Động cơ điện được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm thiết bị gia dụng, máy móc công nghiệp và xe điện (EV), khiến chúng trở thành một phần thiết yếu trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Các thiết bị điện này sử dụng sự tương tác của từ trường và dòng điện để tạo ra chuyển động quay. Cần có các dụng cụ đo chuyên dụng để kiểm tra động cơ điện, ví dụ như trong quá trình thiết kế, phát triển và sản xuất.
Bài viết này giới thiệu các phương pháp cơ bản để thử nghiệm động cơ điện và giải thích tại sao việc thử nghiệm là cần thiết.
Động cơ điện sử dụng chuyển động quay được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ sản phẩm điện đến xe điện (EV) và máy móc công nghiệp. Động cơ điện có thể được phân loại dựa trên loại nguồn điện điều khiển chúng là động cơ DC hoặc động cơ AC. Hơn nữa, động cơ điện còn có nhiều tên gọi khác nhau (bao gồm động cơ DC, động cơ DC không chổi than, động cơ bước, động cơ xoay chiều, động cơ đồng bộ và động cơ cảm ứng) dựa trên mục đích về nguyên lý hoạt động, nguồn điện, cấu trúc và đặc tính của chúng.
Động cơ điện chuyển đổi năng lượng điện thành lực quay. Nam châm tham gia vào quá trình quay của động cơ điện. Khi dòng điện chạy qua cuộn dây quấn quanh lõi sắt, nó sẽ trở thành nam châm. Loại nam châm này được gọi là nam châm điện và nó chỉ hoạt động như một nam châm khi có dòng điện chạy qua. Giống như nam châm thông thường, nam châm điện có cực Bắc và cực Nam, động cơ điện sử dụng lực làm cho các cực từ hút và đẩy nhau.
Như đã giới thiệu ở trên, động cơ điện đóng vai trò vô cùng quan trọng trong nhiều loại sản phẩm điện, xe điện và máy móc công nghiệp. Hơn nữa, chúng là những thiết bị cực kỳ chính xác kết hợp các thành phần như dây, chất cách điện, lõi và nam châm vĩnh cửu. Vì vậy, hiệu suất, hiệu quả và an toàn của chúng bị ảnh hưởng bởi thiết kế và đặc điểm của chúng. Do đó, phải tiến hành kiểm tra cẩn thận để xác minh trạng thái của động cơ điện.
Thiết bị ghi dạng sóng được sử dụng để ghi lại điện áp đầu ra, dòng điện đầu ra, mô-men xoắn và RPM của bộ biến tần từ khi bắt đầu đến khi kết thúc hoạt động của động cơ điện. Sau khi đo, chức năng tính toán dạng sóng tốc độ cao của thiết bị được sử dụng để tính toán công suất và hiệu suất của động cơ cũng như công suất đầu ra của biến tần và chức năng hiển thị X-Y của thiết bị được sử dụng để hiển thị các kết quả đó.
Mô-men xoắn và độ rung của động cơ điện được đo bằng Thiết bị ghi dạng sóng để phân tích hành vi của động cơ trong quá trình vận hành. Chức năng tính toán FFT của thiết bị được sử dụng để thực hiện phân tích tần số nhằm xác định các thành phần tần số không lường trước được, bao gồm hiện tượng cộng hưởng, do tần số rung tự nhiên của động cơ và cơ chế và do rung động trong quá trình vận hành gây ra.
Resolver được sử dụng như cảm biến để đo chính xác vị trí góc của động cơ điện. Động cơ được sử dụng trong điều kiện khắc nghiệt trong thời gian dài trong môi trường khắc nghiệt, bao gồm máy móc công nghiệp, servo và EV. Tín hiệu kích thích và đầu ra của resolver được đo bằng Thiết bị ghi dạng sóng và chức năng tính toán dạng sóng của thiết bị được sử dụng để tính toán góc quay của resolver. Góc đó và mối quan hệ của nó với các tín hiệu khác có thể được phân tích để điều chỉnh trình tự điều khiển động cơ.
Khi các nhà sản xuất tìm cách mở rộng phạm vi hoạt động của EV, họ phải cải thiện hiệu suất năng lượng của bộ điều khiển động cơ bằng cách làm cho các thuật toán liên quan chính xác hơn.
Có thể kiểm tra đứt dây bằng cách đo điện trở của cuộn dây động cơ. Nếu các phép đo này được thực hiện bằng máy đo điện trở có độ chính xác cao, nhà sản xuất cũng có thể phát hiện lỗi về độ dày của dây và số vòng dây.
Trong thử nghiệm này, độ tự cảm của cuộn dây được đo. Bằng cách này, nhà sản xuất có thể kiểm tra độ cân bằng pha, hiệu suất vận hành của động cơ, độ quay không đều và tính thống nhất giữa bộ dẫn động và động cơ điện.
Các nhà sản xuất thực hiện thử nghiệm điện trở cách điện và thử nghiệm điện áp chịu đựng. Bằng cách thử nghiệm cách điện trong quá trình kiểm tra vận chuyển, có thể đảm bảo mức độ an toàn cao.
Sự kiện phóng điện cục bộ có thể được phát hiện bằng cách quan sát dạng sóng dòng điện và điện áp trong quá trình thử nghiệm điện áp chịu đựng. Phóng điện một phần có thể dẫn đến hư hỏng cách điện. Bằng cách kiểm tra sự phóng điện như vậy, nhà sản xuất có thể phát hiện các khuyết tật tiềm ẩn trong cuộn dây.
Quá trình này giúp nhà sản xuất phát hiện các lỗi cách điện (đoản mạch ) và chất lượng của cuộn dây động cơ. Bằng cách định lượng dạng sóng phản hồi trong quá trình thử nghiệm, có thể phát hiện các khuyết tật ở mức độ chính xác cao hơn so với các kỹ thuật thông thường.
Là thiết bị điện sử dụng sự tương tác của từ trường và dòng điện để tạo ra chuyển động quay, động cơ điện được sử dụng để cung cấp năng lượng cho nhiều ứng dụng khác nhau, từ thiết bị gia dụng đến máy móc công nghiệp. Do hiệu suất, độ an toàn của động cơ điện bị ảnh hưởng bởi thiết kế và đặc tính của chúng nên các nhà sản xuất ngày càng yêu cầu thử nghiệm rộng rãi.
Còn việc tiến hành kiểm thử bằng cách tham khảo các phương pháp kiểm thử được giới thiệu trong bài viết này thì sao?
