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    l C S2 9 .1 6 0 .0 1 K2 1 囝雷 中华人民共和国国家标准 G B /T13 9 5 8 - - 2 0 0 8 代替G B /T1 3 9 5 8 - - 1 9 9 2 无直流励磁绕组同步电动机试验方法 T e s tp r o c e d u r e sf o rn o n d i r e c tc u r r e n te x c i t a t i o nw i n d i n gs y n c h r o n o u sm o t o r 2 0 0 8 - 0 6 - 1 3 发布2 0 0 9 - 0 3 - 0 1 实施 发布 局厶矗勰员雌委 检理嵋管瓣明标啪家则国队国帕中 目次 前言????????????··??·?? 1 范围?????··?····???????· 2 规范性引用文件···?????????· 3 试验要求及准备??????????· 4 绕组对机壳及绕组相互间绝缘电阻的测定 5 绕组在实际冷状态下直流电阻的测定?· 6 空载试验??·??????????··· 7 超速试验????··????????·· 8 振动的测定?·??????????? 9 匝间冲击耐电压试验?????·?·?·· 1 0 短时升高电压试验??????·??? 1 1 耐电压试验????????????· 1 2 其他安全试验??????????·· 1 3 温升试验?????????????· 1 4 效率和功率因数的测定??????? 1 5 堵转转矩和堵转电流的测定????·· 1 6 牵人转矩的测定?????????·· 1 7 额定电压失步转矩的测定?????? 1 8 电源电压下降后失步转矩的测定??? 1 9 噪声的测定???????????? 2 0 起动过程中最小转矩的测定????? 2 l 输入功率和输入电流的测定????? G B /T1 3 9 5 8 - - 2 0 0 8 Ⅲ1 1 1 4 5 6 6 6 6 7 7 7 7 9 u地M¨¨¨“ 刖昌 G B /T1 3 9 5 8 - - 2 0 0 8 本标准采用了G B7 5 5 - - 2 0 0 0 旋转电机定额和性能和G B /T5 1 7 12 0 0 2 I ] 、功率电动机通用技 术条件的主要定义及概念。 本标准代替G B /T1 3 9 5 81 9 9 2 无直流励磁绕组同步电动机试验。 本标准与原G B /T1 3 9 5 81 9 9 2 在重要的技术方面有下列不同 考虑到产品使用安全的重要性,引用标准中增加G B1 2 3 5 0 - - 2 0 0 0 “小功率电动机的安全要 求”。 努力反映了本标准1 9 9 2 版发布以来,小功率同步电动机测量理论和技术的发展变化。 为满足迅速发展的生产和技术进步需要,本标准还作了一些新的规定和说明。 本标准由中国电器工业协会提出。 本标准由全国旋转电机标准化技术委员会小功率电机标准化分技术委员会 S A C /T C2 /s c1 归 口并负责解释。 本标准起草单位中国电器科学研究院、中国质量认证中心、上海出入境检验检疫局、广州擎天实业 有限公司。 本标准主要起草人林棠华、杨昭特、傅培刚、何湘吉。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为 G B /T1 3 9 5 8 1 9 9 2 . Ⅲ 无直流励磁绕组同步电动机试验方法 G B /T1 3 9 5 8 - - 2 0 0 8 1 范围 本标准规定了无直流励磁绕组同步电动机试验要求及试验方法。 本标准适用于永磁同步、磁滞同步及磁阻同步等无直流励磁绕组同步电动机的测试方法 不包括电 磁减速永磁同步电机 。以下的无直流励磁绕组同步电动机在本标准简称为电动机。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有 的修改单 不包括勘误的内容 或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 G B7 5 5 - - 2 0 0 0 旋转电机定额和性能 i d tI E C6 0 0 3 4 1 1 9 9 6 G B /T4 9 4 2 .1 2 0 0 6旋转电机整体结构的防护等级 I P 代码分级 I E C6 0 0 3 4 5 2 0 0 0 ,I D T G B /T5 1 7 1 2 0 0 z 小功率电机通用技术条件 G B /T1 0 0 6 8 2 0 0 0轴中心高为5 6m m 及以上电机的机械振动振动的测量、评定及限值 i d tI E C6 0 0 3 4 - 1 4 1 9 9 6 G B /T1 0 0 6 9 .1 2 0 0 6 旋转电机噪声测定方法及限值第1 部分旋转电机噪声测定方法 I S O1 6 8 0 1 1 9 9 9 ,I D T G B1 2 3 5 0 - - 2 0 0 0 小功率电动机的安全要求 J B /T9 6 1 5 .1 2 0 0 0 交流低压电机散嵌绕组匝间绝缘试验方法 J B /T9 6 1 5 .22 0 0 0 交流低压电机散嵌绕组匝问绝缘试验限值 J B /T1 0 4 9 02 0 0 4 小功率电动机机械振动一振动的测量、评定及限值 3 试验要求及准备 3 .1 试验电源 电源电压的波形应尽可能的接近正弦波,试验电源的谐波电压因数 H V F 应不超过2 %;在进行温 升试验时应不超过1 .5 % 三相永磁同步电动机的专用可控硅变频电源除外 。 