国家标准 GB/T10292021 代替GB/T1029一2005 三相同步电机试验方法 Iestproeeduresforthrecphasesymchronossmachimes 2021-05-21发布 2021-12-01实施国家市场监督管理总局发布国家标涯花管理委员会国家标准
GB/T1029一2021 目次前言范围 2 规范性引用文件术语和定义符号基本要求 12 般性试验效率测定 23 热试验 37 45 自励恒压时电压调整性能测定 10转矩和转动惯量的测定 4 53 过电流和机械强度试验 12负序电流承受能力试验 54 13定子绕组端部动态特性测定 54 14确定各参数的试验 54 15确定各参数 68 附录A规范性空载短路法求取励磁绕组温升时的值 91 附录B(规范性)频率响应特性计算方案 92 附录c(规范性)常用电机模型 94 参考文献 96
GB/T1029一2021 前言本文件按照GB/T1.1一2020<标准化工作导则第1部分;标准化文件的结构和起草规则》的规定起草本文件代替GB/T10292005《三相同步电机试验方法》,与GB/T10292005相比,除结构调整和编辑性改动外,主要技术变化如下 -增加了术语和定义(见第3章); -增加了符号见第4章); -增加了试验要求(见第5章); -增加了效率测定的优选试验方法和常规或检查试验方法(见7.2、7.3) -将量热法试验归人确定大电机各项损耗的专用试验方法(见7.4,2005年版的5.3) 将自减速法试验归人确定大电机各项损耗的专用试验方法(见7.4,2005年版的5.5); 将参数渊定分为确定各参数的试脸相确定各参数两个章节(见第14难.,第15难,05年版的第12章); -增加了确定同步电机参数的试验和优选试验方法的表格(见表7) 增加了频率响应特性计算方案(见附录B); 增加了常用的两轴凸极电机模型(见附录C); 删除了物理量的符号及单位(见2005年版的附录B) 请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任本文件由电器工业协会提出本文件由全国旋转电机标准化技术委员会(SAc/Tc26)归口本文件起草单位;上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司安徽明腾永磁机电设备有限公司、上海电器科学研究所(集团)有限公司、苏州佳电飞球电机有限公司、上海马拉松革新电气有限公司、卧龙电气南阳防爆集团股份有限公司,东方电气集团东方电机有限公司、上海电气集团上海电机厂有限公司、江苏省特种设备安全监督检验研究院、哈尔滨大电机研究所、青岛海西电气有限公司、佳木斯电机股份有限公司、珠海格力电器股份有限公司安徽皖南电机股份有限公司、国网江苏省电力有限公司营销服务中心,中机国际工程设计研究院有限责任公司、中车株洲电机有限公司康富科技有限公司、康明斯发电机技术()有限公司兰州电机股份有限公司、江天电机有限公司,卧龙电气驱动集团股份有限公司、江西江特电机有限公司、无锡东元电机有限公司、中车永济电机有限公司、山东华力电机集团股份有限公司,荣成市荣佳动力有限公司、江苏锡安达防爆股份有限公司、西安泰富西玛电机有限公司、江苏航天动力机电有限公司、浙江中龙电机股份有限公司、浙江特种电机股份有限公司、浙江大高电机有限公司、上海电器设备检测所有限公司、上海电科电机科技有限公司本文件主要起草人;王传军,金惟伟、周洪发、梅洛明、李雪东、周伟强、刘英豪、周光厚、邱毓鸿、苏文胜、陈小米,常艳芹,胡余生、杨江飞,王庆东、杨世海、王维、殷强、万勇、刘祺本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为 1967年首次发布为GB1029一1967,1980年第一次修订,1993年第二次修订,2005年第三次修订; 本次为第四次修订
GB/T1029一2021 三相同步电机试验方法范围本文件描述了三相同步电机的试验方法,包括一般性试验,效率测定、热试验、自励恒压时电压调整性能测定、转动和转矩惯量的测定、过电流和机械强度试验,负序电流承受能力试验、定子绕组端部动态特性测定、确定各参数的试验等本文件适用于额定功率为1kw(kVA)及以上的三相同步电机规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T755-2019旋转电机定额和性能 GB/T7409.3同步电机励磁系统大、中型同步发电机励磁系统技术要求 GB/T10068轴中心高为56mm及以上电机的机械振动振动的测量、评定及限值 GB/T10069.1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 GB/T10585中小型同步电机励磁系统基本技术要求 GB 15548往复式内燃机驱动的三相同步发电机通用技术条件 GB 2121 等效负载和叠加试验技术间接法确定旋转电机温升 GB 22715旋转交流电机定子成型线圈耐冲击电压水平 GB 22719.1交流低压电机散嵌绕组匝间绝缘第1部分:试验方法 22719.2交流低压电机散嵌绕组匝间绝缘第2部分;试验限值 GB GB 25442旋转电机(牵引电机除外)确定损耗和效率的试验方法确定大电机各项损耗的专用试验方法 GB/T3486 氢冷电机气密封性检验方法及评定 JB/T6227 JB/T7836.1电机用电加热器第1部分;通用技术条件 JB/T8445 三相同步发电机负序电流承受能力试验方法三 JB/T8446隐极式同步发电机转子匝间短路测定方法 JB/T8990大型汽轮发电机定子端部绕组模态试验分析和固有频率测量方法及评定 JB/T10500.1电机用埋置式热电阻第1部分:一般规定、测量方法和检验规则 EC60051(所有部分直接作用模拟指示电测量仪表及其附件(Dircctaeting indicatinganalogue electricalmeasuringinstrumentsandtheiraccessories 术语和定义 GB/T7552019,GB/T25442和GB/T34861界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 检查试验routinetest 对每台电机在制造期间或完工后所进行的试验,以判明其是否符合标准
GB/T1029一2021 [来源;GB/T2900.25一2008,411-53-02] 3.2 负载 l0ad 在给定时刻,通过电路或机械装置施加于电机的全部电量发电机)和机械量(电动机)的数值 3.3 空载 n0-l0ad 电机处于零功率输出的旋转状态(其他均为正常运行条件). 3.4 1ulhrum 热稳定thermal 电机发热部件的温升在0.5h内的变化不超过1K的状态 3.5 效率eficieney 以同一单位表示的输出功率与输人功率之比注:通常以百分数表示 3.6 初始起动阻抗(同步电动机initialstartingimpedance(synchronousmotors) 电机在静止状态下,施加的电枢电压与稳态平均电枢电流之比 3.7 直轴同步电抗direet-axissynchronousreactance 电机在额定转速下运行时,由直轴电枢电流产生的直轴电枢绕组总磁链所感应的持续交流基波电压与交流基波电流之比 [来源:GB/T2900.252008,411-50-07] 3.8 直轴瞬态电抗direet-axistransientreaetanee 电机在额定转速下运行时,由直轴电枢绕组总磁链产生的电枢电压中交流基波分量在突变时的初始值,不考虑开始儿周内的快速衰减部分,与同时变化的直轴电枢交流基波分量之比 [来源;GB/T2900.25一2008,411-50-09] 3.9 直轴超瞬态电抗direetaxissub-transientreaetanee 电机在额定转速下运行时,由直轴电枢绕组总磁链产生的电枢电压中交流基波分量在突变时的初始值,与同时变化的直轴电枢交流基波分量之比 [来源:GB/T2900.25一2008,411-50-11] 3.10 交轴同步电抗quadrature-axissynehronousreactance 电机在额定转速下运行时,由交轴电枢电流产生的交轴电枢绕组总磁链所感应的持续交流基波电压与交流基波电流之比 [来源GB/T2900.25一2008,411-50-08] 3.11 交轴瞬态电抗quadrature-axistransientreaetanee 电机在额定转速下运行时,由交轴电枢绕组总磁链产生的电枢电压中交流基波分量在突变时的初始值,不考虑开始几周内的快速衰减部分,与同时变化的交轴电枢交流基波分量之比 [来源GB/T2900.25一2008,411-50-10
