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发电机损耗和效率测定试验 |
发电机效率是发电机的有功输出功率与有功输入功率之比，通常用百分数表示。该指标是发电机的重要技术指标之一。其测定方法有两种：直接负载法和间接负载法。GB/T755.2-2003《旋转发电机（牵引发电机除外）确定损耗和效率的试验方法》和GB/T1029一2005《三相同步电机试验方法》对三相同步发电机损耗和效率的试验和确定方法进行了明确规定。
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一、间接测量法
量出发电机本身各部分和辅助设备的损耗，这些损耗是∶恒定损耗；负载损耗在卖方内用电动机将发电机带动作空转、空载、三相短路等试验，分别测耗；励磁损耗；杂散损耗；辅助设备损耗等，将所有损耗加起来将得到SP，按下式计算出效率∶
hg=(1-SP/PN+SP)×100%
式中：PN--发电机额定输出功率
SP--发电机在额定负载时所有损耗之和
试验方法详见GB1029《三相同步电机试验方法》
二、直接测量法又称"量热法"
1、损耗测定
此方法是在发电机带额定负荷下
（1）测量发电机基准表面内部损耗p
这部分损耗包括定子绕组冷却水带走的损耗；通过氢冷却水带走的损耗，热传导到基础及轴上的损耗机壳表面散掉的热量（折算成损耗）。
（2）测量基准表面外部损耗
这部分损耗包括励磁机冷却水带走的损耗发电机轴承油带走的损耗；氢侧密封油带走的损耗；空侧密封油带走的损耗；励磁机轴承油带走的损耗。
将所有的损耗加起来即为SP，按上式计算出效率。
（3）直接负载的损耗分析测定法
试验时，被试发电机加实际的额定负载测定与额定负载有关的功率、电流等试验数据并求得负载损耗，通过其他的相关试验求得与负载无关的恒定损耗，最后用这些试验数据计算求出被试发电机的效率。这种方法被称为效率的直接负载损耗分析测定法。下面介绍采用直接负载法时各项损耗的测定方法。其中各量的单位均为基本单位，涉及到三相电压、电流和电阻的数值均为三相平均值，电阻为修正到基准工作温度时的数值。
（4）试验设备
试验设备的组成和上述方法类似，只是可以不必使用测量机械功率（或转矩）的测功机等仪器设备，所以组建起来将比第一种方法容易一些。
（5）三相同步发电机的损耗
三相同步发电机的损耗由如下四大部分组成。
① 恒定损耗：
包括铁芯损耗（包含空载杂散损耗）和机械损耗，机械损耗又包含轴承摩擦损耗、通风损耗和电刷摩擦损耗等几部分。
② 负载损耗：
定子绕组（或称为电枢）中的铜损耗。
③ 励磁损耗：
由励磁绕组铜损耗力、变阻器热损耗力、电刷热损耗一励磁机损耗、自带励磁装置的损耗力和自带辅助绕组的铜损耗等组成。
④ 杂散损耗：
杂散损耗用表示，由电枢绕组导线内的杂散损耗和磁路及其他金属部件（导线除外）内的杂散损耗组成。
2、用测功机直接测量机械功率
① 试验设备
被试发电机为发电机时，用功率适当的其他机械拖动，发出的电功率反馈电网或用电负载直接消耗掉。上述负载应能够在一定范围内可调（见“热试验”部分）。
发电机的输入机械功率和电动机的输出机械功率用测功机（含用转矩转速传感器和其他机械组成的测功机）或校正过的直流发电机进行测量或求取。这些测功设备的测量准确度应不低于0.5级，尽可能达到0.2级。
② 试验方法
试验时被试发电机在全部作参数均为额定的条件下运行到温升稳定（对短时工作制的发电机，应运行到规定的时间）。记录温升稳定后的电枢输出或输入电流、输和输出功率及励磁电流、电压等。有必要时，还应记录试验环境的温度、相对湿度和大气压等数值。
3、两台同规格发电机对拖回馈的直接测定法
用两台同规格发电机对拖，一台作为电动机运行，另一台作为发电机运行，根据试验需要决定被试发电机是发电机还是电动机。使被试发电机在额定工况下运行到温升稳定（或运行到规定的工作时间）后，测出电动机的输入功率和发电机的输出功率。
4、恒定损耗的测定方法
被试发电机的励磁电流由独立的直流电源供给，作空载发电机运行。
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