试验电源的实际平衡的电压系统应符合下述要求 电压的负序分量及零序分量均不超过正序分量的l %;在进行温升试验时,负序分量不超过正序分 量的0 .5 %,零序分量的影响予以消除。 试验电源的频率与额定频率之差应在额定频率的士0 ,5 %范围内。 3 .2 电气测量 3 .2 .1 仪器概述 无论是机械式仪表还是电子式仪表,影响测量精度的主要因数有 a 仪器的量程、使用条件和校准; b 信号源负载; c 引接线的校正。 因为仪器的精度通常表现为满刻度的百分比,因此仪表的量程选取应尽可能的低。 1 G B /T1 3 9 5 8 - - 2 0 0 8 电子仪器的使用越来越广泛,并且比非电子式仪器相比,具有更高的输入阻抗,高输入阻抗可以降 低因为仪器本身导致损耗,但是高输入阻抗仪器对于扰的影响更为敏感。 常见的干扰源有 a 对电源系统的信号的感应或静电耦合; b 阻抗耦合或接地环路; c 非充分的常规模式发射干扰; d 电源线的传导干扰。 应根据实际经验,采取减少于扰的措施。 3 .2 .2 测量仪器的选取 型式检验时,采用的电气测量仪表的准确度应不低于0 .5 级 兆欧表除外 ,电流互感器的准确度应 不低于0 .2 级,电量变送器的准确度应不低于0 .5 %,转速表的精确度应不低于1 .0 级,数字测速仪的 准确度应不低于0 .1 %土1 个字,测力计的准确度应不低于1 .0 级 悬挂式弹簧秤除外 ,温度测量仪的 误差应不大于±1 ℃。电阻测量仪的准确度应不低于0 .2 级。转矩测量仪及测功机的准确度要求为 被试电动机额定转矩在0 .5N ·m 以上时应不低于1 %;在0 .2 N ·m ~0 .5N ·m 之间时应不低于 1 .5 %;在0 .2N ·m 以下时应不低于2 %。 选择仪表时,应使测量值位于2 0 %~9 5 %仪表量程范围内。 出厂检验时,测量仪器的准确度应不低于1 %。 3 .2 .3 测量要求 进行电气测量时,应遵循下列要求 a 三相电流用同规格的三电流互感器 或二互感器 法及三电流表进行测量。三相功率应采用两 瓦特表法进行测量。对小功率电动机,除堵转试验外,不允许采用电流互感器; b 试验时,各仪表读数尽可能同时读取。在测量三相电压或三相电流时,应取三相读数的平均 值作为测量的实际值。 3 .2 .4 测量线路 测量线路适用于小功率电动机。 测量时,单相电动机应采用图1 的测量线路;三相电动机应采用图2 的测量线路。当所用电流表及 瓦特表电流线圈内阻较大,不能满足测量要求时,单相电动机允许采用图3 的测量线路;三相电动机允 许采用图4 测量线路。 2 图1 电嘎蛙 电动机端 图2 电同端 图3 电动机端 G B /T13 9 5 8 - - 2 0 0 8 图4 为了迅速可靠地换接电压表,图l 中单极双投开关H K 可选用旋转式按钮或钮子开关。图2 中三 级双投开关H K 可选用万能转换开关或组合开关。不允许采用不合要求的波段开关等。为了提高测 量准确度,测量线路中的导线压降影响应设法消除。 G B /T1 3 9 5 8 - - 2 0 0 8 采用图I 或图2 的测量线路进行温升及负载试验时,应遵循下列要求 a 测量时,先将开关H K 接在电动机端,调节电压及负载至额定值。读取电压后尽快换接开关 H K 测取电网端电压值及其余的仪表指示值。在保持电网电压及负载不变的情况下 电动机 端电压应为额定值 进行温升试验,当温升稳定时所测得的电流及输入功率,即为额定电流及 额定输入功率; b 被试电动机在额定负载时,电动机端电压应为额定电压。电动机端电压与电网端电压相差不 允许大于额定电压的1 .5 %,即电网端电压不大于1 .0 1 5 倍的电动机端电压; c 在额定负载时,如电动机端电压与电网端电压相差大于额定电压的0 .5 %,但小于1 .5 %时,则 电动机的实际输入功率P 。 w 应按式 1 进行修正 P l P 一1 2 R ?????????? 1 式中 P 瓦特表测得的输入功率,单位为瓦特 w ; 卜一电流表测得的电流 三相电动机为三相平均值 ,单位为安培 A ; R 测量线路中所有电流表及瓦特表电流线圈的总电阻,单位为欧姆 n 。 d 选用内阻较小的电流表及瓦特表电流线圈进行测量时,一般可满足本条b 项的要求。当选用 内阻很小的电流表 如T 1 0 型电流表及D 2 8 一W 型瓦特表等 进行测量时,一般情况下可以高 于本条c 项的要求,即在额定负载时,电动机端电压与电网端电压相差小于额定电压的 0 .5 %,电动机的输入功率不用进行修正; e 电压的测量,应选用内阻较高的电压表,全偏转电流应不大于15m A ,以免影响测量的准确度。 当所用电流表及瓦特表电流线圈的内阻较大,测量结果不能满足上述要求时,可将图l 或图2 中的 电压表固定接于电动机端或采用图3 或图4 的测量线路。在此线路中通过电压表的电流不允许大于被 试电动机额定电流的I %。测量结果电动机的实际输入功率P , w 按式 2 进行修正 P 。一P I z R U 2 /R 。 ?????????? 2 式中 P 瓦特表测得的输入功率,单位为瓦特 w ; I 一~电流表测得的电流 三相电动机应为三相平均值 ,单位为安培 A ; R 测量线路中所有电流表及瓦特表电流线圈的总电阻,单位为欧姆 Q ; u 电压表读数,单位为伏特 V ; R 。电压表内阻,单位为欧姆 n 。 当被试电动机额定电流在0 .iA 以上时,如果具备全偏转电流不大于Im A 的0 .5 %级高内阻电压 表、T 1 0 电流表、D 2 8 一W 型瓦特表或内阻更小的电表等可供使用时,则按图3 或图4 的测量线路进行测 量时,可得到既准确又简便的测定结果。此时被试电动机的输入功率可不进行修正。