GB/T1029一2021 3.12 交轴超瞬态电抗quadratureaxissub-transientreactanee 电机在额定转速下运行时,由交轴电枢绕组总磁链产生的电枢电压中交流基波分量在突变时的初始值,与同时变化的交轴电枢交流基波分量之比 [来源GB/T2900.25一2008,411-50-12] 3.13 负序电抗negeihe segqencereactance 电机在额定转速下运行时,由额定频率正弦负序电枢电流所引起的负序电枢电压无功基波分量与该电流之比 [[来源:GB/T2900.25一2008,411-50-15] 3.14 零序电抗 zer0Seguencereactance 电机在额定转速下运行时,由额定频率零序电枢基波电流所引起的零序电枢电压无功基波分量与该电流之比 [来源:GB/T2900.252008,4l1-50-l6 3.15 保梯电抗Potierreactance 以保梯法计算有载励磁时用以替代电枢漏抗的等值电抗该电抗值考虑了励磁绕组在负载时和过励情况下的漏磁 [来源:GB/T2900.252008,4l1-50-13 3.16 电枢漏抗armature-leakagereactance 电机在额定转速下运行时,电枢绕组漏磁所引起的电枢电压无功分量与电枢基波电流之比 3.17 armatureresistance 电枢电阻对应于某一绕组温度,在电枢绕组两端间用直流测得的电阻注:以每一相值来表示 3.18 励磁绕组电阻exeitationwindimgresistanee 对应于某一绕组温度,在励磁绕组两端间用直流测得的电阻 3.19 负序电阻negativesequenceresistanee 电机在额定转速下运行,由额定频率正弦负序电枢电流所引起的负序电枢电压的同相基波分量与该电流之比 [来源:GB/T2900.25一2008,411-50-19 3.20 零序电阻 zerosegquenceresistance 电机在额定转速下运行时,由额定频率零序电枢基波电流所引起的零序电枢电压的同相基波分量与该电流之比 [来源:GB/T2900.25一2008,411-50-20] 3.21 短路比shorteireitratio 电机在额定转速下运行时,其电枢开路并保持额定电压时的励磁电流与电枢稳态对称短路并保持
GB/T1029一2021 额定电流时的励磁电流之比 [[来源:GB/T2900.25一2008,411-50-21] 3.22 直轴瞬态开路时间常数directaxistransientopen-eireuittimeconstant 电机在额定转速下运行,当运行条件产生突变后,由于直轴磁通所产生的电枢绕组开路电压的渐变分量衰减到其初始值的1/e,即0.368倍时所需的时间 [来源:GB/T2900.25一2008,411-48-27 3.23 直轴瞬态短路时间常数directaxistransientshortcireuittimeeonstamt 电机在额定转速下运行,当运行条件产生突变后,直轴短路电枢绕组电流的渐变分量衰减到其初始值的1/e,即0.368倍时所需的时间 [来源:GB/T2900.252008,411-48-28 3.24 直轴超瞬态开路时间常数direetaxissub-transientopenr-eireuittimeconstant 电机在额定转速下运行,当运行条件产生突变后,由于直轴磁通所产生的电枢绕组开路电压在开始几周内出现的迅变分量衰减到其初始值的1/e,即0.368倍时所需的时间来源:GB/T2900.252008,411-48-29 3.25 直轴超瞬态短路时间常数directaxissub-transientshort-eireuittimeconstant 电机在额定转速下运行,当运行条件产生突变后,直轴短路电枢电流在开始儿周内出现的迅变分量衰减到其初始值的1/e,即0.368倍时所需的时间 [C来源;GB/T2900.25一2008,411-48-30 3.26 交轴瞬态开路时间常数quadraturcaxistransientopen-eireuittimeconstant 电机在额定转速下运行,当运行条件产生突变后,由于交轴磁通所产生的电枢绕组开路电压的渐变分量衰减到其初始值的1/e,即0.368倍时所需的时间 [来源;GB/T2900.25一2008,411-48-32] 3.27 交轴瞬态短路时间常数quadrature-axistransientshort-cireuittimeconstant 电机在额定转速下运行,当运行条件产生突变后,交轴短路电枢绕组电流的渐变分量衰减到其初始值的1/e,即0.368倍时所需的时间 [来源:GB/T2900.25一2008,4l1-48-33 3.28 交轴超瞬态开路时间常数quadraturaxissub-transientopen-eireuittimeconstant 电机在额定转速下运行,当运行条件产生突变后,由于交轴磁通所产生的电枢绕组开路电压的迅变分量衰减到其初始值的1/e,即0.368倍时所需的时间 [来源:GB/T2900.25一2008,411-48-3] 3.29 交轴超瞬态短路时间常数quadraturaxissub-transientshorteireuittimeconstant 电机在额定转速下运行,当运行条件产生突变后,交轴短路电枢绕组电流在开始几周内出现的迅变分量衰减到其初始值的1/e,即0.368倍时所需的时间 [来源:GB/T2900.25一2008,411-48-35]
GB/T1029一2021 3.30 单位加速时间 uniaccelerationtime 在加速转矩等于额定有功功率与额定角速度之比并保持不变的情况下,电机旋转部件自静止加速到额定转速所需的时间 [[来源:GB/T2900.25一2008,411-48-15] 3.31 储能常数storedeneryconstant 额定转速运行的转子中储存的动能与额定视在功率之比 3.32 额定励磁电流 ratedeXcitationcurrent 电机在额定电压、额定电流、额定功率因数和额定转速下运行时,励磁绕组中的电流 3.33 额定电枢短路电流时的励磁电流 exeitationcurrent，correspondingtotheratedarmatureshort circuitcurrent 电机电枢(一次)绕组短路,保持额定电枢电流在额定转速下运行时,励磁绕组中的电流 3.34 额定电压调整率ratedvoltageregulation 转速和励磁电流不变,从额定运行状态切换到电枢开路的无负载状态时电机端电压的变化 3.35 频率响应特性frequeneyresponseeharaeteristies 额定供电频率下,除非另有规定，一组对应于转差率(slp)的特性曲线或者是由相关的复导纳或其复阻抗的倒数(或者他们的组合)来表达的分析式符号下列符号适用于本文件 f;频率,单位为赫兹(Ha) f;额定频率,单位为赫兹(H2 G(js);励磁因数频率响应特性复数 H;储能常数,单位为秒(s) I，i;电流,单位为安培(A I我;额定电枢短路电流时的励磁电流,单位为安培(A) IN;额定励磁电流,单位为安培(A I、;额定电流,单位为安培(A) K .;短路比 b,温度修正系数 n:工作转速,单位为转每秒(r/s) P;功率,单位为瓦特(w P ;空载输人功率,单位为瓦特(w) P;输人功率,励磁功率除外,单位为瓦特(w P.:输出功率,单位为瓦特(W 1 本文件所述的测试中,除非另有注明,P和P分别指输人电功率和输出机械功率
