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单相同步电机试验方法GB/T 14481 — 93

1主题内容与适用范围

本标准规定了单相同步电机试验用仪器、仪表的选择,试验前检验及各项试验方法。

本标准适用于200kW以下低压单相同步电机(发电机和电动机),不适用于无直流励磁绕组的单 相同步电机(如永磁电机、磁阻电机等h

检查试验和型式试验的项目应按GB 755或该类型电机标准的规定。

2引用标准

GB 755旋转电机基本技术要求 GB 10069.1旋转电机噪声测定方法及限值 GB 10069- 2旋转电机噪声测定方法及限值 GB 10068.1旋转电机振动测定方法及限值 GB 3907工业无线电干扰基本测试方法

3试验准备

3*1试验前的准备

•   试验前,应对被试电机装配及接线进行检查,试验线路和设备应能满足试验要求,以保证试验能顺 利进行。

3.2    测量仪器选择

3.2.1  仪器准确度

电测量仪表的准确度应不低于0. 5(兆欧表除外,互感器的准确度应不低于02级,直流分流器 准确度不低宁队2级,数字式转速测量仪的准确度应不低于0.1M±1个字,转矩测量仪及测功机的准 确度应不低于1.0%(直接测定效率时应不低于0. 5%),测力计准确度不低于1.0级,温度计的误差在

±1*6:以内。

选择仪器仪表时,应使测量值在合适的余值范围内,以获得较高的测量精度。

3.2.2  测量要求

进行电气测量时应遵循下列要求:

a.对额定电流小于5A的电机,除短路(或堵转)试验外,其它试验不应采用电流互感器;

采用电流互感器时,接入副边回路的仪表总阻抗(包括连接导线)应不超过电流互感器的额定阻

b

抗值;

试验时,各仪表的读数应同时读取;

1994-02-01 实施

文本框: 1994-02-01 实施如果仪器仪表误差对电机功率的测量精度产生影响时,应按附录A进行修正。 测量线路


电压表和功率表电压线圈并联电阻按式(1)计算:

文本框: ⑴Rv

Rm —

Rv------ 电压表回路电阻,

i?wv——功率表电压线圈回路电阻,n电机的实际功率P(W)按式(2)计算:




U2

C2)




式中:Pw——功率表示值,W;

» —电压表示值,v

电机的实际电流按式(3)计算:




(3)

文本框: (3)//a2±^7+(£)

式中:电流表亦值,A

(2)和式(3)中符号,对发电机取“ + ”号,对电动机取号。

电机功率因数co綷按式(4)计算:

p

cosj#=**• «****'                                       ••• (4>

如果电压表和功率表的损耗对电机试验结果的精确度不产生影响时,其损耗可忽略不计。

4绕组对机売及绕组相互间绝缘电阻的测定 4.1测量时电机状态

电机各绕组对机壳及相互间绝缘电阻应分别在实际冷状态和热状态(温升试验后)下测量。

检查试验时,如无其它规定,绕组的绝缘电阻仅在实际冷状态下测量。                          .

测量绝缘电阻时,应同时测量绕组的温度。在实际冷状态下测量时可取周围介质温度作为绕组温


度。

4-2兆欧表的选用

根据电机绕组的额定电压,按表1选用兆欧表。

I

V

电机绕组额定电压u

t/^36

 

3'6<07<500

 

500<(7<1 0

1 000

 


4-     3测量方法

电机的定子、转子各绕组及励磁装置绕组的始末端均引出机壳外时,应分别测量各绕组对机壳及其 相互间的绝缘电阻。测量时,应读取兆欧表的稳定读数。

励磁装置中的半导体元件及电容器等不进行此项试验的器件,应拆除或可靠短接。

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

将电机在室内放置一段时间,用温度计测量绕组端部或铁芯温度,当所测温度与冷却介质温度之差 不超过2K时,所测温度即为实际冷状态下的绕组温度。若绕组端部或铁芯温度无法测量时,允许用机 壳温度代替。

5.2   测量方法

测量电阻时,电机的转子静止不动。定子各绕组的电阻应在出线端处测量,转子绕组的电阻应辱可 能在绕组与集电环(或整流元件)连接处测量。

5.2.1  、绕组的直流电阻在in及以下时,应采用双臂电桥测量,大于lfl时可用单臂电桥测量。

5-     2-2当采用自动检测装置、数字式微欧计或电压电流法测量绕组电阻时,流过被测绕组的电流应不 超过额定电流的10%,通电时间应不超过lmiii

5- 2.3每一电阻应测量三次,每次读数与三次读数的平均值之差应不超过平均值的±04 5%,取其平均 值作为电阻的实际值。

检查试验时,每一电阻可仅测量一次。

6空载特性的测定

同步电机的空载特性是电机在额定转速时空载电压与励磁电流的关系曲线。试验应在他励方式下

进行。

6.                                         1发电机法••试验时将被试电机拖动到额定转速,电枢绕组开路,调节励磁电流,使空载电枢电压达 到额定值的I3a%或额定励硪电流所对应的电压值。读取电枢电压、励磁电流、频率(或转速)作为空载特性的第一点,然后单方向逐步减少励磁电流,量取79(在额定值附逬多测取几点),最后读取励磁 电流为零时的剩磁电压。

