为(01-60min)。其余窗口消隐.。

以下冷阻锁存值是查询值,显示的是上一次试验的冷阻锁存值,在冷态状态下修改无意义。

1    CH1  Resistance窗口显示第一绕组冷阻锁存值,五位有效数字。其余窗口消隐。

2    CH2  Resistance窗口显示第二绕组冷阻锁存值,五位有效数字。其余窗口消隐

 

参数的详细说明如下:

T0:热态测试开始时的环境温度℃,三位有效数字。

T1:热态测试过程中当前时刻的环境温度℃,三位有效数字。

以上参数设定完毕,参数值自动写入E2ROM中,仪器断电后,参数值仍将保存在仪表中。

用‘>’键指定当前设定位(设定位将闪烁),用‘^’键改变当前设定位的值,用·键设定当前位小数点。

3、热态电阻(温升)测量

按下“HOLD”键,把当前所测的冷阻值锁存为‘冷阻锁存值’,然后按下前面板的“HOT”键,也可直接按下‘HOT‘键,此时将把当前测得的电阻值锁存成’冷阻锁存值‘;此时显示将锁定(电阻窗口将一直显示冷阻锁存值,不论所测得的电阻值有何变化),合上开关K,即在后面板“电源输入”两端接通被试绕组的额定电压。进入热态测量状态,电阻窗口退出显示锁定状态,实时显示电阻测量值,温升的计算值。

操作时,必须按照以上顺序进行,即先测冷态电阻,稳定后再按“HOLD”键,把当前所测冷阻锁存下来,再按“HOT”键然后再接通测试电源。

1)、冷态测量状态转到热态测量状态后,仪表必须经过一过渡过程(根据绕组阻值的不同过渡时间会有所不同),才能测量真实的热态电阻及计算真实的温升。

2)、热态(已通电)运行过程中,禁止按“冷态“键。如需转到冷态测量则应使被测绕组断电,然后再按回到冷态。

3)、热态运行过程中环境温度T1可能会变化,如置在“SET”,用户可修改“设定参数”中的T1值(将使用设定值参与计算)。温度探头可实时测量环境温度,如置在“SEN”状态(温度探头测量的温度值参与计算)则无需改动设定中的T0,T1的值。

4)、打印机按照设定的时间间隔定时打印数据,打印格式参见第四章第三节2条。

5)、当达到热稳定状态(热态电阻基本不往上升在 个值附近微小波动),预定的试验时间到,可切断试验电源,将仪器转到冷态。

6)、“热态”测量状态下,操作者可以随时按“SETUP”键进入“设定”状态。

当只用于测试一个绕组时,未用于测量的通道建议把测量线短接,热态时此通道的‘Resostance’,’Temperature’窗口都将显示‘----‘。冷阻锁存时将不会把当前的测量值锁存为冷阻锁存值。当二个通道在溢出 在测量值过小的状态下将不能进入热态。建议把测量线短接。

 

 

 

第六章                检定或校准

一、检定或校准的周期

仪器每年应进行检定一次,并且应由具有计量检定资格的单位和人员进行。有条件的单位为确保更准确地测量产品性能,可以更短的时间(三个月或半年)自行校准一次。

二、检定或校准方法                   

 

图八校准接线图

检定或校准时,选用稳定度比较高的标准电阻,如精度大于0.05%。

1、        检定步骤

(1)、按图进行连线,接线必须可靠。

(2)、调节校准电阻的阻值,使仪表分别测量4000Ω,1000Ω、200Ω,100Ω、、20Ω、10Ω、1Ω、0.5Ω。

 

 

第七章产品维护及常见故障排除

。仪表应在规定的使用环境条件下使用。

由于采用四端法测量,测量端必须接上专用测量线,如未接则测量端将空电阻窗口可能有数值显示。

。勿将外壳从仪器上取下,仪器内部有些地方存在高压,有危险。

。在开机或使用过程中,发现仪器冒烟或难闻气味,立即切电源并拔下电源插头,查明原因,排除故障后,方可再给仪器通电。

1、开机后数码管不亮,电源指示灯也不亮

处理措施:检查电源线连接是否可靠,保险丝(0.5A)是否烧坏。

2.温升偏差比较大

处理措施:查仪表设定值T0,T1及冷阻锁存值是否正确。

     3.冷态时测得的阻值波动比较大

处理措施:连接是否可靠,被测组是否通入已通上电。

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