同时也减少了 图1 或图2 的换接操作的麻烦。 4 绕组对机壳及绕组相互间绝缘电阻的测定 4 .1 测量时电动机的状态 测量电动机绕组的绝缘电阻应分别在电动机实际冷状态和热状态 或温升试验后 下进行。磁滞同 步电动机可仅在实际冷状态下进行。 出厂检验时,如无其他规定,绝缘电阻仅在实际冷状态下测定。但应保证热状态下绝缘电阻不低于 产品标准规定的数值。 4 .2 兆欧表的选用 测量绝缘电阻时,根据被试电动机绕组的额定电压规定如下 a 绕组的额定电压在3 6V 及以下,选用2 5 0V 兆欧表; 4 G B /T1 3 9 5 8 - - 2 0 0 8 b 绕组的额定电压在3 6V 以上至5 0 0 V ,选用5 0 0V 兆欧表。 4 .3 测量方法 测量时,在兆欧表的读数值达到稳定后.读取并记录此数值,同时记录绕组的温度。 a 三相电动机如各相绕组的始末端均引出时。应分别测量每相绕组对机壳及相互间的绝缘电 阻。如三相绕组已在电机内部连接,仅引出三个出线端时,则测量所有绕组对机壳的绝缘 电阻; b 单相电动机如主、副绕组的始末端均引出时,应分别测量主、副绕组对机壳及主、副绕组之间 的绝缘电阻。如主、副绕组已在电动机内部连接,则测量主、副绕组对机壳的绝缘电阻; c 只有一个绕组的单相电动机,只测量绕组对机壳的绝缘电阻。 5 绕组在实际冷状态下直流电阻的测定 5 .1 实际冷状态下绕组温度的测定 电动机在室内放设置一段时间后,用温度计或热电偶等测量电动机绕组端部或铁芯的温度。当所 测温度与该环境空气温度之差不超过2K 时,则所测温度即为实际冷状态下绕组的温度。若绕组端部 或铁芯的温度无法测量时,允许用机壳的温度代替。 对小功率电动机如在室内放置5h 以上;记录仪表用电动机放置2h 以上,此时室温即为实际冷状 态下绕组的温度。 5 .2 绕组直流电阻的铡定 绕组的直流电阻可用电桥法、微欧计法、电压表电流表法或其他测量方法测定。当采用电桥法时, 如绕组的直流电阻在1n 以下,应采用有效数值不低于4 位数的双臂电桥测定。如绕组的直流电阻在 1n 以上,应采用有效数值不低于4 位数的单臂电桥测定。 5 .3 测量方法 测量绕组直流电阻时,电动机转子静止不动。定子绕组直流电阻应在出线端上测量。每一绕组直 流电阻应测量两次。 出厂检验时,每一绕组直流电阻测量一次。 5 .3 .1 电桥法 测量时,双臂电桥的电压线和电流线应分别接在电机绕组出线端上。第一次绕组直流电阻测定后, 应在电桥被破坏平衡后,再进行第二次绕组直流电阻测定。两次测定的绕组直流电阻值相差应不超过 1 %。取两次测定的绕组直流电阻平均值作为绕组直流电阻的实际测定值。 5 .3 .2 电压表电流表法 测量时,将电压稳定、容量足够的直流电源直接连接在绕组出线端上,施加的电流应不超过绕组额 定电流的1 0 %·通电的时间不超过1r a i n 。同时在电表指示稳定后.同时读取并记录电流及电压值,将 电流和电压换算为电阻值。每一绕组直流电阻应在两种不同电流值情况下进行测定。两次测定绕组直 流电阻值相差应不超过土o .5 %。取两次测定的绕组直流电阻平均值作为绕组直流电阻的实际测定值。 5 .3 .3 数字式微欧计等法 当采用数字式微欧计或自动检测装置测量绕组直流电阻时,通过被测绕组的试验电流应不超过绕 组额定电流的±1 0 %,通电时间应不超过1r a i n 。 5 .3 .4 相电阻的计算 三相电动机如每相绕组始末端均引出时,应分别测量每相绕组的直流电阻。三相电阻的平均值, 即为相电阻的直流电阻值。如三相绕组已在电动机内部连接仅引出三个出线端时,可在每两个出线端 间测量电阻。每相绕组的直流电阻值 0 按下式计算 对星形接法的绕组 R 。一R 。。d R b 。 G B /T1 3 9 5 8 - - 2 0 0 8 R b R 。e d R 。?????????? 4 R 。一R 。d R 。b?????????? 5 对三角形接法的绕组 R 。一 R k R 。 / R 。d R 。b R “一R 。d?????????? 6 R b 一 R 。R 。b / R 。蒯一R k R b 。一R 删?????????? 7 R 。一 R 曲R k / R 。d R 。 R 。一R 。。a?????????? 8 式中 R “、R “、R 。分别为出线端A 与B 、B 与C 、C 与A 间测得的电阻值,单位为欧姆 Q ; R 。。d 一 R 。b R b 。 R 。 /2 如果各线端间的电阻值与三个线端电阻的平均值之差,对星形接法的绕组,不大于平均值的2 %; 对三角形接法的绕组,不大于平均值的1 .5 %时,则各相电阻值 n 可按下式计算 对星形接法的绕组 R R 。,/2?????????? 9 对三角形接法的绕组 R 一3R 。。/2?????????? 1 0 式中 R 。。三个线端电阻的平均值,单位为欧姆 n 。 6 空载试验 6 .1 空载电流和空载损耗的测定 测定前,电动机应在额定电压、额定频率F 空载运转,使机械损耗达到稳定,即输入功率相隔半小时 的两个读数之差不大于前一个读数的3 %;对小功率电功机测定前应空载运转i 0m i n ~3 0r a i n 。 试验时,施加在定子绕组上的电压应为额定电压、额定频率,并在空载运转时测定,读取空载电流和 空载损耗。 6 .2 感应电压测定 感应电压测定为三相永磁同步电动机的试验项目。测定方法如下 试验时,用直流电动机、同步电动机或同步测功机作为原动机与被试电动机用联轴器连接。原动机 拖动被试电动机在同步转速下作为空载发电机运行。用不低于0 .5 级的高内阻电压表 如T l O 型、D 8 型等电压表 分别测量被试电动机的三个出线端的感应电压u 。