外转子电动机试验方法

外转子电动机试验方法

国家标准 GB/T22671一2008 外转子电动机试验方法 Iestproeeduresforwithexternalrotormotors 2008-12-31发布 2009-11-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管蹬委员会国家标准
GB/T22671一2008 目 次 前言 范围 规范性引用文件 安装方法与要求 试验要求 试验电源 测量仪器 测量 5 1电压测量 功率的测量 5. .3 转矩的测量 5.！转速或转差率的测量 5.5转差率对温度的修正 5.0 温度测量 试验准备 绝缘电阻的测定 6 6.2绕组在实际冷状态下直流电阻的测定 空载试验 温升试验 效率和功率因数的测定 9.1效率的测定 9.2功率因数的测定 堵转转矩和堵转电流 10 短时过转矩试验" 超速试验 12 I 耐电压试验 13.1试验要求 13.2试验电压和时间 匝间冲击耐电压试验 14 11 泄漏电流的测定 16转动惯量的测定 1n 湿热试验 18 噪声的测定 19振动的测定
GB/T22671一2008 前 言 本标准参考采用了GB/T9651一2008《单相异步电动机试验方法》,GB/T1032一2005《三相异步电 动机试验方法》、GB/T131l一2008《直流电机试验方法》等标准的有关条款 本标准编写格式遵照GB/T1.1一2000的规定 本标准由电器工业协会提出 本标准由全国旋转电机标准化技术委员会(SAC/TC26)归口 本标准主要起草单位:广州电器科学研究院、卧龙电气集团股份有限公司、横店集团联宜电机有限 公司、河北五洲集团有限公司、佛山市南海区九洲普惠风机有限公司、江门金羚风扇制造有限公司 本标准主要起草人:张传甲,孟凡民、马世忠、李明栋、陈斌,张仕平,赵建江. 本标准为首次发布 业
GB/T22671一2008 外转子电动机试验方法 范围 本标准规定了一种特殊的电动机,即外转子电动机(以下简称电动机)的试验方法 它的引出线 般从固定的轴中引出 电动机可以是单相交流、三相交流、直流等形式 本标准适用于外转子电动机 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,鼓励根据本部分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 GB7552008旋转电机定额和性能(IEC60034-1:2004,IDT GB/T1032一2005三相异步电动机试验方法 GB/T1311一2008直流电机试验方法 GB/T5171一2002小功率电动机通用技术条件 GB/T9651一2008单相异步电动机试验方法 GB/T10069.1一2006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 ISO1680:l999,IDT GB/T12113一2003接触电流和保护导体电流的测量方法(IEC609901999,IDT) GB123502000小功率电动机的安全要求 GB/T12665一2008电机在一般环境条件下使用的湿热试验要求 JB/T9615.l一2000交流低压电机散嵌绕线匝间绝缘试验方法 JB/T9615.22000交流低压电机散嵌绕线匝间绝缘试验限值 B/T10490一2004小功率电动机机械振动振动测量方法、评定和限值 安装方法与要求 使用专用夹具将电动机的外壳与测功机的轴相连,其安装型式分卧式安装与立式安装,分别如图1 和图2所示 使用火紧置使电机和 顶针 轴承 固定支架相对固定不动 电机引出线 被 渊 普 电 机 A端 B岩 固定支架 专用过渡夹具 与被测电机外 壳刚性联接c 图1卧式安装示意图