GB/T1029一2021 尸:电刷电损耗,单位为瓦特(w P ;励磁回路损耗,单位为瓦特(w PE;他励的励磁功率,单位为瓦特(w P团;励磁机损耗,单位为瓦特(w Pa:电功率,励磁功率除外,单位为瓦特(w P;励磁绕组损耗,单位为瓦特(w Pa;铁耗,单位为瓦特(w Pw;风摩耗,单位为瓦特(w ;恒定损耗,单位为瓦特(w Pu;负载杂散损耗,单位为瓦特(w Ph.机械功率,单位为瓦特(w) P;短路损耗,单位为瓦特(w) .:定子绕组损耗,单位为瓦特(W P;总损耗,单位为瓦特(W R;绕组电阻,单位为欧姆Q R;端电阻平均值,单位为欧姆(n) ;相电阻平均值,单位为欧姆Q R 1p" 零序电阻,单位为欧姆(Q R o》 ;正序电枢绕组电阻,单位为欧姆(Q) R 1 R ;负序电阻,单位为欧姆(Q) R.;电枢直流电阻.单位为欧姆(Q Ri;励磁绕组直流电阻,单位为欧姆(Q) s:转差率,转差除以同步转速的标么值 ;额定视在功率,单位为千伏安(kVA) S T;机械转矩,单位为牛顿米(Nm) T 转矩修正值,单位为牛顿米(Nm) Ta:转矩测试装置的读数值,单位为牛顿米(Nm U、:额定电压,单位为伏特( V U,u;电压,单位为伏特(V) "零序电抗,单位为欧姆(Q) X;正序电抗,单位为欧姆(Q) 负序电抗,单位为欧姆(Q) Y:直轴同步电抗,单位为欧姆Q) 直轴瞬态电抗,单位为欧姆(Q) x":直轴超瞬态电抗,单位为欧姆(Q ,;保梯(Potier)电抗,单位为欧姆(Q X,;交轴同步电抗,单位为欧姆(Q 交轴瞬态电抗,单位为欧姆(n) x";交轴超瞬态电抗,单位为欧姆(Q) X ;电枢漏抗,单位为欧姆(Q) x (s):直轴电抗频率响应特性复数 X.(js);交轴电抗频率响应特性复数 Z:阻抗,单位为欧姆(n
GB/T1029一2021 Z、:额定阻抗,单位为欧姆(Q) U、;额定电压调整率,单位为百分数(%) o:功角,单位为弧度(rad) .;电枢短路时间常数,单位为秒(s) t" 直轴短路等效阻尼绕组时间常数,单位为秒(s) 直轴开路等效阻尼电路时间常数,单位为秒(s) [轴瞬态短路时间常数,单位为秒(s) 轴瞬态开路时间常数,单位为秒(s) 由瞬态短路时间常数,单位为秒(s 交轴瞬态开路时间常数,单位为秒(s) ":直轴超瞬态短路时间常数,单位为秒(s " ;直轴超瞬态开路时间常数,单位为秒s -":交轴超瞬态短路时间常数,单位为秒(s) ;交轴超瞬态开路时间常数,单位为秒() p: r;单位加速时间,单位为秒(s) 基本要求 5.1试验时电机的状态为使试验条件达到等同于或非常接近于正常运行工况,试验应在主要部件已安装就位,装配完成的电机上进行注1:最好的方法是从连续生产的产品中随机选取电机而不作特殊考虑如果在类似设计的电机上的附加试验表明,经足够长时间运转以后摩擦损耗可忽略不计,则试验时密封件可拆除注2，轴承和/或内部密封件在经过足够长时间的运转后会减少摩擦,因此,试验前电机宜运转一段时间组成一套试验程序的各分项试验应按所列顺序进行,这些试验不必一项紧接着一项立即进行然而,如果这些分项试验延迟进行,则在获得试验数据之前,应重新达到规定的热状态对电刷可调的电机,电刷应放置到相应的规定定额的位置轴承的损耗基于轴承运行的温度、润滑油的类型以及润滑油的温度当轴承需要独立的润滑系统时其损耗宜单独列出电机带有推力轴承的情况下,应仅将电机自身产生的那部分推力轴承损耗包含在总损耗中,推力负载产生的摩擦损耗是否计人总损耗可根据协议如果被试电机是直接流体冷却,则轴承损耗分布在被试电机及与其机械耦在一起的其他设备上,例如涡轮机,轴承损耗的分布与其旋转部件的质量成正比例;如果不是直接流体冷却,则轴承损耗的分布应按照协议认可的经验公式来确定 5.2供电电源 5.2.1 电压电源电压应符合GB/T755一2019中7.1、7.2,7.3的要求 5.2.2频率测量过程中,电源频率平均值变化应在试验所需频率的士0.1%范围内
GB/T1029一2021 5.3测试仪器 5.3.1 一般要求环境条件应在仪器制造商给出的规定范围之内,宜根据仪器制造商的说明书进行温度修正宜采用数字仪器模拟仪器的准确度通常以满量程的百分数表示,因此,应根据实际情况尽量选择小的量程仪器特别是电流传感器的满量程应与被试电机的功率相匹配模拟仪器的观测读数宜在满量程的2/3以上部分在进行电机负载试验中,输出功率和其他测量的参量会不可避免地缓慢波动,因此,各个试验点均应采用合适的数字仪器在不超过15、的若干波动周期内采样较多(通常几百个)的数据,利用平均值确定效率 5.3.2 电量测量仪试验时采用的测量用仪器及其附件,如测量互感器、分流器和电桥,应具有IEC60051规定的0.5 级准确度直接法确定效率试验时,电量测量仪应具有IEcC60051规定的0.2级准确度,在功率因数为 1.0时总不确定度应达到0.2级.如使用有互感器或传感器,应包插其所有误差除非另有说明,本文件所述三相线电流和电压均采用算术平均值 5.3.3转矩测量转矩测试设备应至少具有0.2级准确度,测量的最小转矩值应不小于其标称转矩的10%,如果转矩测试设备具有更高的准确度,则允许转矩测量范围相应扩大注如准确度等级为0.1级,则意味着允许最小测试转矩为其标称转矩的5% 电机电力测功机负载电机内联转矩传感器带支架结构图1转矩测量当采用带有底座支架结构的测功机方式测取电机轴转矩时(见图1),应进行转矩修正试验以补偿负载设备的轴承摩擦损耗,这也适用于转矩测试设备与被试电机输出轴之间有轴承的情况电机的转矩T按公式(1)计算 T=T +T 式中 T 负载试验中转矩的读数,单位为牛顿米(Nm); T 摩擦损耗的转矩修正值,单位为牛顿米(Nm) 应注意转矩传感器的温度,如靠近转子,则温度可高于环境温度,对总体不确定度将产生明显的影响,这种情况下,不确定度应控制在满量程的0.15%,如果无法保证,则应进行温度修正宜使用弹性联轴器并将轴系对准以尽可能减少寄生负载
GB/T1029一2021 5.3.4转速和频率测量测量频率的仪器应有满量程士0.1%的准确度转速测量仪的准确度宜在0.1r/min以内注:转速单位为;min1=s1×60o 可采用频闪法或转速计(机械或电的)测量转速,当电机和其他电机一起或自行运转于同步状态时可采用频率计来测量转速 5.3.5温度测量测量温度的仪器应有士1K的准确度 5.3.6其他测量直流电阻的仪器应至少具有0.2级准确度示波测量仪和其他记录仪应考虑到被试电机的定额来选择适当的准确度 5.4电阻 5.4.1一般要求直流电阻应在转子静止时在绕组终端直接测量电枢绕组电阻应每相分别测量若因某些原因,相电阻不能直接测量,则应在电枢绕组每一对接线端之间进行测量应记录测试仪器的识别号,以便在热试验中使用同一测试仪器 5.4.2试验电阻绕组电阻R的单位为欧姆(Q),是端电阻的平均值,宜用恰当的方法测定检查试验时,每一个电阻可测量一次 R表示励磁绕组电阻励磁绕组的直流电阻应在绕组引至集电环的接线端或集电环表面测量,自励恒压发电机励磁装置绕组的直流电阻应在绕组的出线端上单独进行测量热试验结束时电阻的测定应按GB/T755一2019中8.6.2.3.3所述的外推法,用尽可能短的时间而非GB/T755一2019的表6中规定的时间间隔,然后外推到零绕组试验温度应按5,4.3确定 5.4.3绕组温度绕组试验温度应按下述一种方法确定(按所列排序): 由5.4.2所述的外推法求得的额定负载试验电阻R、来确定; a 注:用于检查试验的电机不能拆卸,则可采用测试电阻的方法来代替测试绕组温度 b 由埋置检温计(ETD)或热电偶直接测得; c 根据同一结构和电气设计的完全相同的电机按a)所得的温度来确定; 若无负载能力时,可按GB/T21211来确定; d e 当不能直接测量额定负载试验电阻R、时,应假定绕组温度等于表1中列出的额定热分级下的基准温度