u 。u 。,取其平均值作为空载感应电 压值。 7 超速试验 超速试验是在空载状态下进行,转速为1 .2 倍最高额定转速,历时2r a i n 。如有特殊要求,则应按 有关标准的规定进行。 超速方法有以下两种 a 提高被试电动机的电源频率在空载运行状态下进行超速试验; b 用原动机拖动被试电动机进行超速试验。 8 振动的测定 振动的测定按G B /T1 0 0 6 8 - - 2 0 0 0 的规定进行,小功率电动机可按J B /T1 0 4 9 0 2 0 0 4 。 9 匝间冲击耐电压试验 匝间冲击耐电压试验方法按J B /T9 6 1 5 .12 0 0 0 进行; S G B /T1 3 9 5 8 - - 2 0 0 8 匝间冲击耐电压试验限值按J B /T9 6 1 5 .22 0 0 0 进行。 1 0 短时升高电压试验 短时升高电压试验应在空载时进行。 试验时,被试电动机施加1 3 0 %的额定电压,运行时间为3r a i n ,但在1 3 0 %的额定电压下空载电流 超过额定电流的电动机,试验时间可缩短至1r a i n 。 提高试验电压至额定电压的1 3 0 %时,允许同时提高频率,但应不超过1 .1 5 倍额定频率,单相电容 运转电动机除外。 单三相磁滞同步电动机的试验时间为5r a i n 。试验时允许采用必要的冷却措施。 1 1 耐电压试验 耐电压试验用电源变压器容量每1k V 试验电压应不小于1k V A ,频率为5 0H z ,电压波形尽可能 为正弦波。 1 1 .1 试验要求 耐电压试验在电动机静止的状态下进行。试验前,应先测量绕组的绝缘电阻。型式试验时,还应在 温升试验后,电动机接近热状态时进行耐电压试验。 试验前,应采取切实的安全防护措施。试验中如发现异常情况,应立即断电,并将绕组回路对地 放电。 1 1 .2 试验方法 试验时,电压应施加于绕组与机壳之间。具体方法如下 a 三相电动机每相绕组均有始末端引出时,应每相单独对机壳进行耐电压试验,三相共试三次, 每次试验时,其余两相不参与试验的绕组均应与机壳连接。如三相绕组已在电动机内部接成 Y 形或△形,只引出三个出线端,则只进行一次三相对机壳之间的耐电压试验; b 单相电动机应分别进行主绕组及副绕组对机壳之间的耐电压试验,共试两次,每次试验时,另 一不参与试验的绕组应与机壳连接。如主副绕组已在电动机内部连接,则只进行一次主副绕 组对机壳之间的耐电压试验; c 单相单绕组电动机,只进行一次绕组对机壳之间的耐电压试验。 1 1 .3 试验电压值及时间 试验电压的数值及时间按G B7 5 5 2 0 0 0 、6 B /T5 1 7 1 - - 2 0 0 2 或该类型电动机标准的规定。 1 2 其他安全试验 1 2 .1 外壳防护试验方法按G B /T4 9 4 2 .1 2 0 0 6 的规定。 1 2 .2 湿热试验方法按G B /T5 1 7 5 - - 2 0 0 2 第9 章的规定。 1 2 .3 泄漏电流试验方法按G B1 2 3 5 0 - - 2 0 0 0 第8 章的规定。 1 2 .4 非正常工作试验方法按G B1 2 3 5 02 0 0 0 第1 2 章的规定。 1 2 .5 外部零件 例如非金属接线盒、冷却风扇等 的试验方法按G B1 2 3 5 0 - - 2 0 0 0 第2 2 章的规定。 1 3 温升试验 温升试验可在任一方便的环境空气温度下进行 最好在1 0 ℃~4 0 ℃范围内进行 。如有特殊要 求,则应按有关标准规定进行。对小功率电动机温升试验用散热板按G B /T5 1 7 1 2 0 0 2 及各类型电动 机标准的规定。 1 3 .1 温度的测量方法 试验时,可用温度计法、电阻法、埋置检温计法等测量电动机绕组及其他各部位的温度。在技术许 7 G B /T1 3 9 5 8 - - 2 0 0 8 可的条件下,可以采用叠加法,但测试时叠加电流的大小不应超过被试电机电流的1 %。 1 3 .1 .1 温度计法 温度计包括膨胀式温度计 如水银、酒精等温度计 半导体温度计及非埋置的热电偶或电阻温度计。 测量时,温度计应紧贴在被测点表面,并用绝热材料复盖好温度计的测温部分,以免受周围冷却空气的 影响。有交变磁场的地方,不能采用水银温度计。 1 3 .1 .2 电阻法 测量被试电动机绕组的直流电阻时,冷热状态电阻必须在相同的出线端上测量。并根据直流电阻 随温度变化而相应变化的关系来确定绕组的平均温升。 a 铜绕组的平均温升A t K 按式 1 1 计算 A t 一 R f R 。 2 3 5 t 。 /R 。 t 。一t f ?????????? 1 1 式中 R r 试验结束时的绕组电阻,单位为欧姆 n ; R 。试验开始时的绕组电阻,单位为欧姆 n ; t f 试验结束时的冷却空气温度,单位为摄氏度 ℃ } t 。试驻开始时的绕组温度,单位为摄氏度 ℃ 。 b 对铜以外的其他材料,应采用该材料在0 ℃对电阻温度系数的倒数来代替公式 1 1 中的2 3 5 ; 对铝绕组除另有规定,应采用2 2 5 。 1 3 .1 .3 埋置检温计法 测量埋置式电阻温度计的电阻时,应控制测量电流的大小和通电时间,使电阻值不致因测量电流引 起的发热而有明显的改变。 1 3 .2 温升试验时冷却空气温度的测定 冷却空气;温度可用几支温度计分布在冷却空气进入电动机的途径中进行测量。温度计应放置在 距电动机1m ~2m 处,其球部 测温部 处于电动机轴伸中心高的水平面上,并应防止外来辐射热及气 流的影响,取温度计读数的平均值作为冷却空气温度。 温升试验结束时的冷却空气温度,应取在整个温升试验过程中最后的1 /4 时间内按相等时间间隔 测得的几个温度计读数的平均值。 