若试验时的频率/与额定频率/N略有差异,则空载电枢电压应按式(5)进行换算:

V ........ ...................................... -................ (5)

式中:f——试验时测得的空载电压,V;


u0~换算到额定频率时的空载电压.V

关系曲线Uefili)即为所求的空载特性曲线。若剩磁电压较高,则空载特性应予以校疋,即将特 性曲线的直线部分延长与横轴相交,交点的横坐标绝对值卩为校正量。在所有试验测得的励磁电流 数据上加上此值,即得到通过原点的校正曲线,如图2所示。



6.2电动机法:将被试电机接到额定频率、电压可调的稳定电源上,作空载电动机运行。将电源电压升 到额定值的130%左右,调节被试电机的励趦电流,使电枢电流为最小(此时电机的功率因数接近1),同 时读取外施电压、励磁电流、频率(或转速:)和电枢电流,然后逐步降低电源电压,按上述方法量取79 点,直到电机尚不致于失步的最低电压为止。

若试验时的频率与额定频率略有差异.K空载电压可按式(5)计算。

在检查试验时,可仅量取额定电压时的劻避电流。

7稳态短路特性的测定

同步发电机的稳态短路特性是电枢绕组短路时的稳态短路电流与励磁电流的关系曲线。试验时应 使用低阻抗导体在尽可能接近电枢绕组出线端a可靠短接。试验应在他励方式下进行。

将被试电机拖动到额定转速,调节励磁电流.使电枢电流接近1.2倍额定电流,同时量取电枢电流 h和励磁电流A然后逐步减小励磁电流,使励磁电流降低到零为止。建议读取57点,绘制短路特性 曲线/k=/CTfk)见图3


8匝间冲击耐电压试验

JB/Z 2:54JB/Z 346的规定进行。

9耐电压试验

9.1试验要求                                                                                      •

9. VI本试验应在电机静止状态下进行。试验前,应先测量绕组的绝缘电阻。如需进行超速试验,本试 验应在超速试验之后进行。如进行温升试验,则本项试验应温升试验后进行。

9.1- 2试验时,电压应施于被试绕组一端与机壳之间,此时其它不参与试验的绕组均应与壳连接。 励磁装置中的半导体元件及电容器等不进行此项试验的器件,应拆除或可靠短接。

9.1-   3试验变压器的容量:对低压电机,每lkV试验电压,应不小于lkVA;其中对容量在lkVA以下 的电机,每lkv试验电压,应不小于0. 5kVA

9.1.4试验前,应采取切实的安全防护措施。试验中若发现异常情况,应立即切断试验电源,并将绕组 对地放电。

9-1-5对无刷同步电机,转子绕组允许在整机装配前进行本项试验。

9. 2试验电压和时间

试验电压的频率为50Hz波形尽可能接近正弦波,试验电压值按表2或该类型电机标准的规定。

2

序号

电机或部件

试验电压(有效值)

1

电袍绕组对机壳

1 &00V+2倍额定电压最低为1 500V

2

辅助绕组对机壳

1 000V2倍辅助绕组额定电压,最低为 1 500V

3

电枢绕组对辅助绕组

1 000V+2倍额定电压最低为1 500V

4

励磁绕组及励磁装置中(或交流励磁机中)与励磁绕组相

连的部分对机壳及其他绕组之间

额定励磁电压,最低为.1 SOOV

S

与电枢绕组或辅助绕组相连的励磁装置部分f或文流励 磁机的磁场绕组)机壳及其他绕组之间

3 倍额定电压最低为1 500V


试验时,施加的电压应从不超过试验电压全值的一半开始,然后均勻地或分段地以每段不超过全值 的5%增加至全值。电压自半值增加至全值的时间应不少于10s全值电压试验时间应维持lmin试验 完成后,待电压降到全值的一半以下时方可断开试验电源。

对额定电压为660V及以下大批量连续生产的电机进行检查试验时,允许用规定试验电压值的 1'fQM,历时Is来代替。试验电压用试棒施加。

试验电压应在试验变压器的输出端测量。

10短时升高电压试验

短时升高电压试验应在电机空载情况下按gb m或该类型电机标准规定进行。试验时的电枢电 压应为130%额定电压,试验时间为3min对在1和%额定电压下空载励磁电流超过额定励磁电流的电