GB/T1029一2021 表1基准温度基准温度绝缘结构热分级 130(B) 95 155(F) 115 180(H) 35 如按照低于结构使用的热分级规定额定温升或额定温度,则应按较低的热分级规定其基准温度 5.4.4修正到基准冷却介质温度试验中记录的绕组电阻值应修正到25C标准基准冷却介质温度绕组电阻的温度修正系数按公式(2)确定 235十0.十25- k0= 235十0 式中绕组温度修正系数; -试验时人口处冷却介质温度,单位为摄氏度(C); -按5.4.2确定的绕组温度,单位为摄氏度(C); 对铜绕组,温度常数为235 对铝绕组,则为225 对以水为初级或次级冷却介质的电机,水的基准温度应按GB/T755一2019中表5的规定为 25C 也可为根据协议规定的其他数值 5.5励磁回路 5.5.1励磁机的类型及励磁机损耗根据以下励磁系统类型,确定励磁机损耗P(w) 轴带励磁机 a 直流或交流励磁机由主机的轴直接或通过齿轮驱动如果主机是同步电机,通过集电环和电刷向磁场绕组供给励磁功率该类型励磁系统励磁机损耗等于从励磁机轴上吸收的功率(扣除风摩耗)加上励磁绕组端从他励电源吸收的电功率PE减去励磁机输出端输出的有功功率励磁机输出端输出的有功功率等于按5.5.2确定的励磁绕组损耗加上按5.5.4确定的电刷电损耗(对同步电机注1:如励磁机可脱开并单独试验,其损耗可按7.2.3,2.1确定凡励磁机使用独立辅助电源励磁,此励磁机的损耗中还包括辅助电源的损耗,除非此损耗已经计人主机的辅助损耗 b 无刷励磁机与主机机械连接的交流励磁机直接通过旋转整流器向磁场绕组供电,无需集电环和电刷励磁机可是同步发电机或是感应发电机同步励磁机的励磁功率可由直接机械连接的永磁交流辅助励磁机供给,或由主机定子槽中 [同e)]辅助(二次)绕组,或者静止电源供给感应励磁机与可变电压交流电源连接该类型励磁系统励磁机损耗等于励磁机轴端吸收的功率,扣除风摩耗(如对主机和励磁机组做相关试验),加上磁场绕组或定子绕组(对感应励磁机)从独立电源(如有)吸收的电功率PE" 10
GB/T1029一2021 减去励磁机在旋转整流器输出端提供的有功功率注2:如励磁机可脱开单独试验,其损耗可按7.2.3.2.1确定凡励磁机用独立辅助电源励磁,此励磁机的损耗中还包括辅助电源的损耗,除非此损耗已经计人主机的辅助损耗独立旋转励磁机由独立的电动发电机组中的直流或交流发电机向主机的磁场绕组提供励磁电流该类型励磁系统励磁机损耗是驱动电机吸收的功率加上独立辅助电源吸收的功率(包括由独立电源提供给驱动和被驱动电机励磁绕组的功率),与按5.5.2和5.5.3确定的励磁输出功率励磁机损耗可按7.2.3.2.1确定静止励磁系统(静止励磁机 d 由静止电源如电池或独立电源供电的功率变流器给主机的磁场绕组提供励磁功率该类型励磁系统励磁系统损耗等于励磁系统从电源吸收的电功率加上独立辅助电源提供的功率与按5.5.2和按5.5.3规定的励磁输出功率之差包括此变压器的损耗注3:如系统由变压器供电,励磁机损耗还包辅助绕组励磁(辅助绕组励磁机交流发电机的励磁功率由主机定子槽中利用基波或谐波磁场能量的辅助二次)绕组,通过整流器集电环和电刷供给磁场绕组该类型励磁系统励磁机损耗是辅助(次级)绕组的铜耗和由谐波磁通增量产生的附加铁耗之和附加铁耗是辅助绕组加载时和无载时的损耗差注4:由于难于分离励磁部件的损耗,因此,宜在确定所有损耗时将这些损耗视作定子整体损耗一部分对于c)和d),未考虑励磁电源如有)内部损耗、电源和电刷之间连接线或者电源和励磁绕组线端之间连接线的损耗由b)到e)所述的单元构成的系统提供励磁,则励磁机损耗应包含该类型励磁机的相关损耗 5.5.2励磁绕组损耗及励磁回路测量励磁绕组损耗等于励磁电流1 和励磁电压U 的乘积电压U 和电流I 的确定取决于励磁系统见5.5.1)的型式适用时,试验数据应按如下要求记录: 对由轴带的、独立旋转的、静止的和辅助绕组励磁机励磁的电机[见5.5.1的a)、e),d)和e)]， a 电压U 和电流I 的测量: 在直流电机的励磁绕组出线端; 1 在同步电机的磁场绕组集电环上 2 对无刷励磁机励磁的电机[见5.5.1的b],试验数据应按以下一种方法记录 b 用连接到磁场绕组末端的辅助(临时的)集电环测量电压U 根据电压和电阻R 求取磁场烧在组瓶!-长-是磁场绕组的电阻在电机切断电源后,按5.4.2用外推法测得 22 可使用适合于直接测量磁场绕组电流的功率集电环测量电压U 和电流1. 注:U 和U之间的差值(电压降)在实际中几乎忽略电压和电流应在温度稳定后测量励磁回路损耗P 按7.2.3.2.1确定 5.5.3他励励磁功率独立电源供电的励磁功率PE(w)是 5.5.la)和5.5.1b)型励磁机的励磁功率直流或同步励磁机)或定子绕组输人功率感应励磁 1
GB/T1029一2021 机),包括了一部分励磁机损耗尸在感应励磁机中损耗更大些),而大部分尸通过轴提供; -5.5.le)和5.5.1d)型的励磁机,等于励磁回路损耗,PE=P -5.5.le)型励磁机,尸E=0,励磁功率完全由轴提供,对永磁电机,同样PE= =0 5.5.4励磁回路电刷电损耗励磁回路电刷电损耗P,(w)确定如下按正极或负极中的每个电刷指定的电压降确定,见公式(3) 3 P=2XU×！式中按15.26确定的励磁绕组电流,单位为安培(A); U -不同类型电刷的每电刷电压降,单位为伏特(V) 1.0V;炭质,电石墨或石墨电刷 0.3V;金属炭质混合电刷 5.5.5励磁回路损耗励磁回路损耗P.(w)等于励磁机的损耗(见5.5.1),励磁绕组损耗(见5,5.2)和同步电机的电刷如有)电损耗(见5.5.4)之和 6 -般性试验 6.1绝缘电阻的测定 6.1.1绕组对机壳及绕组相互间绝缘电阻的测定 6.1.1.1测量时电机的状态测量电机绕组的绝缘电阻时,应分别在实际冷状态和热状态(或热试验后)下进行检查试验时,如无其他规定,允许在实际冷状态下进行测量测量绝缘电阻时应同时测量并记录绕组温度,在实际冷状态下测量时可取周围介质温度作为绕组温度 6.1.1.2绝缘电阻表的选择测量绕组对机壳及绕组相互间的绝缘电阻,应根据被测绕组的额定电压按表2选择绝缘电阻表表2绝缘电阻表的选择单位为伏特被测绕组额定电压U 绝缘电阻直流测量电压 500 U1000 100012000 10000 6.1.1.3测量方法测量绕组绝缘电阻时,如各相绕组的始末端均引出,则应分别测量各绕组对机壳及绕组相互间的绝 12