1 3 .3 电动机各部位温度的测定 1 3 .3 .1 绕组温度的测定 电动机绕组的温度用电阻法测量。如电动机有埋置检温计时,则用检温计测量。 1 3 .3 .2 铁芯温度的测定 铁芯温度用检温计、温度计或变色漆、变色笔测量。取其最高值作为铁芯温度。 1 3 .3 .3 轴承温度的测定 轴承温度用温度计测量。对于滑动轴承,温度计放人轴承的测量孔内,或者放在接近滑动轴承的表 面处。对于滚动轴承,温度计放在最接近轴承外围处。 1 3 .4电动机断能停转后所测得读数的修正 用电阻法测量断能停转后的电动机温度时,要求在温升试验结束就立即使电动机停转。电动机断 能停转后如能在表1 所述时间内测得第一点读数,则以读数计算电动机的温升而不需外推至断能瞬间。 表1 电动机的额定功率 k W 或类型断能后间接的时间/s 纪录仪表用电动机 1 0 小功率电动机 1 5 P 5 03 0 8 G B /T1 3 9 5 8 - - 2 0 0 8 如在表1 所述间隔时间内不能测得第一点读数,则应尽快测得它。以后每隔约1 0s ~1 5s 读取一 次读数,直至这些读数开始明显地从最高值下降为止。将测得的读数作为时间的函数绘成曲线并根据 电动机的额定功率 或类型 ,将此曲线外推至上述相应的间隔时间,所获得的温度即作为电动机断能瞬 间的温度?;嬷魄呤?,推荐采用半对数坐标,温度标在对数坐标轴上。如停转后测得的温度连续上 升,则应取测得的温度最高值作为电动机断能瞬间的温度。 1 3 .5 温升试验方法 电动机的温升试验应在额定电压、额定频率及额定输出功率 或额定转矩 下用直接负载法 记录仪 表用永磁同步电动机用空载法 进行。 试验时,被试电动机应保持额定负载 记录仪表用永磁同步电动机应保持额定电压 直到电动机各 部位温度达到热稳定状态时为止。试验过程中,每隔半小时记录一次被试电动机的电压、电流、输入功 率、转速和转矩以及定子铁芯、轴承、机壳、周围冷却空气温度。当电动机各部位温度达到热稳定状态 后,即断能停转并按1 2 .4 要求测量绕组电阻。 对多种定额电动机的温升试验,应在能产生最高温升的定额值下进行。如不能事先确定,则应在每 种定额下逐一进行。 为了缩短试验时间,在温升试验开始,可适当过载运行一段时间。 试验期间,应采取措施尽量减少冷却空气温度变化。 1 4 效率和功率因数的测定 1 4 .1 工作特性的测取 工作特性曲线是电动机在额定电压及额定频率下。输入功率P ,、定子电流J ,、效率_ 、功率因数 C O S9 与输出功率Pz 的关系曲线。 工作特性曲线应在电动机的温度接近热状态时 或温升试验后 在负载试验中测取。此时,在 1 .2 5 ~o .z 5 倍额定功率范围内由高至低量取6 点~8 点,每点均应量取电压、电流、输入功率及转矩值。 1 4 .2 效率的测定 电动机效率的测定方法采用直接法。 直接测定效率时,电动机输入功率用瓦特表测量,输出转矩可用下面三种方法测量 a 电机测功机法; b 磁滞、磁粉及涡流等测功机法; c 转矩测量仪法。 试验时,铡功机用联轴器与被试电动机连接,转矩测量仪按规定的使用要求与被试电动机和负载 电机连接。起动被试电动机带动测功机或负载电机旋转,一般从零负载开始逐渐增加被试电动机的负 载转矩,在能保持同步转速情况下至额定负载转矩,控制测功机或负载电机,保持被试电动机在同步转 速和额定转矩下稳定运转。 当电源电压及负载转矩都比较稳定,温升试验能保持额定电压、额定频率及额定输出功率 或转矩 不变的条件下进行时,则被试电动机的额定输出功率及转矩、额定输入功率、额定电流等,应由温升试验 中最后1 点~2 点读数直接读取。额定负载时的效率由所测得的额定输出功率与额定输入功率之比求 得,以式表示如下 被试电动机的输出功率P 。 w 按式 1 2 计算 P z 一 T on , /9 .5 5 ?????????? 1 2 式中 T c 被试电动机输出转矩,单位为牛米 N ·m ; 如一一被试电动机同步转速,单位为转每米 r /r a i n 。 9 C B /T1 3 9 5 8 - - 2 0 0 8 被试电动机的效率口 % 按式 1 3 计算 口一 P 2 /P 1 l o o %?????????? 1 3 式中 P - 被试电动机实际输入功率,单位为瓦特 w 。 1 4 .3 效率测定时,被试电动机转矩测量误差的修正 效率测定时,被试电动机额定转矩测量的准确度在o .5N ·1 T I 以上时,应不低于1 %。在0 .2N ·m 以下时,应不低于2 %。如果对转矩测量准确度有更高的要求时,或者所用的测功机准确度偏低对被试 电动机额定转矩测量的准确度在0 .5 N ·m 以上时,低于1 %,但不低于1 .5 %。在0 .2N ·m 以下时, 低于2 %,但不低于3 %时,则可按下述要点对测功机进行调整,并对所测转矩值进行修正。 使电机测功机或磁滞、涡流等测功机产生误差的因素,一般有如下几种 1 4 .3 .1 联轴器阻力矩误差 联轴器阻力矩误差,可用良好的联轴器安装及机组安装来消除。 1 4 .3 .2 轴承阻力矩误差 摆动部分轴承阻力矩误差,可用良好的测功机装配及调整来消除。 1 4 .3 .3 杠杆臂长误差 杠杆臂长误差,可用杠杆臂长的准确加工及测功机的调试来消除 指用杠杆砝码法测转矩时 。 1 4 .3 .4 风阻转矩误差 风阻转矩误差因无法消除,试验结果对所测转矩值应按式 1 4 进行修正。 T 。一t T 。?????????? 1 4 式中 t 被试电动机实际输出转矩,单位为牛米 N ·m ; L 试验时测得的输出转矩,单位为牛米 N ·m ; T r 。测功机风阻转矩,单位为牛米 N ·m 。 风阻转矩T r 。