机,试验时向可缩短到lmiru

对在额定励磁电流时的空载电压为'130%额定电压以上的电机,试验电压应等于额定励磁电流时 的空载电压。


当励磁电流增加到最大允许值仍不能获得所需^^验电压值时,允许提高电机转速,但不应超过额定 转速的115%,若励磁电流和转萆都已到上述It限而龟柩电压仍不能达到所规定的试验电压时,试验允 许在所能达到的最高电压下进行。

1!压波形正弦性畸变率的测定

发电机的电压波形正弦性畸变率无持畔规定时,应在发电机空载,额定电压、额定频率下进行测 定厂有特殊规定时,则应在规定的工作杧态下进行测定。

11.1用谐波分析仪测定基波和各次请泞电压的有效值……,波形正弦畸变率Ku按式 (6)计算:

 TOC \o "1-5" \h \z T-                                          CV,…。y                                                                       

.:=                      -JJ              X100%                                                                      — (6)

11-                                                                                                    2用波形畸变率测量仪测定'=             *

11升试验

温升试验可在任一合适的冷却介贡温度下进行。如试验结束时冷却介质温度与使用地点所规定的 温度之差大于30K时,应按GB 755的氕定对温升限值迸行修正。

12-          1温度或温升的测量方法

温度测量有温度计法和电阻法,这写*=方法不作为互相校核用。

12-1-1温度计法

温度计包括膨胀式温度计(如水银、漬精等温度计),半导体温度计,以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与保温材料覆盖好温度计的测温部分,以免受周围冷却介 质的影响。有交变磁场的地方,不能采用水银S芰计。

12.1.2电阻法

用电阻法确定绕组温升时,冷、热态电阻2'吏用同一台仪器测量。绕组温升AKK)按式(7)计算:

(K+tJ 4-tn                                                                        m

式中:——试验结束时的绕组电阻,

——实际冷态时的绕组电阻,a;

测定Ri时的绕组温度m f——试验时的冷却介质温度i零;

K——常数,对铜绕组为235,除另有规定外,对铝绕组为225。而对其他材料,则为该材料在0亡 时电阻温度系数的倒数。

12.2温升试验时冷却介质温度的测定

对采用周围空气冷却的电机,温度计应分布在电机周围的不同地方:,距电机12m温度计球部高 度约为电机高度的二分之一,并应防止热辐射和气流的影响。应采用在试验过程中最后四分之一时间 肉,按相等时间间隔测得的几个温度计读数的均值,作为温升试验时的冷却介质温度f。。

12-3电机绕组和其他各部分温度的测定 12.3.1电机绕组温度的测定 釆用12.1- 2条规定的电阻法。

12.3.2铁芯温度的测定 铁芯温度用温度计测量。

12.3.3轴承温度的测定 .轴承温度用温度计测量。对于滑动轴承,温度计放在最接近轴瓦处;对于滚动轴承,温度计放在最接

近轴承外圈处。

12.3.4集电环、极靴、阻尼绕组温度的测定

电机停转后,立即用点温计测量集电环、极靴、阻尼绕组的表面温度,取测得的最高值作为集电环、 极靴、阻尼绕组的温度。

12.4电机断能停转后所测得数据的修正

12- 4-1用电阻法测量断能停转后的电机绕组温度时,要求在温升试验后尽快使电机停转。电机断能后 如能在表3给出的时间内测得第一点读数,则以此读数计算电机的温升而不需外推至断能瞬间。

3

电机的额定功率PkWkVA

, 断能后间隔的时间

 

"

50

90


12-4.2如在表3规定的间隔时间内不能测得第一点读数,则应尽快测取温度或电阻及对应的时间,以 后每隔一定时间,读取一次读数,测45点读数,绘成温度或电阻与时间关系的冷却曲线,见图(4)。根 据电机的额定功率将此曲线外推至表3规定的间隔时间,所获得的温度即为电机断能瞬间的温度。绘制 曲线时,推荐采用半对数考标,温度(或电阻)标在对数坐标轴上。如停转后测得的温度连续上升,则应取 测得温度最高值作为电机断能瞬间的温度。

如电机断能后测得第一点读数的时间超过上述相应间隔时间的两倍,则上述方法只有在制造厂与 用户取得协议后才能采用。



12.5温升试验方法

温升试验采用直接负载法。试验时,保持额定频率、额定功率和额定功率因数不变,直至电机各部分 温度达到稳定状态时为止。每隔30min记录一次电枢电压,电枢电流,功率,励磁电压,励磁电流以及定 子铁芯,轴承,进出口的冷却介质和周围冷却介质的温度。在电机各部分温度渐趋稳定阶段,每隔15min 记录一次。当电机各部分温度变化在lh内不超过2K时,认为电机已达热稳定状态。