GB/T1029一2021 缘电阻,这时不参加试验的其他绕组和埋置检温计等元件应与铁芯或机壳作电气连接,机壳应接地如三相绕组已在电机内部连接仅引出三个出线端时,则测量所有连在一起的绕组对机壳的绝缘电阻测量水内冷绕组的绝缘电阻时,应使用专用的绝缘电阻测量仪,在绝缘引水管干燥或吹干的情况下,可用普通绝缘电阻表测量不能承受绝缘电阻表高压冲击的电器元件(如半导体整流器,半导体管及电容器等)应在测量前将其从电路中拆除或短接测量时,应在试验电压施加1nmin后读取数据,并记录绕组温度若测量吸收比R/Ris,则应测取15、和60s时的绝缘电阻若测量极化指数Rm/R,则应测取1nmin和10min时的绝缘电阻绝缘电阻测量结束后,每个回路应对地放电 6.1.2其他绝缘电阻的测定 6.1.2.1轴承绝缘电阻的测定轴承绝缘电阻用不大于1000V的绝缘电阻表测量 6.1.2.2埋置检温计绝缘电阻的测定埋置检温计绝缘电阻按JB/T10500.1的规定测定 6.1.2.3加热器绝缘电阻的测定加热器绝缘电阻按JB/T7836.1的规定测定 6.2绕组在实际冷状态下直流端电阻和相电阻的测定 6.2.1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(或埋置检温计)测量电机绕组、铁心和环境温度,所测温度与冷却介质温度之差应不超过2K,对大中型电机,温度计应有与外界隔热的措施，且放置温度计的时间应不少于15nmin 测量电枢绕组和辅助绕组(如自励恒压发电机谐波绕组等)温度时,应根据电机的大小,在不同部位测量绕组端部和绕组槽部的温度(如有困难时可测量铁心齿和铁心轭部表面温度),取平均值作为绕组的实际冷状态下温度测量凸极式电机的励磁绕组温度时,可在绕组表面若干处直接测量温度,取其平均值作为绕组的实际冷状态下温度测量隐极式电机的励磁绕组温度时,应测量绕组表面的温度,有困难时可用转子表面温度代替,对大中型电机,测点应不少于三点,取其平均值作为绕组的实际冷状态下温度测量自励恒压发电机的励磁装置绕组(如变压器、,电抗器绕组等)温度时,应用温度计测量铁心或绕组的表面温度作为绕组的实际冷状态下温度对于液体直接冷却的绕组在通液体的情况下,可在绕组进、出口处液体的温度之差不超过1K,铁心温度与环境温度相差不超过2K时,取绕组进出口液体温度的平均值作为绕组的实际冷状态下温度 6.2.2绕组直流端电阻的测定 6.2.2.1 概述绕组出线端U与V.V与w.、w与U间的直流电阻称为端电阻,分别记为R.、.R、租R 绕组直 13
GB/T1029一2021 流端电阻可用电桥法、微欧计法、直流电压表-电流表法或其他方法测量 6.2.2.2电桥法使用电桥测量时,每一电阻应测量三次,每次应在电桥重新平衡后测取读数每次读数与三次读数的算术平均值之差,应不超过平均值的士0.5%,取其平均值作为电阻的实际值如绕组的端电阻在1Q及以下时,应用开尔文[双]电桥测量 6.2.2.3微欧计法当采用自动检测装置或数字式微欧计等仪表测量绕组端电阻时,通过被测绕组的试验电流应不超过其正常运行时电流的10%,通电时间不应超过1min 若电阻小于0.01Q,则通过被测绕组的电流不宜太小 6.2.2.4直流电压表-电流表法电压表-电流表法原理接线图见图2 图2a)适用于电压表内阻与被测电阻之比大于200,图2b)适用于电压表内阻与被测电阻之比小于200 测量时,所加电流不应超过绕组额定电流值的10%,每次通电时间不超过1min 测量时应同时读取电流值和电压值每一电阻至少在三个不同电流值下进行测量每个测量值与几次测量值的算术平均值之差应不大于平均值的士0.5%,取其平均值作为被测电阻的实际值测量值标引序号说明 R -调节限流电阻; R -被测绕组端电阻; -电压表; -电流表图2电压表-电流表法原理接线图 6.2.2.5绕组初始端电阻的算术平均值绕组初始端电阻的算数平均值Ri(Q)按公式(4)计算 R1=(R十Rw十R/3 式中: RRR 按6.2.2.1的规定测得的端电阻值 6.2.2.6相电阻的计算根据测量的端电阻值,图3中的各相电阻值R.R.,R.(Q)按公式(5)公式(10)计算 14
GB/T1029一2021 对星形接法的绕组: R =Rm一R R,=R一R R =R-R 对三角形接法的绕组: R.R R 十R一R ，med R、 +R.一R RR、一十R 10 R Rw" wu Rmd一Rwm 式中 R十R十R ,单位为欧姆(Q); Rml 按6.2.2.1的规定测得的端电阻值,单位为欧姆(Q) R、Rw、R U W w R b 星形接法三角形接法图3三相绕组接法示意图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,均不大于平均值的 2%,对三角形接法的绕组,均不大于平均值的1.5%时,则相电阻平均值R,Q)可按公式(11)或公式(12)计算: 对星形接法的绕组 R 11 对三角形接法的绕组: R;= 12 式中: R -为端电阻的算数平均值,按6.2.2.5确定,单位为欧姆(Q) 6.2.3绕组直流相电阻的测定如需测定相电阻,应按8.21的规定测定绕组温度,按6.2.2.2.6.2.2.3或6.2.2.4规定的方法测量相电阻R.R,和R.单位为欧姆(n),相电阻的平均值Rn(Q)按公式(13)计算 =(R;十R,十R/3 13 R,= 15
GB/T1029一2021 6.2.4励磁绕组直流电阻的测定励磁绕组的直流电阻应在绕组引至集电环的接线端或集电环表面测量,自励恒压发电机励磁装置绕组的直流电阻应在绕组的出线端上单独进行测量 6.3轴电压测定被试电机应在额定电压,额定转速下空载运行典型的测量示意图见图4,用高内阻交流电压表先测定轴电压U,然后将转轴没有绝缘的一端与其轴承座短接双侧绝缘的转轴短接任意一侧),测另一端对轴承座的电压U.即油膜电压),再测该轴承座对地的电压U 测点表面与电压表引线应接触良好试验前应分别检查轴承座与金属垫片、金属垫片与金属底座之间的绝缘电阻标引序号说明轴承座; 绝缘垫片; 金属垫片; -绝缘垫片; 转子图4轴电压测量示意图 6.4空载特性的测定(空载饱和试验 6.4.1试验程序空载饱和试验进行如下: 被试电机用某一原动机驱动作为发电机运行;或 a b 被试电机接人交流对称三相电压(所谓对称电压,符合GB/T755一2019中7.2的规定)作为电动机轴端空载运行;或被试电机处于减速中进行空载试验时,励磁宜按电压自高到低逐步调节使用均匀分布的若干点;若可能,被试电机的电压从对应于额定负载励磁时的电压值开始,但不低于被试电机额定电压的1.3倍,下降至额定电压的 0.2倍,除非剩磁电压较高定额大于或等于10MVA的电机,试验电压宜限制在1.2倍额定电压当励磁电流减小到零时,测量发电机的剩磁电压优选采用一台校准过的直流原动机或转矩仪来进行a)试验,也可在此试验过程中确定空载损耗当使用b)试验时,也应测量电枢电流在每个电压处,都应记录最小电枢电流点的读数,此时相应的功率因数为1 16
GB/T1029一2021 当使用c)试验时,减速率不宜超过0.04倍额定转速每秒,然而,当被试电机减速率在0.02倍额定转速每秒以上时,试验中他励励磁应具有更好的稳定性在断电之前,励磁加到所需最高值,但不低于 1.3倍额定电压逐步降低励磁,且在每一步,保持励磁电流恒定的同时读取转速(频率) 应重复进行减速试验以得到需要的所有步骤同时记录 -励磁电流; 线电压; 频率或转速); 对于b)试验,对应功率因数为1时的最小电枢电流， -对于c)试验,电枢电压本试验不适用于永磁电机 6.4.2确定空载特性(饱和)y 在额定转速下以终端的电枢开路绕组电压(纵坐标轴)对励磁电流(横坐标轴)作曲线,如图5所示若剩磁电压较高,空载特性曲线与纵轴原点上方相交,则应对其进行修正为此,将空载曲线的直线部分,这部分通常称为气隙线,延长相交于横轴,横坐标轴上被延长线相切的长度表示修正值,此修正值应加到所有测得的励磁电流值上当试验频率与额定值有差异时,所有测得的电压值按公式(14)折算到额定频率 U,=U 14 式中 U -折算到额定频率时的空载电压,单位为伏特(V); U 试验时测得的空载电压(三相平均值),单位为伏特(V) U" A 图5气隙线 6.5稳态短路特性的测定 6.5.1试验程序稳态三相短路试验进行如下 17
