多相电机简单来说是绕组中具有多于三相的电机,譬如五相、六相、九相、十二相等等。之前很长一段时间内三相电机都占据着主流地位,基于电机功率的逐渐加大与一些场合对电机可靠性的高要求,多相电机开始因为其高功率密度、强可靠性、高效率与强容错性能优势高于三相电机的特点而被普遍应用于可再生能源、电动汽车、工业驱动等领域内。
对于五相、六相、十二相等多相电机功率测量的功率分析仪的接线及原理虽然和三相电机功率分析仪接线存在一定不同,可是其基本原理却有着相似之处。接下来我们将使用案例对五相电机、六相电机这两种较为常见的多相电机进行测试接线分析。
五相电机的接线及功率测量
五相和三相电机的接线方式相似,按照五相电机中是否存在中性线且中性线是否连接,能够划分为以下两种接线方式:
1、五相电机的四瓦特表法
在五相电机具有中性点且中性点未引出(无电流)的情况下,便可利用基尔霍夫电流定律,使用四个瓦特表以测量出四个电压(每相对中线的电压)与四个电流,进而计算出五相电机的总功率,其推导方法与两表法类似。
根据下图显示:我们可以以E相为公共端,测量Uae、Ube、Uce、Ude的电压,以及A、B、C、D相的电流。
2、五相电机的五瓦特表法
在五相电机有中性点且中性点有连接(有电流)的情况下,我们可以使用五个功率分析仪通道分别测量每一相的功率,最后把全部的功率进行相加便可得出总功率。
六相电机的接线及功率测量
六相电机可划分为两类,第一种是使用两套独立的星形连接的三相绕组且两个中性点不相连,而第二种则是六个绕组共用一个中性点,除此之外六相电机中的每种情况又包括两种测量方法,因此在测量六相电机的情况下,一共可以选择四种接线方式:
1、六相电机的四瓦特表法
在测量两套独立三相绕组的情况下,我们在此可以使用四个瓦特表,将两套绕组视为两台三相电机,分别对两套绕组采用三相电机的两表法进行测量,在对结果进行求和后便能够得出总功率。
2、六相电机的五瓦特表法
在六个绕组共用一个中性点且中性点未作连接(无电流)的情况下,我们在此采用基尔霍夫电流定律且使用五个瓦特表测量出五个电压与五个电流,进而计算出六相的总功率,其推导原理与上图中的五相电机方式类似。
3、六相电机的六瓦特表法
在测量两套独立的三相绕组的情况下,可以将两套绕组作为两台三相电机,用六个瓦特表分别对两套绕组采用三相电机的三表法进行测量,同时经过对其结果进行求和得到总功率。
在六个绕组共用一个中性点且中性点有连接(有电流)的情况下,可以使用六个功率分析仪通道分别测量每一相的功率,最后将全部的功率进行相加便可得出总功率。
对于其他的多相电机接线方式也可按照此方式类推。也就是说只要我们了解了两表法与三表法的测量原理,就能够轻松构建多相电机的接线方式。