的简便测法如下; a 选择一台单相电容起动或电阻起动的异步电动机,其容量应为测功机容量的0 .5 ~1 倍,并用 联轴器与测功机连接。安装工作使运转时平稳轻快,以免造成转矩测量误差; b 起动异步电动机在额定电压下带动无励磁的测功机空转,用低功率因数瓦特表测出异步电动 机的输入功率P 。o w 、输入电流I - 。 A 及测功机的转矩指示值T d N ·m 和转速粕 r /r a i n ; c 做完b 项试验后,尽快将异步电动机拆离测功机并施加额定电压空载运行,用测P 1 。、J ,。的仪 表及相同量程测出电动机的空载损耗P 。 w 及空载电流I 。 A 。 在b 、c 项两次试验中,如异步电动机电压及频率能完全保持相同,则j 。。与厶实际上应无差别;风 阻转矩试验时,电动机的转速n a 约等于n 。,n ,为同步转速 r /m i n 。 风阻转矩T “按式 1 5 计算 T f 。一9 .5 5 P 1 。一P 。 /n d T d?????????? 1 5 测功机的T f 。值应分别在30 0 0r /r a i n 、15 0 0r /r a i n 、10 0 0r /r a i n 及7 5 0r /r a i n 转速下预先测得,不 需在每次试验中测定。 如用同步测功机或永磁同步测功机测量被试电动机转矩时,在正确使用情况下,测出的转矩值不必 进行修正,因轴上无风叶,所测得的T ,?!謔 。 1 4 .4 减少误差的其他转矩测量方法 测量电动机转矩时,采用直接测量被试电动机定子对转子转矩的反作用力矩的方法,比在测功机定 子上测量电动机转矩,能减少测功机的风阻转矩误差、联轴器阻力矩误差和轴承阻力矩误差等的影响, 通常称定子反作用转矩测量法。 定子反作用转矩测量法用装置将被试电动机的定子固定在一个活动支架上,支架可以绕电动机转 10 G B /T1 3 9 5 8 - - 2 0 0 8 轴在小角度内旋摆,被试电动机的负载可以是测功机或负载电机等,支架上安装了压力或力矩转感器, 测量方法与1 4 .2 相同。 1 4 .5 功率因数的求取 功率因数可由温升或负载试验结果按式 1 6 、式 1 7 求取 单相电动机功率因数 c o sp P 。/ u 。I - ???????? 16 三相电动机功率因数 c o sP P ,/ √3 u 。r , ???????? 1 7 式中 P ,额定电压时的输入功率,单位为瓦特 w ; u 。额定电压,单位为伏特 V ; I 。输入电流,单位为安培 A 。 1 5 堵转转矩和堵转电流的测定 堵转试验在电动机接近实际冷状态下进行。试验时,应将转子堵住。 1 5 .1 测定要求 a 堵转转矩和堵转电流应在额定电压、额定频率下测定。如条件有困难,可在0 .9 ~1 .0 5 倍额定 电压范围内测定。测定结果应按1 4 .3 换算至额定电压; b 为了减少电动机的发热,每点电压、电流及转矩的溅量通电时间,单相电动机应不超过5s ,三 相电动机应不超过8s ,三相电动机还应测量三相电流; c 磁阻式及永磁式电动机的堵转转矩应使用可调定转子相对角位置的一般杠杆或转矩测量仪等 进行测定; d 测定时,所配用的测力计行程越小越好。 1 5 .2 测定方法 a 磁滞式电动机的堵转转矩应在额定电压下测定。测定可在任何转子位置点进行,只测定一点 即可; b 磁阻式及永磁式电动机堵转转矩的测定,应按表2 规定的机械角度及每点间隔度数测取1 1 点 或6 点,每点电动机的温度应保持相同。堵转转矩取其中最小值,堵转电流取其中最大值 三 相电动机应为三相电流平均值 ; 表2 电动机型式机械角度范围 每点间隔度数 总共测定点数 三相5 极磁阻式任意2 矿内2 ?;? 6 三相4 极磁阻式任意3 0 。内3 ?;? 。 三相4 极磁阻式任意3 0 。内4 ?;? 。1 1 点或6 点 三相2 极磁阻式任意6 0 。内6 ?;? 2 。 单相4 极磁阻式任意9 0 。内9 ?;? 8 。 c 为了防止电动机发热,减少冷却时间。上述试验可在不小于0 .5 倍额定电压下进行,找出堵转 转矩最小点。再在该点测出额定电压下的堵转转矩; d 当用转矩测量仪 或最小堵转转矩数字显示仪 测定堵转转矩时,可测取堵转转矩特性曲 或 数字显示 ,额定电压时的堵转电流I 。。 A 和堵转转矩T K w N ·m 由转矩特性曲线查取或从 数字显示中读取。 用转矩测量仪测定堵转特性曲线时,可将二次仪表上输出的转矩模拟量电压接至X Y 函数记录仪 的y 轴,记录仪的x 为时间轴,再用固定在负荷电机端转轴上的制动装置,使转轴慢慢匀速转动时,则 】1 G B /T1 3 9 5 8 - - 2 0 0 8 可在X Y 记录仪的坐标纸上直接画出堵转转矩与转子角位置的关系曲线。此时堵转转矩最小值可由曲 线上直接测得。 用最小堵转转矩数字显示仪测定最小堵转转矩时,按最小堵转转矩数字显示仪的要求,将被试电动 机用联轴器连接,在接通试验电源情况下,从显示屏中读取堵转转矩最小值。 1 5 .3 测定结果的换算 额定电压u w 时的堵转电流I K N 及堵转转矩T x 一按式 1 8 、式 1 9 换算 I K N 一 I KU N /U K?????????? 1 8 T K N T K U N /U K 2?????????? 1 9 式中 u “额定电压,单位为伏特 v ; u x 试验时的电压,单位为伏特 v ; J x 试验电压为L ,K 时测得的堵转电流,单位为安培 A ; T K 试验电压为【,K 时测得的堵转转矩,单位为牛米 N ·m 。 1 6 牵入转矩的测定 同步电动机的牵入转矩值与负载的转动惯量有关 磁滞同步电动机除外 ,惯量值越大,测出的牵人 转矩值越小。