GB/T1029一2021 被试电机用某一原动机驱动作为发电机运行;或 a D)被试电机减速试验;或 c 被试电机作为电动机运行当使用a)或b)试验时,宜尽可能地靠近电机终端进行短路,短路后施加励磁接近额定电枢电流处取一个读数优选采用一台校准过的直流原动机来进行a)试验,也可在此试验过程中确定短路损耗同步记录励磁电流和电枢线电流转速(或频率)与额定值可能会有差异,但不宜低于额定值的0.2 当使用b)试验时,减速率不宜超过0.10倍额定转速每秒,若被试电机减速率超过0.,04倍额定转速每秒,则需要他励励磁当使用e)试验时,电机以一个固定电压作为同步电动机运行,电压最好为大约1/3正常电压,但电压值最低时应能够稳定运行调节励磁电流电枢电流会相应变化宜在电枢额定电流的125%和25% 之间取》个变化步骤,且应在很低电流处取-个或两个点最大试验电流值通常设置在125%,因为定子散热问题可能不允许超出额定电流100%无损运行所以宜从制造商处获知最大试脸电流值. 各试验点按降序调节(为使定子线圈温度更均匀),记录电枢电流.电枢电压和励磁电流本试验不适用于永磁电机 6.5.2三相稳态短路特性根据试验数据,以终端测得的电枢线电流(纵坐标轴)对励磁电流(横坐标轴)作图,见图32,绘制知路特性曲线 6.6励磁机试验励磁机试验按GB/T7409.3,GB:/T10585和该类型电机规定的方法进行 6.7超速试验如各类型电机标准中无规定时,超速试验允许在冷态下进行对大型电机,允许对转子单独进行超速试验试验时,将电动机的转速提高到或为1.2倍最高额定转速或各类型电机标准中规定的转速,或规定的最高转速,历时2nmin 超速的方法有下列两种提高被试电机的电源频率 a 用原动机直接驱动或通过变速驱动被试电机 b) 超速试验时,应采取安全防护措施,尽可能远距离测量转速 6.8隐极式发电机转子匝间短路试验隐极式发电机转子匝间短路试验按JB/T8446规定的方法进行 6.9振动的测定振动的测定按GB/T10068规定的方法进行 6.10密封状态检查和漏氢测定密封状态检查和漏氢的测定按JB/T6227规定的方法进行 18
GB/T1029一2021 6.11匝间冲击耐电压试验如需进行此项试验,按GB/T22715和GB/T22719.1、GB/T22719.2规定的方法进行 6.12短时升高电压试验试验应在电机空载时进行,除下列规定外,试验的外施电压(电动机)或感应电压(发电机)为额定电压的130% 对在额定励磁电流时的空载电压为额定电压130%以上的电机,试验电压应等于额定励磁电流时的空载电压若无其他有关标准或技术文件规定,试验时间为3nmin,但以下规定除外 -对在130%额定电压下,空载电流超过额定电流的电机试验时间可缩短至1min -对强行励磁的励磁机,在强行励磁时的电压如超过130%额定电压,则试验应在强行励磁时的极限电压下进行,试验时间为1min 提高试验电压至额定电压的130%时,允许同时提高频率或转速,但应不超过额定转速的115%或超速试验中所规定的转速容许提高的转速值应在各类型电机标准中规定对磁路比较饱和的发电机,在转速增加至115%且励磁电流亦已增加至容许的限值时,如感应电压值达不到所规定的试验电压,则试验允许在所能达到的最高电压下进行 6.13工频耐电压试验 6.13.1 试验要求工频耐电压试验要求如下试验时,电压应施于绕组与机壳之间,此时其他不参与试验的绕组均应和铁芯及机壳作电气连 a 接耐电压试验应在需要进行的试验全部完成后进行 b)试验电压的频率为工频,电压波形宜接近正弦波形耐电压试验在电机静止的状态下进行试验前,应先测量绕组的绝缘电阻对额定电压在1kV以上的电机,若每相的两端均单独引出时,则应每相逐一进行试验 d 试验变压器应有足够的容量,可按下列方法选择 -对低压电动机,每1kV试验电压,试验变压器的容量应不小于1kVA 对高压电动机,当其电容量较大时,试验变压器的容量应大于公式(15)求得的计算容量 sr(kVA): S1=2TCU,U×10-" 15) 式中: 电源频率,单位为赫兹(Hz); 被试电机的电容量,单位为法拉(F); 试验电压,单位为伏特(V); U -试验变压器高压侧的额定电压,单位为伏特(V) N 对分马力电动机,每1kV试验电压,试验变压器的容量应不小于0.5kVA 额定电压在3kV及以上的电动机进行耐电压试验时,宜在试验变压器接线柱与被试绕组之间并联接人放电铜球试验电压应在试验变压器的高压侧进行测量对于额定电压为6kV及以上的电机,如果工频电源设备不能满足要求,经过协商,可用直流试验来替代,电压为根据GB/T755一2019中表17所得值的1.7倍对于水冷电枢绕组,试验在绕组通水的情况下进行时,此时汇水管应接地在不通水的情况下 g 19
GB/T1029一2021 进行时,应将绝缘引水管中的水吹干 h 试验前,应采取切实安全的防护措施,在试验过程中,如果发现电压表指针摆动很大,电流表指示急剧增加,绝缘冒烟或发生响声等异常现象时,应立即降低电压,断开电源,将被试绕组放电后再对绕组进行检查 6.13.2试验电压和时间试验电压的数值按GB/T755一2019中9.2的规定试验应从不超过试验电压全值的一半开始,然后均匀地或以每步不超过全值5%逐步增至全值,电压从半值增至全值的时间应不少于10s 全值试验电压值应符合GB/T755一2019中表17中的规定并维持1min 在试验过程中应无故障发生当对批量生产的200kW(或kVA)及以下,额定电压UN<1kV的电机进行常规试验时,lmin试验可用1s的试验代替,但试验电压值应为GB/T755一2019中表17规定值的130%. 6.13.3工频耐电压试验方法试验接线原理图见图6(转子耐电压试验接线参见此图),其中球隙和球径按高压电气设备绝缘试验电压和试验方法的规定选择,球隙的放电电压应调整到试验电压的1.1倍~1.15倍如果需测量电容电流,可在试验装置高压侧接人电流表和与电流表并联的短路保护开关如电流表接在低压侧则应注意杂散电流对读数的影响 TM A 标引序号说明 -调压变压器" -高压试验装置 -电压互感器限流保护电阻,其值一般为0.2n/V1n/V R 球隙保护电阻低压电机不接),其值一般为1Q/V; 过电压保护球隙(低压电机不接); -电压表; -电流表 TM -被试电机图6工频耐压试验原理图 6.14电枢绕组绝缘直流泄漏电流试验及直流耐压试验 6.14.1一般要求当电枢三相绕组各相或各支路始末端单独引出时,应分别对地进行泄漏电流试验在绕组一相或 20
GB/T1029一2021 一个支路进行试验前,其他两相绕组或其他支路均应接地,如果三相绕组的中性点连在一起不易分开时,则允许三相绕组一起试验试验时应记录电枢绕组温度,环境温度和湿度直流泄漏电流试验的最高电压即为直流耐压试验值,该值由有关的技术文件规定 6.14.2试验方法 6.14.2.1空冷或氢冷电枢绕组试验接线如图7所示 TM 上标引序号说明: -调压器; -高压试验装置; -限流保护电阻,其值为0.1Q/V1Q/V; -高压整流硅堆; -高电压测量装置; uA -微安表; K -闸刀开关 TM 被试电机; 高压滤波电容图7空冷或氢冷电枢绕组直流耐压试验原理图试验时,应使调压器电压在最低位置,通电后调节调压器,均匀升压试验过程中电压应逐段上升例如0.5U、1.0UN、1.5U至规定值每升到一个阶段停留1min,并记录每阶段电压开始和 1nmin时微安表的电流值(即泄漏电流值) 试验完毕,将调压器退回原位,切断电源,并将绕组放电后接地待放电完毕后,再对另一绕组进行试验在试验过程中,如发现泄漏电流随时间急剧增长或有异常放电现象时,应立即停止试验并断开电源,将绕组放电后接地再进行检查根据试验数据,绘制泄漏电流与试验电压的关系曲线在高压侧接人电流表与电流表并联的短路保护开关,测量时应保证人身安全如电流表接在低压侧,则应注意杂散电流对读数的影响 6.14.2.2水内冷电枢绕组试验接线如图8所示高压滤波电容器c(F)的选择,应使时间常数满足公式(16)所述条件 (16 T~CR,>0.3s 式中: R 被试绕组与汇水管间的绝缘电阻,单位为欧姆(Q). 21