GB/T22671一2008 使用夹紧装置使电机和 固定支果相对固定不动 被试电机 固定支架 专用过渡夹 立式测功机 图2立式安装示意图 安装要求 a)电动机与测功机联接后,其轴线的位置与测功机轴线的误差不应大于0.1mm 电动机、过渡夹具、测功机安装的轴向跳动<0.50mm; b) e)专用过渡夹具与铀承的同心度<0.10mm: d)如果电动机为两端出线,必须拆开电动机,改为电动机一端出线,如图1所示 说明:由于齿轮、链条传动等形式,在负载变化时机械损耗的不确定性,而效率损失也较大,因此,对 于外转子电动机的测量,不推荐使用齿轮、链条等过渡形式;电动机外壳可能与车辆轮毂、风机风叶等附 加装置安装在一起;电动机的引出线一般从电动机的实心轴中引出,并加以防护 试验要求 试验电源 对于单相电源的要求,参照GB/T9651的规定 对于三相电源的要求,参照GB/T1032的规定 对于直流电源的要求,参照G;B/T1311的规定 4.2测量仪器 4.2.1概述 因为大多数仪表的准确度等级通常以满量程的百分数表示,因此,应尽量按实际读数的需要,选择 低量程仪表 无论是机械式仪表还是电子式仪表,影响其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 电子式测量仪器与非电子式测量仪器相比,具有更高的输人阻抗 高输人阻抗可以降低因为仪器 本身导致的损耗但是高输人阻抗仪器对干扰的影响更为敏感 对电子式测量仪器,常见的干扰源有 a)对电源系统信号的感应或静电稠合; b)阻抗耦合或接地环路 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,采取减少干扰的措施 对于采用波形调节电源进行试验时应采用完全真有效值类测量仪器
GB/T22671一2008 4.2.2测量仪器的选取 试验时,采用的电气测量仪器、仪表的准确度应不低于0.5级(兆欧表除外);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%;数字式转速测量仪的准确度应不低于0.1%士1个 字;转矩测量仪及测功机的准确度应不低于1%直接测定效率时应不低于0.5%);绕组的直流电阻用 双臂电桥或单臂电桥,或数字式微欧计测量,准确度应不低于0.2级;温度计的误差应不超过士1C;砝 码的精度应不低于5等 选择仪表时,应使测量值位于20%一95%仪表量程范围内 测功机的功率,在与被试电动机同样的转速下应不超过被试电动机额定功率的3倍;转矩测量仪的 标称转矩,应不超过被试电动机额定转矩的3倍 测量 电压测量 测量端电压的信号线应尽可能的连接到电动机端子,如果现场情况不允许进行这样的连接,应计算 由此引起的误差并对读数进行校正 对于三相电动机,取三相电压的算术平均值计算电动机的性能 对于直流电动机,当试验电源为整流电源时应量取整流器交流输人电压 5.2功率的测量 对于单相电动机,使用单相功率表或单相电量综合测量仪来测量电动机的输人功率 对于三相电动机.可采用两台单相功率表(二瓦法)测量输人功率,亦可采用- 台三相功率表或三台 单相功率表进行测量 对于直流电动机,输人功率采用电压乘电流来计算,试验电源为整流电源时应用真实读数瓦特表或 指示电压、电流瞬时值乘积平均值的其他测量装置直接测取电枢回路输人功率,也可分别测量直流功率 分量和交流功率分量然后相加求得 如仪器仪表损耗影响测试结果的准确性,应对仪器仪表损耗及其误差进行修正(见GB/T9651或 GB/Tl032) 5.3转矩的测量 电动机通过联轴器与测功机(或负载电动机)连接在一起,在被试电动机额定转速下运行时,测功机 或负载电动机)的联接损耗风摩耗的和应不大于被试电动机额定输出的15%,测功机的精度应不低 于电动机额定输出转矩的0.25% 5.4转速或转差率的测量 电动机转差率(或转速)测量方法有下列五种 a)数字式转差率(或转速)测量仪 b 感应线圈法; e)转速测量仪 d 数字频率计; e)频闪光仪测试法 用来测量转速的仪器其误差不得大于士1.0r/min,如用感应线圈法或频闪光仪测试法直接测量转 差率,其电源应为被试电动机电源 55 .4.1数字式转差率(或转速)测量仪 在测量时,应在旋转轴上安置一个不产生明显损耗的光电反射标记或磁电感应装置 由光电传感 器或磁电感应器将转速信号变换成脉冲信号 测量仪将这一信号与电源频率信号进行运算处理后,直 接显示出被试电动机的转差率(或转速