试验期间*应采取措施尽量减少冷却介质温度的变化。

13额定励磁电流和固有电压调整率的测定

额定励磁电流和固有电压调整率采用直接负载法测定。


13-1额定励磁电流的测定

电机加载到额定工作状态时测得的励磁电流,即为额定励磁电流。

13.2固有电压调整率的测定

在他励状态下,将发电机加载到额定工作状态后,保持转速和励磁电流不变,逐步减小负载直至空 载,读取此时的电压仏,按式(8)计算电机的固有电压调整率AC/

ALt=^T^nX100^                                         (8)

式中:t/——空载电压,V;

UN一额定电压,V

14自励恒压时电压调整性能的测定

14.1电压整定范围的检查

检查时发电机处于冷态或热态空载状态其转速为105%额定转速(或产品标准规定值),调节电 玉整定装置,测定发电机电压的最大直和最小值,此范围即为发电机冷态或热态空载时的电压整定范 围。

14.1  稳态电压调整率的测定

发电机稳态电压调整率的测定,应在额定功率因数和cosj5=l两种情况下进行。

试验时发电机为空载,调节转速至规定值,调节电压整定装置使空载电压在规定的电压调整率范围 内。对不可控励磁方式的发电机,允许在測定前先将负载及功率因数调整至额定值,然后将负载逐渐减 小至零,再重新整定电压。在整个稳态电压调整率试验过程中,电压整定装置应固定不变。

试验时应保持功率因数不变,将负载队零逐渐增加到额定功率,再从额定功率逐渐减小到零,测量 各点电压。在型式试验时,逐点的负载变化约为25%额定功率,在检查试验时,测量点可按经验酌情减 少。

试验时原动机的转速变化率规定为5% (即空载时为105%额定转速,满载时为额定转速),并且假 定从空载至满载转速变化率与负载变化率成线性关系。若原动机转速变化率小于5%而另有规定时,应 按规定值试验。

在测定热态电压调整率时,允许重新整定空载电压。

根据发电机励磁系统的不同类型以及不同的运行方式,稳态电压调整率么tu可按式(9)或式(10)计 算,公式应根据专业标准或技术条件规定选用。

 TOC \o "1-5" \h \z ^,tu = ~%ij. N X100% . *         (9)

式中:从空载至额定负载与C/N相差最大的稳态电压,v; c/N——额定电压,V

„=^X100% ....  (10)

中:——规定条件下,负载自空载至满载之间变化时,电压(有效值)的最大值,V;

——规定条件下,负载自空载至满载之间变化时,电压(有效值)的最小值,V

p3冷热态电压变化的测定                                     

I 试验时,先将发电机调节至额定工作状态,将电压整定装置固定不动,保持额定频率、额定功率及额


功率因数运行,从冷态至实际热稳定状态时的电压偏差,即为发电机的冷热@电压变化值。试验时,

.温度的变化应不大于10K

15效率的测定

电机效率可用直接法或间接法(损耗分析法)测定

15.1    直接法

15.1*1电功率和机械功率的测定.

直接测定效率时,电功率用瓦特表测量,机械功率用测功机或转矩测量仪(包括转速测量)测量。 为了保证测量的精度,在电功率的测量中,电压接线应接到被试电机出线端上,以避免外接导线损 耗计入电功率中。在机械功率的测量中,在额定转速吋,测功机的功率应不大于被试电机额定功率的 2;转矩测量仪的标称转矩,撵不大于被试电机额定转矩的2倍。

15.1.2     试验方法

. 电机应在额定频率、额定功率和额定功率因数下运行电机达到热稳定状态后改变电机输出功率测定电机的电功率、机械转矩、转速(或频率)及流经各绕组的电流,读取79。停机后,应迅速测定各 绕组电阻及冷却介质温度推法求得各绕组断能瞬间的电阻值。

15:1.3输入功率的修正及效率的求取

15-1-3-1发电机输入功率的修正及效率的求取

a.         输入转矩的求取

用测功机或转矩测量仪测量输入转矩7\(N • m)试验前,应将测功机怍空载电动机运行时的示值 调整为零,或原动机拖动转矩测量仪(脱离发电机)_行时转矩测量仪的示值调整为零'

b.         各绕组损耗的修正

若试验时,冷却介质温度在2CTC3S'e范围内,绕组的I2R损耗不作修正,否则各个绕组的损 耗按式(11)换算到冷却介质温度为25°C时的数值。

2(7?^)25=2                               —                                  (11>

式中:麵一各绕组的温升值,K;