GB/T1029一2021 M 上汇水管标引序号说明: -调压变压器！ -高压试验装置; -限流保护电阻,其值为0.1n/Vln/V, D -高压整流硅堆; -微安表; 1A 闸刀开关; Ty -被试电机; -高压谴波电容器 -高电压测量装置低压滤波电容器; 电感扼流圈 -1.5V电池; R -100k炭膜电阻; kn电位器; R -500 mA -监视用毫安表图8水内冷电枢绕组直流耐压试验电枢绕组在通水条件下进行试验时,水质电导率应不大于1.54s/em,每次试验前,先调节电位器 R,,取得一个与极化电势极性相反,数值相等的补偿电势,使微安表指示为零接着测量试验设备的空试直流泄漏电流(不接被试品时的微安表读数) 接被试品后的操作方法同6.13.1 实际直流泄漏电流I(uA)按公式(17)计算一hx(一是)- (17 式中微安表读数,单位为微安(4A); ！扼流线圈电阻和微安表内阻串联电阻值,单位为欧姆(Q); R 电枢绕组在试验状态接线时测出的汇水管对地电阻值,单位为欧姆(Q); R 试验设备空试直流泄漏电流,单位为微安(4A) 在电枢绕组吹水后进行试验时,试验方法与电枢绕组通水时基本相同,此时不需采用补偿电势如进行水压试验,应在该试验后进行 6.15总谐波畸变量(THD)的测定交流电机应进行型式试验以确定TH符合GB/T755一2019的9.11.2的要求电机在空载发电机状态下运行,电枢绕组开路,调整转速,电压为额定值后测定被测电枢电压可 22
GB/T1029一2021 用分压器或电压互感器降低电压后进行测量,在使用分压器、电压互感器时,注意使波形不失真频率测量的范围应包括从额定频率至100次谐波在内的所有谐波根据试验条件,可选下面任一种方法测定: 用波形畸变量测量仪连同其专门的线路直接测定; aa b 测量每一单个谐波,然后根据测得的数值用公式(18)进行计算 18 THHD 式中: 谐波次数电机端子处第n次谐波的电压幅值与基波电压幅值之比; un =100 k 6.16噪声的测定噪声的测定按GB/T10069.1规定的方法进行效率测定 7.1概述 7.1.1直接法和间接法确定效率试验可归纳为下述三类测量单台电机的输人-输出功率包括测量电机输人的电功率或机械功率和输出的机械功率 a 或电功率对两台完全相同的对拖电机,测量其输人和输出电功率可不必测量此两台电机输人或输出 b 的机械功率测量特定条件下电机的实际损耗，一般不是指总损耗而是包含了部分损耗分量 c 确定电机效率的试验方法是基于若干假设条件的,因此,不宜对不同试验方法得到的效率值进行比较 7.1.2不确定度本文件所述不确定度指确定效率真值的不确定度,反映了试验方法和试验设备的差异虽然不确定度值宜用数值来表示,但这个数值需要有足够多的试验来确定其具有代表性和可比较性优选方法和客户特定协议试验,现场试验、检查试验的方法 7.1.3 制定确定效率的详细规则是困难的,试验方法的选择基于所需的数据、所要求的精度、相关电机的类型和规格以及现场可用的试验设备(电源、负载或驱动电机. 本文件将确定效率和各项损耗的试验方法分为优选方法和客户特定协议试验、现场试验、检查试验的方法 7.1.4确定大电机各项损耗的专用试验方法当电机负载或者尺寸超过7.1.3所述的试验能力时,可使用以下试验方法进行试验,这些方法适用于满载试验无法实施的时候,其测试结果具有较高的不确定度注:当大型电机采用其他方法试验时导致设备成本不经济,可采用以下方法进行试验; 校准电机法; 23
GB/T1029一2021 自减速法; 量热法 7.2优选试验方法 7.2.1概述本文件规定了三种不同的在适用范围内为低不确定度的优选试验方法，见表3和表4,根据被试电机的机座号和定额来选用特定试验方法及以下所有电方法2-1-2A:用测功机直接测量输人功率和测量输出功率,适用于机座号180 mm 机和任意定额的永磁电机方法2-1-2B,带有满负载试验的各分项损耗求和,其中负载杂散损耗采用短路试验来确定适用于机座号180mm以上额定输出功率2Mw及以下的所有电机方法2-1-2C;无满负载试验的各分项损耗求和,其中负载杂散损耗采用短路试验法来确定适用于额定输出功率为2Mw以上的所有电机表3电励磁同步电机优选试验方法编号方法简述章条号适用范围设备需求电机规格满负载容量 2-1-2A 7.2.2 输人-输出法测量转矩 H<180 的测功机电机规格各项损耗求和,额定负由短路试验确定负载杂 2-1-2B 7.2.3 H>180且额定输出满负载机组载试验和短路试验散损耗Pa 功率为2Mw及以下由保梯图,AsA图,瑞典各项损耗求和,无需额额定输出功率为2Mw 图确定励磁电流; 2-1-2c 定负载试验,短路试验 7.2.4 由短路试验确定负载杂散以上的电机确定负载杂散损耗P 损耗P 注:H指轴中心高轴中心线至底脚的距离),单位为毫米(mm) 表4永磁同步电机优选试验方法适用范围设备需求编号方法简述章条号满负载容量 2-1-2N 输人-输出法测量转矩 7.2.2 所有定额的测功机 7.2.2方法2-1-2A输入-输出法 7.2.2.1 概述本试验方法测取电机轴端的转矩和转速以确定其机械功率P,试验中同时测取其定子的电功率Pa 这一程序也适用于永磁同步电机输人输出功率按公式(19)、公式(20)或公式(21、公式(22)计算(见图9) 电动机运行时: 19 P=P 20 P=尸m6 24
GB/T1029一2021 发电机运行时: 21 P=尸man P=P 22 P. hT,n 图9转矩测量试验原理图应用本方法确定效率的流程图见图10 直接测量测功机试验效率图10方法2-1-1A确定效率的流程图 7.2.2.2试验程序将被试电机与测功机或带有转矩仪的负载机连接在一起,施加需要的负载记录:U,I,Pn,T,0. 需要励磁时,按5.5.2继续进行 7.2.2.3确定效率效率按公式(23)计算: 23 -万十式中: P和P，按照7.2.2.1确定,其中机械功率P按公式(24)计算 Pmh=2r×TX" 24 式中: P 他励励磁功率,单位为瓦特(w),按5.5.2确定 '1B 注:励磁回路损耗不由P提供,就由轴机械功率提供 7.2.3方法2-1-2B额定负载试验和短路试验的各项损耗求和 7.2.3.1概述本方法是通过各项损耗求和确定电机效率各分项损耗分别为:铁耗、风摩耗、定子和转子绕组损 25
GB/T1029一2021 耗、励磁回路损耗、负载杂散损耗这一程序不适用于永磁同步电机应用本方法确定效率的流程图见图11 间接测量确定各分项损耗环境温度下绕组电阻 7.2.3.2.1额定负载热试验负载损耗定子和转子绕组损耗含温度修正励磁回路损耗 7.2.3.2.2空载试验恒定损耗风摩耗和铁耗 7.2.3.2.3短路试验负载杂散损耗总损耗7.2.3.3 效率图11方法2-1-2B确定效率的流程图 26
GB/T1029一2021 7.2.3.2试验程序 7.2.3.2.1 额定负载热试验负载试验开始前,在环境温度下测取被试验电机的绕组电阻和温度被试电机应供给电源以合适的方式施加额定负载,并运行至热平衡(变化率不大于1K/30n min 在额定负载试验最后,记录至少3组试验结果的平均值 P、,U、I、f、及上述试验过程中: 按5.4.2确定的额定负载绕组电阻,单位为欧姆(Q): 按5.4.3确定的额定负载绕组温度,单位为摄氏度(C) 励磁系统的各项值按5.5.2确定定子绕组损耗定子绕组损耗按公式(25)计算 25 P,=1.5×1'×Rm 式中: Rn 按5.4.2确定,端电阻平均值,修正到初级基准冷却介质温度25C,单位为欧姆(Q) 励磁绕组损耗磁场绕组损耗按公式(26)计算 P=IxU 26 电刷电损耗按正极或负极中的每个电刷指定的电压降确定,见5.5.4 励磁机损耗将励磁机与主机分离(如果可能),然后把励磁机连接至转矩测量设备,按输人输出法确定输人机械功率,或 a b)校准过的驱动电动机.测量电动机输人电功率将励磁机(当同步电机经由集电环励磁时)接到合适的阻性负载上在额定负载时的电压U 和电流1 下无励磁运行励磁机记录 -额定负载点的U.,I.,P把,n,TE; TE.(励磁机无励磁时的转矩) 励磁机损耗按公式(27)计算 P:a=2Tn(Tg一TE,0十PE一P 27 当励磁机不能与电机分离,励磁损耗应由制造商提供总励磁损耗按公式(28)计算 P =P十P十P 28 7.2.3.2.2空载试验被试电机可独自作为电动机运行来进行测试,或与驱动电机对接作为发电机运行(轴端驱动功率的转矩按输人输出法测量空载试验应在电机额定负载试验后热态下立即进行如不具备条件,也可在冷态下开始,但是电机在额定频率和电压通过调节励磁电流)下空载损耗应稳定,而且作为单台电动机运行时功率因数应为1(电枢电流最小) 27

