《电子技术应用》

旋转变压器检验需要哪些仪器?

2016/8/13 18:48:00

一、旋转变压器检验存在的问题

  按照国家标准提供的试验方法,旋转变压器的检验项目众多,某些项目还需要数种测试设备才能完成,旋转变压器检验存在着试验方法十分复杂、效率低等问题。为什么一台AnyWay正余弦旋转变压器综合测试仪就可高效率、高可靠的完成标准规定的所有试验项目,旋变试验过程变得简单,不再复杂?

  下面从正余弦旋转变压器国家标准规定的检验项目出发,来说明AnyWay正余弦旋转变压器综合测试仪的检测方法及其独到之处。

二、旋转变压器主要检验项目

  正余弦旋转变压器主要的检验项目有空载电流、消耗功率、输入阻抗、基准电气零位、变压比、相位移、交轴误差、函数误差、谐波失真等。

01、空载电流、消耗功率

  旋转变压器施加额定励磁,两路正余弦输出绕组开路,测量励磁绕组的输入电流、消耗功率。(注:消耗功率为励磁绕组的有功功率)

  传统的试验方法完成空载电流、消耗功率项目的检验,需要的仪器有:电压表、电流表、功率表。

  一台AnyWay正余弦旋转变压器综合测试仪,即可完成电压、电流、有功功率的测量。

02、输入阻抗

  标准规定测量阻抗采用GB/T 7345-2008中5.15的规定测量(维式麦克斯韦尔电桥法、马歇尔电位计法、精密电感电桥法)。

  三种方法完成输入阻抗的测量,分别需要电桥元件、指零仪、双屏蔽变压器;电流表、电压表、功率表、变压器、指零仪;标准电阻、标准电容、指零仪、隔离放大器。实际上,不仅需求仪器非常多,试验过程也非常复杂。

  实际上,采用现代测量技术,只需要测量励磁绕组输入电压基波有效值U,输入电流基波有效值I,电压和电流的基波相位差φ,依据公式Z=(U/I)(cosφ+jsinφ)计算,即可得到空载输入阻抗。

  AnyWay正余弦旋转变压器综合测试仪可以准确从电压、电流信号中剥离基波分量,计算有效值,快速进行delta运算,得到电压和电流的基波相位差φ,进而自动获取旋转变压器的输入阻抗。

03、基准电气零位

  旋转变压器输出绕组输出电压的基波分量为零,此时转子的位置即为基准电气零位。

  (注:不管是转子励磁或定子励磁,规定正弦绕组输出电压的基波分量为零,即为基准电气零位。)

  对于一个周期的正弦信号,电压为零的位置有0°和180°。旋变试验的过程中,基准电气零位的准确判断,需要准确区分零点是由负到正(0°)还是正到负(180°)。

  采用传统的试验方法,需要相敏电压表、移相器、指零仪,通过一个复杂的操作过程,才能判断是0°还是180°

  AnyWay正余弦旋转变压器综合测试仪,采用先进的数字采样技术,实时采集正弦绕组的输出电压信号,精确判断过零点及相位,保证了旋转变压器基准电气零位的准确标定。

04、变压比、相位移

  旋转变压器在不同转角时,磁场耦合程度不同,输出电压不同。因此规定,旋转变压器的变压比是指在规定励磁条件下,最大空载(正弦绕组90°,余弦绕组0°)输出电压的基波分量与励磁电压的基波分量之比。

  旋转变压器的相位移是指在规定励磁条件下,第一最大耦合位置时,励磁电压与输出电压之间的相位差。

  可以看到,旋变的变压比有正弦绕组变压比,余弦绕组变压比,理论上,两个变压比是相同的。但是实际情况中,由于生产工艺等原因,无法做到完全一致,两个绕组的变比会有些许差异,变压比之间的差值需要符合相应的规定。

  AnyWay正余弦旋转变压器综合测试仪自动完成基波分量的测量、相位角的delta运算,完全取代传统试验方法所需的电压表、电流表、指零仪,一台仪器即可实现测量、计算、分析。

05、交轴误差、函数误差

  旋转变压器的交轴误差是指在规定励磁条件下,旋转转子,基波分量为零时(0°、90°、180°、270°),测量角度与实际角度之差。

  函数误差是指正余弦旋转变压器实测得到的角度θ然后计算sinθ值,与理论sinθ值之差,每5°计算一次。

  上述两个检验项目中角度θ的测量是关键,传统的测试方法,需要陪试旋转变压器、感应分压器、移相器、可调电阻、可调电容、相敏指零仪。对于角度的确定过程繁琐,需求仪器仪表非常多,测试过程十分不便。

  AnyWay正余弦旋转变压器综合测试仪在显示屏上实时动态显示转子角度,测试结果一目了然。

06谐波失真

  AnyWay正余弦旋转变压器综合测试仪可运算励磁电压、励磁电流、正余弦输出电压、正余弦输出电流的THD。

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图1AnyWay正余弦旋转变压器综合测试仪

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图2测试仪软件界面

三、结语

  传统的试验方法复杂,需要大量器件和测量设备,还需经验丰富的试验操作人员才能完成,并且试验人员的操作过程及主观判断会影响试验结果。AnyWay正余弦旋转变压器综合测试仪采用全新测试手段,无需相敏指零仪,无需选频电压表,无需移相器,即可实现标准规定的所有试验,并可自动出具试验报告和合格判定,轻松、高效得到值得信赖的试验结果。


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