因此,测量被试电动机的牵入转矩时应同时注明负载的转动惯量值,否则无法衡量被试电 动机的牵人同步性能。用测功机测量牵入转矩时,一般要求测功机旋转部分折算到转子同轴的转动惯 量J 与转子转动惯量J 。之比小于等于2 。即 拿≤2 J 】’ 牵入转矩应在额定电压下测定。测定方法有如下三种 a 电机测功机法; b 磁滞、磁粉及涡流等测功机法; c 绳索滑轮法。 注a 、b 两法不适用于无异步运行状态的同步电动机 主要是记录仪表用同步电动机 。 1 6 .1 电机测功机法 用电机测功机法测定牵人转矩时,可用同步测功机、永磁同步测功机或其他类型的电机测功机进行 测定。 测定时,被试电动机与测功机之间应用联轴器连接,开动被试电动机带动测功机旋转,由接近同步 的异步运行状态开始,在保持额定电压情况下逐渐减小被试电动机的负载转矩,并随时读取转矩值。当 负载转距减至最小值时,被试电动机开始牵人同步。读取此同步前的转矩最小值即为所测的牵人转矩。 被试电动机是否由异步状态进入同步,一般需用同步闪光灯照射被试电动机转轴上的标记来确定 标记转动时为异步运行,标记不转动时为同步运行。对于磁滞同步电动机必需这洋测定。 同步闪光灯需接至与被试电动机相同频率的电源。 磁阻同步及永磁同步电动机在异步状态下运行时,电流大,发热快,测定必须迅速而准确的进行。 为使测定结果准确可靠,牵人转矩的测定应不少于两次。在保持被试电动机温度不变时。两次测定结 果应相同。 1 6 .2 磁滞、磁粉及涡流等测功机法 牵人转矩可用具有制动转矩可平滑调节,并随时均可读出转矩值的磁滞测功机、磁粉测功机或涡流 测功机等进行测定。 测定时,被试电动机与测功机之间应用联轴器连接。 测定方法及要求与1 5 .1 相同。 】2 1 6 .3 绳索滑轮法 绳索滑轮法适用于3 0w 以下的同步电动机及记录仪表用同步电动机。 1 6 .3 .1 异步运行状态牵入同步的电动机 由异步运行状态牵人同步的被试电动机牵人转矩的测定,按图5 进行。 测定方法及要求与1 5 .1 相同。 G B /T1 3 9 5 8 - - 2 0 0 8 图5 1 6 .3 .2 静止状态跃入同步的电动机 由静止状态跃入同步无异步运行状态的被试电动机 主要为记录仪表用同步电动机及类似记录仪 表用同步电动机 的牵人转矩的测定,亦按图5 进行。测定方法有如下两种 a 按图5 将固定在弹簧秤上的绳索端改为固定在滑轮上,其他要求不变。测试方法如下 被试电动机静止不动时,按牵人转矩值算出应挂的砝码重量挂在滑轮绳索的下端。被试电动机施 加额定电压起动,看能否牵人同步。如能牵入同步,应将被试电动机断能停转,增加滑轮绳索上的砝码 重量后,再次施加额定电压起动。如此这样逐渐增加绳索上的砝码重量和多次旋加额定电压起动,直至 被试电动机不能牵人同步时为止。此时前面一点的砝码重量与滑轮半径乘积即为所测得的牵入转矩值 r p 。。 N ·m ,以式 2 0 表示如下 T 。,。一G ·R?????????? 2 0 式中 G 一砝码重力,单位为牛 N ; R 滑轮半径,单位为米 m 。 b 按图5 将绳索在滑轮上多绕几圈,使弹簧秤读数减至最小。 对有齿轮减速的同步电动机,应使F 小于0 .1 G 被试电动机静止时及进入同步运行后均应满足此 要求 。 对无齿轮减速的同步电动机,应使F 小于0 .2 G 被试电动机静止时及进入同步运行后均应满足此 要求 。 上述的F 为弹簧秤读数,G 为砝码重力。 牵入转矩的测定方法与本条a 款基本相同。 牵人转矩值 N ·m 按式 2 1 计算 T D .。一 G F R ?????” 2 1 1 3 G B /T1 3 9 5 8 - - 2 0 0 8 式中 G 砝码重力,单位为牛 N ; F 弹簧秤读数,单位为牛 N ; R 滑轮半径,单位为米 m 。 1 7 额定电压失步转矩的测定 额定电压失步转矩应在额定电压下测定,测定方法有以下几种 a 电机测功机法; b 磁滞、磁粉及涡流等测功机法; c 绳索滑轮法; d 转矩测量仪法。 1 7 .1 电机测功机法 用电机测功机测定额定电压失步转矩时,可用同步测功机、永磁同步测功机或其他类型的电机测功 机进行。一般9 0W ~7 5 0W 的电动机用6 0 0W 同步测功机测定;2 0 W ~9 0W 的电动机用永磁测功机 测定;大于7 5 0W 的电动机可用1 .5k W 或3 .5k W 的同步测功机或容量合适的直流测功机测定。 测定时,被试电动机与测功机之间应用联轴器连接。被试电动机起动后,在保持额定电压情况下, 逐渐增加负载转矩,并随时读取转矩值。当负载转矩增至最大值时,被试电动机开始失步,读取此失步 前的转矩最大值。此值即为所测得的额定电压失步转矩。 测定磁滞同步电动机的额定电压失步转矩时,电动机是否失步,必须用同步闪光灯照射被试电动机 轴上的标记来确定标记不转动时为同步运行,标记转动时为异步运行。 测定时,应取被试电动机在第一次失步后,减小负载转矩使其刚刚返回同步转速时再增大负载转 矩,使之第二次失步时的失步转矩值。此值为额定电压失步转矩值中的最小值,它与牵人转矩值接近。 1 7 .2 磁滞、磁粉及涡流等测功机法 用磁滞、磁粉及涡流测功机测定额定电压失步转矩时,被试电动机与测功机之间应用联轴器连接。 测定方法及要求与1 6 .1 相同。 1 7 .3 绳索滑轮法 绳索滑轮法适用于3 0w 以下的同步电动机及记录仪表用同步电动机。 试验时,滑轮直接固定在被试电动机轴伸端,如图5 所示。 绳索上端固定于弹簧秤上,绳索绕滑轮一圈或数圈后下端挂砝码。绳索在滑轮上不应重叠。弹簧 秤与滑轮之间的一段绳索应垂直向下,砝码产生的转矩应与被试电动机转矩方向相反。失步转矩测定 方法及要求与1 6 .1 相同。 