三相同步电机试验方法GB/T1029-2021

三相同步电机作为一种重要的旋转电机，广泛应用于工业生产中，对其进行试验以保证其正常运行十分必要。而GB/T1029-2021标准则详细规定了三相同步电机试验的各项内容，在试验中起到了重要的指导作用。

一、试验对象

根据标准规定，三相同步电机试验的对象包括各种功率和类型的三相同步电动机，但不包括可调速电动机和特殊电动机。

二、试验环境

试验环境是指在试验过程中，三相同步电机所处的环境条件。标准要求，试验环境应符合下列要求：

温度：20℃±5℃
湿度：相对湿度不大于85%
海拔高度：不超过1000m
电源：交流电220V±10%，50Hz±1Hz

三、试验内容

该标准规定了三相同步电机试验的各项内容，包括：

试验前检查
空载试验
定负荷试验
短路试验
绕组电阻测量
绝缘电阻测量
电动机效率测定
启动性能试验

四、试验要求

该标准对上述试验内容还规定了相应的试验要求，如空载试验时，电动机不得超温、无异常噪音等；定负荷试验中，电动机额定负载时转速应在额定值附近；短路试验时，电动机不得有明显损伤等。

五、试验结论

通过以上试验，可以得出三相同步电机的试验结论。该结论可作为三相同步电机出厂前的质量评定依据，也可以用于现场检测和故障分析。

总之，GB/T1029-2021标准中关于三相同步电机试验方法的规定十分详细，试验人员在进行试验时应严格按照标准要求执行，以确保试验结果的准确性和可靠性。