直一常数对铜绕组为235对铝绕组除另有规定外应采用2;

电机在额定工作状态下测得的各个绕组的电流值,包括:电枢电流、励磁电流、辅助绕组电 流等,A;

R,——各个绕组修正到断能瞬间的电阻值, t——试验时的冷却介质温度V o c-输入功率的修正

输入功.率按式<12)计算:

 TOC \o "1-5" \h \z P^^^XIO3 ......... * <1®

„                                                      y • u

式中:——输入ft,w;

定转速rjftnin j

'fi-~转矩测量值,N*m               

修正后的输入功率\(W)按式(13)计算:                    

       

d.效率:的求取

效率按式(14)计算:                                                                                                                                 -

7= pf X lOf M                   «»>»»* •» :蝴辨料

式中:p2发电机输出功率,W

作发电机输出功率尸2与效率V的关系齒线.即可从曲线上求出对应于额定输出功率的效率。 15.1.3.2电动机输入功率的修正及效率的求取

•  a.输出功率的求取

使用测功机、转矩测量仪测量输出转矩时应先按式(15)进行风摩耗转矩• m)的修正。

9.55(P,-P0> _ •                                                .

Ti                     (15)

式中:Pr~电动机在额定电压下仅驱动:’则功机或转矩测1仪时的输入功率。此时,测功机的电枢和励 磁回路均应开路,转矩澜量仪应与负载器械脱离,W;

代一1额定电压下被试电动机钓空载输入功率,W(此试验中励磁电流应与测定时相同);

T4一测量巧时测功机或转矩濶量仪的转矩值N • m

® —^电动机额定转速r /

修正后的电动机输出转矩T:按式<16)计算。

Tz=Tt+Tiw                                                                                    16)

式中:乃一电动机额定工作状态时跑得的输出转矩值N • m

则输出功率P2(W)按式(17)计算:

P2=^~X103                                        17)

y* oo

a.           各绕组/?尺损耗的修正

15.1. 3. l.b条中式(11)计算=

b.          输入功率的修正

修正后的输入功率产1()按式(18 )-:+算:

P,1=P-2(/fi?i>25+2(/f^)                                         (18)

c.           效率的求取

效率按式(19)计算:

7=X100% ……*........... ..   

式中:尸2——电动机输出功率,W

.作电动机输出功率与效率的关系曲线,可从曲线上求出对应于额定输.出功率时的效率。

152效率的间接测定法

采用间接法(即损耗分析法)确定电机效率,皀分别测定或计算下列各项损耗。

15.2.1恒定损耗i5。,包括:

a.     铁损耗(包括空载杂散损耗

b.     机械损耗

15.2.2电枢绕组J2及损耗尸_

15.2.3励磁损耗巧,包括:

a.     励磁绕组J2_R损耗Pw;

b.     励磁电阻器损耗PR; e*电刷电损耗.Prs;

a.     自带励磁装置的损耗

b.     辅助绕组的J2尺损耗;

f.励磁机损耗八。

15.2.4   杂散损耗八

除恒定损耗、励磁损耗及电枢绕组I2R损耗以外的损耗。

15.2.5   温度的换算

为了确定各绕组的PR损耗,绕组的直流电阻应按式(20)换算到对应于电机铭牌上标明的绝缘等 级的基准工作温度时的数值:




式中:Rv——基准工作温度时绕组直流电阻值,fi-,

Ri~在实际冷状态下绕组的直流电阻值,fi;

h——测量Ri时的绕组温度/C ^

tw——基准工作温度°C ;对于AEB级绝缘为7S°C,对于FH级绝缘为11.5 € ;

K一常数,对铜绕组取235,对铝绕组,除另有规定外应采用2254 15.2.6丨亘定损耗尸。的测定

a- g载发电机法:被试电机作空载发电机运行,励磁电流由独立的直流电源供给。使用功率合适 的测功机或者标称转矩合适的转矩测量仪测定被试电机输入功率。试验时,将被试电机拖动到额定转速 运行,待轴承摩擦损耗和电刷摩擦损耗稳定后,在发电机不同电压下量取原动机的输出转矩,建议从 1S0%额定电压起,逐步降至可能达到的最低电压,均匀地量取79点读数。按15.1. 3.1中式(12)计算 被试电机在对应电压下的恒定损耗CP')。作恒定损耗与电压标么值平方的关系曲线,见图S。对应于 时的损耗即为被试电机的机械损耗尸fw,对应时的损耗即为额定电庄下的恒 定损耗,二者之差为被试电机在额定电压时的铁耗尸ft



a.   空载电动机法:将被试电机接到额定频率,电压可调的稳定电源上作空载电动机(他励)运行 (对不能自起动的被试电机应采取合适的辅助措施起动)。调节被试电机的励磁电流使电枢电流为最小, 待轴承摩擦损耗和电刷摩擦损耗稳定后,在不同电压下测量输入功率iv及电枢电流厶。建议从1S0K 额定电压起,逐步降至电机尚不致于失步的最低电压,均勻地量取79点读数。在电机断能停转后迅速 测量电枢绕组的直流电阻。被试电机在对应电压下的恒定损耗Pr按式(21)计算:

式中:Pi~一被试电机的输入功率,W;

心一一电枢电流,A;

艮一电机断能停转后测量的电枢电阻,O

作恒定损耗与电压标么值平方的关系曲线,见图(5)。将曲线的直线部分延长与纵轴相交,交点的纵


坐标值即为机械损耗/^,对应于^//^/^2-!的损耗即为额定电压下的恒定损耗,二者之差即为被试 电机额定电琢下的铁耗PF

15.2.7电枢绕组/2/?()损耗按式(22)计算:

P cua~-^N2-R«w                                                             (22)

式中:IN——额定电枢电流,A;

——基准工作温度时电枢绕组的直流电阻值,£2

15.2.8励磁损耗的求取

励磁损耗Pt等于下述abcdef各项捆耗之和。 a-励磁绕组的广R(W)损耗按式(23)计算:

P                                                                23)

式中dm——额定励磁电流Af

^——基准工作温度时励磁绕组的直流电阻值,0b-励磁电阻器损耗PR(W)按式(24)计算:

Ps—iiR * £/r ........................................ *«..*.•»........... (24)

式中:/«——额定工作状态时,流经电阻器的电流,A;

UR-电阻器流过J®时产生的压降V

c.电刷电损耗民,(W)按式(25)计算:

Pra=2/£N • AC7,                                        (25)

式中/fN- 额定励磁电流,A;

AC/S——电刷上的压降,对碳-石墨、石墨及电化石墨电刷,Af/= IV;对金属石墨电刷,AC/,7 0. 3V

d-自带励磁装置的损耗PK(W>

整流元件的电气损耗P,(W)按式(26)计算:

P^MJ,I .... ...... ............... .. ................................ 26)

式中:'~整流元件的工作压降,V;

./——整流装置的输出电流,A

励磁装置中电抗器、电流互感器等各部分的铁耗可按设计值计算,/2(W)损耗以在额定工作状态 时流经该绕组的电流平方乘以该绕组在基准工作温度时的电阻分别计算。

a.     辅助绕组的72i?(W)损耗以在额定工作方式时流经该绕组的电流平方乘以绕组在基准工作温 度时的电阻计算。

b.    励磁机损耗Pc

如励磁机不是由被试电机本身拖动,且为被试机专用,则此项损耗为零。

如励磁机可从被试电机轴上拆下,单独进行试验时,该励磁机的损耗应按看关的试验方法标准单独 进行测定。

如励磁机不能拆下其损耗可依照该类型电机的损耗分析法确定,但已计入在被试电机中的机械损 耗不应再计入。

15.2.9杂散损粍n(W)的测定

采用间接测量的方法确定杂散损耗

电机在额定工作状态下运行达到热稳定后,测量被试电机的电功率,机械转矩及各绕组的电流,测 57点读数,然后迅速断能停机,测定各绕组电阻以及冷却介质温度,并用外推法求得各绕组断能瞬 间的电阻值。

15.1. 3.1中式(12)15.1- 3. 2中式(15)、式(16)、式(17)求得修正后的机械功率,则测得输入.


功率与输出功率之差即为被试电机的总损耗。电机各部分的损耗按下述方法求取。

a.              恒定损耗由15.  2.1条确定。

b.      各个绕组的I2R损耗,以在额定工作状态时流经该绕组的电流平方乘以该绕组外推到断能瞬 间的电阻值计算。

c.                                          其它励磁损耗(励磁部分绕组损耗除外)15.  2. 8bcd确定。

负载杂敲损耗P,等于总损耗减去上述abc H项损耗。作P,与负载电流关系曲线,由曲线上求得 额定电流时的A

15.2.10  电机效率的求取

总损耗2P(W)按式(27)计算:

2P=PFe+P,.+PCUI+P,+Ps                           27)

效率按式(28)或式(29)计算:

对发电机:7=(1—X100M                …:….28)

式中:F2~*输出功率,W

对电动机聲j X100%                                                      (29)

式中:F,~^输入功率,W

7P2的关系曲线,求取额定负载时的效率。

16超速试验

如无其他规定,超速试验允许在冷态下进行,试验可选用原动机拖动法或电动机法(提高电源频

试验时,将被试电机的转速提高到1. 2倍额定转速或该类型电机标准中规定的转速,历时2min试验后应仔细检查电机转动部分是否有损坏或产生有害变形,紧固件是否松动以及其他不正常现

象。

17噪声的测定

GB 1£K):6:$.1GB 1006.9. 2 迸行。

18振动的测定

GB 10068.1 进行.