额定电压失步转矩值T 一 N ·m 按式 2 2 、式 2 3 计算 T ~一 G F R ?????????? 2 2 或丁乙姒一 G F R r ?????????? 2 3 式中 G 珐码重力,单位为牛 N ; F 弹簧秤读数,单位为牛 N ; R 滑轮半径,单位为米 m ; r 绳索半径,单位为米 m 。 当r 大于0 .0 1R 时,应按式 2 3 计算。 为了使测量准确,在可能的情况下,绳索在滑轮上应尽量多绕几圈,使F 值减至最小。对于齿轮减 速电动机来说,显得特别重要。 14 G B /T1 3 9 5 8 - - 2 0 0 8 1 7 .4 转矩测量仪法 转矩测量仪法适用于1 0 0W 以上的同步电动机。 测量时,转矩传感器的两个轴伸端应用联轴器分别与被试电动机及负荷电机连接测定方法及要求 与1 6 .1 相同。额定电压失步转矩值应由数字表上直接读取。当需要用自动记录仪画出被试电动机的 转矩转速特性曲线时,则额定电压失步转距亦可在该曲线上求得。 1 8 电源电压下降后失步转矩的测定 试验时,电源电压下降值按各类电动机标准的规定值。失步转矩的测定方法及要求与第1 7 章 相同。 1 9 噪声的测定 噪声的测定按G B /T1 0 0 6 9 .1 2 0 0 6 的规定进行。 2 0 起动过程中最小转矩的测定 电动机在起动过程中最小转矩的测定方法有如下几种 a 电机测功机法; b 磁滞或磁粉测功机法; c 测功机计算机辅助检测系统; d 转矩测量仪法。 测定时,被试电动机应接近实际冷状态,在额定频率和额定电压下进行测定。 一些电动机在起动过程的最小转矩可能低于牵入转矩,起动过程的转矩转速 T 。一n 由线通常称 为非稳定区,这种情况下,励磁电流固定的测功机不能或者难以在电动机的非稳定区施加稳定负载,从 而检测到最小转矩。必须使被试电动机起动过程的 T 。一n 曲线和负载的 T 一n 曲线有稳定的机械 特性交点。在T ,一n 和T 。一“曲线上交点k 的导数关系表达为式 2 4 [ 鲁] 。 [ 鲁] 。 ??????c2 4 , 式中 T ,被试电动机转矩; 疋测功机或负载电机对电动机的阻力转矩; n 被试电动机和测功机的同轴转速。 典型的实现方法有 a 对不同非稳定区机械特性的电动机选配相应的机械特性类型测功机; b 通过励磁电流的控制,调整测功机机械特性,满足各种电动机的测量; c 逐次逼近测量。 2 0 .1 电机测功机法 用同步测功机、直流测功机、永磁同步测功机或其他类型电机测功机作被试电动机的负载。最小转 矩从测功机测力计上读取。 试验时,被试电动机与测功机用联轴器连接。测定应由堵转状态开始,使转速逐步升高。测定过程 中应尽可能减少被试电动机的温度变化。测定方法简述如下。 2 0 .1 .1 连续测定法 磁滞同步电动机及起动电流较小不易发热的电动机,可用同步或永磁同步测功机以连续测定方法 测定最小转矩。 测定时,先将同步测功机的励磁电流调至一定值并保持不变。再将同步或永磁同步测功机的三相 G B /T1 3 9 5 8 - - 2 0 0 8 负载电阻调至零 短路 。然后在额定电压下起动被试电动机,并保持额定电压不变的情况下逐步增加 测功的负载电阻。被试电动机的转速便由接近零值起逐渐升高,若随着转速不断升高,转矩值由大变 小,然后再变大时,则其中的最小值即为所测得的最小转矩。如果没有出现上述现象,则说明被试电动 机不存在最小转矩。 测定时,测功机的负载电阻调节应尽可能均匀而迅速。每起动一次的连续测定时问,应以被试电动 机温度无明显变化为限。若温度变比较大,最小转矩难以准确测定时,则按2 0 .1 .2 进行测定。 2 0 .1 .2 点测定法 对单相、三相磁阻同步及三相永磁同步电动机,因起动电流大、发热快,用上述连续法测定最小转 矩;一般较难进行,此时,可用点测法测定最小转矩。测定方法简述如下 先将同步测功机的励磁电流调至一定值,并保持不变。再将同步或永磁同步测功机的负载电阻由 接近零 短路 值起逐点增大。在每点阻值上均在额定电压下起动一次被试电动机,当转速稳定后即可 测得一对应的转矩与转速值。在不小于1 /1 3 ~1 /7 同步转速范围内均匀测取不少于5 点的转矩与转速 值,并绘制成转矩转速曲线。最小转矩即由曲线上求得。 为减少被试电动机因发热而影响测定值的准确性,每点测定时间应不大于5s ~7s ,各测定点的被 试电动机温度设法保持相同。 单相电容起动磁阻同步电动机的最小转矩,有时发生在离心开关断开转速点上,此时应用点测法或 连续法测出被试电动机的整条转矩转速特性曲线。最小转矩由曲线上求得。 2 0 。2 磁滞或磁粉测功机法 磁滞或磁粉测功机法主要适用于2 0w 以下的被试电动机 其中主要是磁滞同步电动机 。用磁滞 或磁粉测功机测定方法如下 起动被试电动机,在额定电压下调节负载转矩,使它约等于最小转矩值。然后在保持测功机励磁电 流不变的情况下,使被试电动机断电停转。停转后再重新起动被试电动机,视其能否起动并加速至接近 同步转速。如能,则应稍微加大负载转矩,然后再断电停转,停转后进行第二次起动。如仍能起动并加 速至接近同步转速,则应逐渐地加大负载转矩、断电停转、停转后再起动被试电动机,直至被试电动机稳 定在低速运行而不能加速至接近同步转速 或不能转动 为止。此时前一点测得的负载转矩即为最小转 矩。当被试电动机不能转动时,则堵转转矩即为最小转矩,单相磁滞同步电动机有时如此。 2 0 .3 测功机计算机辅助检测系统法 测功机计算机辅助检测系统法的测功机主要是磁滞或磁粉测功机,控制和测定方法如下 通过磁滞或磁粉测功机励磁电流
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