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福祿克便攜式示波器在電動機應用
福祿克便攜式示波器在電動機應用
電動機有不同尺寸和類型,可以滿足旋轉力應用的不同要求。使用的電動機類型取決于可用的電源(直流或交流)驅動的負載類型、環(huán)境條件和效率。電動機具有額定的功率、電壓、電流、頻率和轉速。了解負載電壓、電流、頻率及轉速的變化,有助于確定適用于特定應用的電動機類型。此外,應該針對特定應用采用正確的電動機絕緣。
直流電動機是只用適用連同到勵磁繞組和旋轉電樞的直流電來產(chǎn)生轉動的電動機。直流電動機有四種基本類型:串激、并激、復激和永磁。采用直流電動機的優(yōu)點在于,它們可用于便攜式應用,而且能夠輕易地通過改變外加電壓來控制電動機轉速。直流電動機通常用于便攜式應用,而在其他大多數(shù)應用中,一般使用交流電動機取代直流電動機
交流電動機是一種使用連通到定子(固定繞組)的交流電并通過磁場在轉自上產(chǎn)生力的電動機。交流電動機的一大有事是沒有電刷,因此所需的維護較少。交流電動機有兩大主要類型:單相和三相。單相電動機包括分相式、電容啟動式、電容運轉式、罩極式。通常沒有三相電源時,使用單相電動機。
但是,由于電動機驅動器可將單相轉換成三相,以驅動三相電動機,因此在曾使用單相電動機的制熱、通風與空調(diào)控制 (HVAC)
系統(tǒng)和其他應用中,三相電動機往往用于取代單相電動機。三相電動機更加節(jié)能,而且沒有電容器或離心開關,減少了維護需要。大多數(shù)要求電動機達 1 馬力(746
瓦)以上的應用均使用三相電動機作為標準電動機,而且三相電動機具有多種可選的分馬力,可取代單相電動機。三相電動機由電動機驅動器控制,是*常見的電動機類型。
福祿克便攜式示波器在電動機應用-電動機額定功率

電動機是一種可將電力轉換為做功軸上的旋轉機械力(轉矩)的機器。電動機產(chǎn)生的功率以瓦 (W)、千瓦 (kW)或馬力
(HP) 表示。貼在電動機上的銘牌標明了電動機的額定功率。電動機銘牌上還包括諸如電壓和額定轉速等信息。見圖 1-1。若要在不同單位間轉換,轉換標準為 746
瓦等于1 馬力。如果電動機額定值的單位是千瓦,則可將千瓦額定值乘以 1.34,即可得出電動機的馬力值。
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福祿克便攜式示波器 (Scope-Meter?)是一種用于測量并顯示高壓功率、低壓控制和數(shù)字信號波形的檢測儀器。使用福祿克便攜式示波器等檢測儀器測試電動機時,可使用此儀器測量與電動機相關的、不同類型的電力。例如,便攜式示波器可以用來測量真功率、視在功率、無功功率或功率因數(shù)。多通道便攜式示波器可以同時測量多個信號(例如變頻驅動器的所有三相),并同時測量同一信號的不同方面(例如電壓和電流)。見圖
1-2。
真功率 (PT ) 是指電路中所用的實際功率,單位為瓦特 (W) 或千瓦
(kW)。電力公司通常以所用真功率數(shù)量為基礎向客戶收費。視在功率 (PA)
是指當不考慮電路中電壓與電流之間可能存在的周相移動時,計算出的電路中產(chǎn)生的電壓和電流,單位為伏特安培 (VA) 或千伏特安培 (kVA)。無功功率 (VAR)
是指供應給無功負載(例如電動機線圈繞組)的功率。無功功率的單位是無功伏安 (VAR)。功率因數(shù) (PF) 是指 AC
電路中所用的真功率與電路所用的或傳送給電路的視在功率之比。功率因數(shù)以百分比表示。僅當功率因數(shù)為 100%或 1 時,真功率才等于視在功率。當功率因數(shù)小于
100% 時,并非所有電流都能工作,因而導致電路效率較低,運轉成本較高。變壓器等功率源的額定功率以視在功率(千伏安)表示,因為無論負
載的功率因數(shù)的大小如何,這些功率源都必須提供所有的功率。

福祿克便攜式示波器在電動機應用-電動機電壓額定值
對所有電動機而言,僅在特定的電壓水平下才能實現(xiàn)*佳性能。然而,并圖 1-3。若要實現(xiàn)*佳性能,電動機的外加電壓應介于其額定電壓的
–10% 至 +5%之內(nèi)。非所有電源都能在任何時候提供指定電壓。電動機外加電壓的任何升高或降低都會影響電動機的性能。
當電動機的外加電壓減小時,電動機轉矩和效率下降,電動機電流和功率因數(shù)提高。當電壓增加時,電動機的效率和功率因數(shù)會相應下降,而電動機電流和轉矩會增加。若要實現(xiàn)*佳性能,電動機的外加電壓應介于其額定電壓的
–10% 至 +5% 之內(nèi)。見圖 1-3。

由于電動機的電壓 (E) 保持恒定,所以為了實現(xiàn)更高的功率 (P),電動機必須消耗更多的電流 (I)。功率的計算公式為 P = E ×
I 因此,為了獲得更高的功率,電動機必須消耗更多的電流。運轉系數(shù)安培數(shù) (SFA)表示電動機能夠**起動的*大額定電流。電動機銘牌上標明了 SFA。如果電動機消耗的電流比
SFA 高,則會出現(xiàn)過載,因此很容易因為絕緣擊穿造成損壞。
福祿克便攜式示波器在電動機應用-電壓和電流變化
除非出現(xiàn)問題,否則在大多數(shù)電路中,電壓將維持在銘牌額定值的可接受范圍內(nèi),即 –10% 至
+5%。然而,當負載開啟和關閉時,或當電動機負載發(fā)生變化時,電流會不斷變化。當電路因低電壓狀態(tài)而出現(xiàn)問題時,如電腦復位或燈閃爍等,便攜式示波器可以在問題發(fā)生時幫助確定問題的類型。出現(xiàn)問題時,需要觀察的兩個主要條件是當電壓出現(xiàn)變化時,電流的變動方向(減少或增加)及兩者間的關系。電壓和電流減小。當電壓和電流同時降低時,電源和配電系統(tǒng)會出現(xiàn)問題。電路未過載。
若使用便攜式示波器,將記錄數(shù)據(jù),通過查看這些數(shù)據(jù)可幫助分析電路。例如,若電壓下降
14.5%,電流也會減少。電壓和電流的下降也會導致電動機、燈、加熱元件等的電力負載相應減少。見圖 1-5。圖
1-5。
當電壓和電流同時降低時,電源和配電系統(tǒng)會出現(xiàn)問題
為了更好地了解問題并采取糾正措施,技術人員必須知道問題的發(fā)生時間。使用福祿克便攜式示波器時,技術人員通過在問題的開始和結束處放置光標,可分析數(shù)據(jù)。使用福祿克190II四通道示波器時,一次*多可監(jiān)測四個信號。這樣就可以同時監(jiān)測多個信號的電壓和電流變化。
電壓隨著電流的增加而降低。當負載接通,而且電動機需要更多的功率時,電流會增加。如果電源不過載,那么電流增加后,電壓不應降低。例如,在一個電路中,當電流從 33
A 增加至 152 A 時,電壓會降低,但仍在可接受的工作范圍內(nèi)。見圖 1-6。
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