19端子无线电干扰电平的测定 按GB 3907进行。

20过载试验

过载试验时电机处于热稳定状态下,保持额定频率、额定功率因数不变,电枢电压尽可能接#额定 值。过载数值及试验时间按该类型电机标准规定。在规定的试验时间内,发电机及励磁系统装置^不发 生任何异常情况。

21偶然过电流试验

同步发电机在进行偶然过电流试验时,应处于接近工作温度的热状态。试验时应迅速调节发电机的 电枢电流至额定值的150%,过电流历时30s此时发电机的频率为额定值,电枢电压尽可能接近额定


值。                                                                     

试验过程中,若被试电机发生冒烟,异味和有害变形等异常情况时,应立即停止试验。

22短路机械强度试验

本试验系破坏性试验,试验前必须仔细检查电机装配及安装质量,如电枢绕组端部绑扎是否牢固; 转子紧固螺母是否旋紧;电机基础是否处于良好状态;底脚螺栓及螺母是否旋紧等。试验前,应测定绕组 对机壳的绝缘电阻。

在进行突然短路时,不允许有人员留在被试电机、短路开关及引线附近,以保证人身安全。

试验时电机应接近工作温度,如无其他规定,试验应在电机空载而励磁(他励)相应于1.05倍额定 4压下进行,短路共历时3s

试验后,电机应不产生有害变形且能承受耐电压试验。

23堵转电流和堵转转矩的测定

23-1堵转试验

试验前,应尽可能事先用低电压确定对应于最大堵转电流和最小堵转转矩的转子位置,并将转子堵 住。试验时,电机励磁回路的接线方式应和实际使用时的起动接线方式一致。励磁回路中所需接入的起 动电阻值在有关被试电机的技术条件中无规定时,宜为10倍励磁绕组的电阻值。将电源电压调整到额 定值的20%以下,接入被试电机,保持额定频率不变,尽快地升高电源电压,使电枢电流为额定值的 200%左右,(若该电机产品技术条件有特殊规定时,则按规定的电枢电流施加),并迅速同时读取电枢电 压、电枢电流、输入功率或转矩的稳定读数.然后逐渐降低电源电压。用上述同样方法共读取89,其 中在最大电流至额定电流范围内应均匀测取不少于4点读数。如无法实测转矩时,当测完最后一点读数 并切断电源时,应立即测量电枢绕组的直流电阻值。为了避免电机过热,试验必须从速进行。

23.2  堵转电流和堵转转矩的确定

被试电机的堵转电流JKN按式(30)确定:

~            T UN-U

文本框: 被试电机的堵转电流JKN按式(30)确定:
~	T UN-U

式中:C/K——最高试验电压值,V;

h~^对应于UK的电流值,A被试电机的堵转转矩TKN按式(31)计算:

根据试验数据,绘制电枢电流与电枢电压的关系曲线,如图6所示,并将电流一电压曲线上的最高 试验电压处顺曲线的直线部分延长,与横轴交于电压^点》



被试电机的堵转电流JKN按式(30)确定:

~            T UN-U


式中:C/K——最高试验电压值,V;

h~^对应于UK的电流值,A。 被试电机的堵转转矩TKN按式(31)计算:

T-=(fe^)2rK……"*                                       (31).

式中:最高试验电压时测得的转矩n • in

如转矩无法直接测量,则可按式(32)计算转子堵住时传入转子的电磁功率PmCN)

Pu^Px ~ Pf.~ 31&^                            ”, (32)

式中:汽一*,最高试验电压时的输入功率,W;

P^e——相当于最高试验电压时的铁耗,可按15. 2. 6b条确定,W;

Ik——最高试验电压时的电枢电流值,A;

Ri——试验后迅速测得的电枢绕组直流电阻值,n

堵转转矩Tk(N • m)可按式(33)求取:

Tk = 9. 55—                                            

式中:一输入转子的电磁功率,W;

«n-- 额定转速,r/min

如果图6中的电流一电压关系曲线中无明显的直线部分时,可作曲线lgJK;/(lgC/K)如图7所示。 从试验的最髙电压处按直线向额定电压方向延长,从延长线上査出对应于额定电压时的堵转电流JKN则堵转转矩TkWN • m)可按式(34)计算:

Tkn = (^)Vk                                      —…(34)

式中:Tk——最高试验电压时测得的转矩N • m

&一对应于最高试验电压的电枢电流,八。



24标称牵人转矩的测定

标称牵入转矩采用直接负载法测定,试验时,电机励磁回路的接线方式应和实际使用时的起动接线 方式一致。应使用功率合适的测功机或标称转矩合适的转卑测量仪测量被试电机的输出转矩。将被试 电机接到^定频率,电压可调的电源上作异步电动机运转,被试电机的试验电压应在阻尼绕组及极靴表 面不过热'.情况下尽可能提高,一般应在额定值的50%以上,调节被试电机的负载,使其转差率为 同时读取被试电机的电枢电压、电枢电流、转矩、转速友频率或转差率,试验时还应记录被试电机 励磁回路的连接情况和短路电阻的数值。

被试电机在转差率为s时的电磁转矩rM(N • m)可按式(35)计算:


GB/T 14481 — 93

Tm=9,55 a=^)S                                                   ('

式中:P2-~被试电机的输出功率,可按15.2中式(15)(16)(17)计算,w;

WS——被试电机在转差率为s时的机械损耗,W;如无此数据时,可近似取尸^(15. 2. 6)。 被试电机在额定电压时的标称牵入转矩Tpin(N • m)可按式(36)计算:

式中:u——求取rM时的试验电压值,v;

IP——由图6确定的电压值,V;

Tu——转差率s=0, 05时的电磁转矩N -m

试验中如果转差率为0. 05的点不易准确建立时,则可调节被试电机的负载,使转差率为0. 05左右 取45点,按上述方法计算转矩,然后作转矩对转差的曲线,从曲线上确定转差率为0. 05时的转矩值。

25失步转矩的测定

同步电动机的失步转矩采用直接负载法测定

试验时,应选用功率合适的测功机或标称转矩合适的转矩测量仪测量被试电机的输出转矩。首先将 被试电机调节到额定负議状态下运行,然后保持励磁电流不变,逐渐增加被试电机的负载直至失步,失 步瞬间所测被试电机的输出转矩即为失步转矩。


附录A 仪器仪表误差的修正方法

(参考件)

A1仪表刻度误差的修正

根据电流表、电压表、瓦特表的指示的数值Ia'Uv及按式(Al)(A2)(A3)进行刻度误差的修

正。

 TOC \o "1-5" \h \z i'=ia+ai ...... ... ......................... ai)

U'=Uv+MJ .................. .... ...... A2)

P'V=PW+APW                                                                              (A3)

式中:AAC/APW——分别为电流表、电压表和瓦特表的刻度修正值,可从各仪表的校验报告中获 得。

A2电流互感器变比误差的修正

电流互感器的变比误差,可以从互感器校验报告中获得。当互感器副边的实际负载与校验时的负载 不同时,其变比误差可以由互感器不同负载时的变化特性曲线估算。

A2.1电流互感器的实际变比按式(A4)计算:

 TOC \o "1-5" \h \z ^,=^(1-7,).................. . ..... (A4)

式中:Km——电流互感器的标称变比; n——电流互感器的变比误差。

A2.2电流互感器原边实际电流KA)按式(A5)计算:

I^KJ' ...............................  (A5)

式中:V——电流测量值,A

修正后的功率P(W)按式(A6)计算:

P=KlP'w                                                       -                        (A6)

式中:P\——功率测量值,W

A3电流互感器相角误差的修正

电流互感器的相角误差爲可以从互感器校验报告中获得。当互感器副边的实际负载与校验时的负 载不同时,其相角误差爲可以由2感器不同负载时的相角特性曲线来估算。

A符号的决定:当副边电流超前原边电流时,取“+”;滞后时,取号。无补偿的电流互感器, 其副边电流超前原边电流。

A4功率测量值的修正

修正前的表观功率5■及功率因数C0S}5按式确定:

5^C?j                                  (A7)

P

cos# = y                                           …•••",獅料 * “• (A8 )

#=arccos…彳备)                         (A9)


 TOC \o "1-5" \h \z 实际的功率因数COSi4按式(A10)求取:                                  

COS=COS ({S, +^i)…........       jVlf I

相龟修正系数Kt按式(All)求取:

' K产識..................... .......................................................................... (A11)

经相角误差修正后实际的功率值按式(A12)求取:                                                                                      ,

Pc=P • Kt                      L"……A12)

附加说明:

本标准由中华人民共和国机械电子工业部提出_ 本标准由机械电子工业部上海电器科学研究所归口。 本标准由上海电器科学研究所负责起草。

本标准主要起草人李宝金、金惟伟。




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