GB/T22671一2008 5.4.2感应线圈法 在电动机机壳上放置一只带铁心的多匝线圈,并与磁电式检流计或阴极示波器连接 试验时,用秒 表测定检流计指针或示波器波形全摆动N次所需的时间1,转差率、按式(1)计算 、=N/uf 式中: 被试电动机的电源频率,单位为赫兹(Hz) 5.4.3转速测量仪 试验时,用转速测量仪测量电动机的转速n,,并同时用数字频率计测量被试电动机电源的频率, 转差率s按式(2)计算 s=n,一n/n 式中: -对应于被试电动机实际电源频率时的同步转速,单位为转每分钟(r/min) 5.4.4数字频率计 使用同步机型测功机进行负载试验时,将数字频率计接至该测功机的定子绕组出线端上,测出测功 机的频率,按式(3)换算成被试电动机的转速n n，=60/P 3 式中 数字频率计测得的频率 P 测功机的极对数 5.4.5频闪光仪测试法 在电动机转轴的端面上,画出与电动机极数相同数量的扇形片,并用荧光灯或氛灯照明 供给闪光 灯具的电源频率必须与被试电动机的电源频率相同 试验时,用秒表测定扇形片转动N次所需的时间 1(s),转差、按式(4)计算 =60N/1 5.5转差率对温度的修正 直流电动机不适用 可以通过式(5)将测得的转差率修正到规定温度 s十A 0十人 式中: 修正后的转差率; 温度0下测得的转差率; 修正到的规定温度,单位为摄氏度(C); 测得的绕组温度,单位为摄氏度(C) 人是一常数,根据绕组材料不同而不同,对于铜绕组,k=234.5;铝绕组,k=225 5.6温度测量 5.6.1测量温度的方法 测量温度的方法有如下几种: 温度计法 热电偶法; 电阻法; -埋置检温计法
GB/T22671一2008 5.6.2温度计法 温度计包括膨胀式温度计(例如水银、酒精等温度计、半导体温度计及非埋置的热电阻或电阻温度 计 测量时,温度计应紧贴在被测点表面,并用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温度计 5.6.3热电偶法 本方法建议使用在电动机部件表面温度的测量,不建议使用本方法测量绕组的温度 在采用热电偶测量绕组的温度时应考虑,由于热电偶的读数滞后于绕组的温度变化,当电动机断电 后,热电偶的温度可能还会继续上升,因此电动机绕组的温度应记录其最高温度,该温度可能是断电以 后才能达到 热电偶的选择、制备,布置、安装,连接的要求按GB/T9651的有关规定进行 5.6.4电阻法 用电阻法测取绕组的温度时,冷热态电阻必须在相同的出线端上测量 此时,绕组的温升A/按 式(6)计算 R一R 当 "(K 十.十一4 6 0= R 式中: R 温升试验结束时断电瞬间的绕组电阻,单位为欧姆Q) R -实际冷状态下的绕组电阻,单位为欧姆(Q); -温升试验结束时的冷却介质温度,单位为摄氏度(C); 0 -测量R时的冷却介质温度,单位为摄氏度(C); 0 -常数,对铜绕组为234.5;对铝绕组为225 K 试验准备 6.1绝缘电阻的测定 6.1.1测量时电动机的状态 测量电动机绕组的绝缘电阻时,应分别在实际冷状态下和热状态下进行 检查试验时,允许在实际 冷状态下进行 6.1.2兆欧表的选用 根据电动机绕组的额定电压,按表1选用兆欧表 表 单位为伏特 电动机绕组的额定电压U 兆欧表电压值 U500 500 5003300 >2500 测量方法 如各相绕组的始末端均引出机壳外,则应分别测量每相绕组对机壳及其相互间的绝缘电阻,测量 时,兆欧表的读数应在仪表指针达到稳定后读出,测量后,应将绕组对地放电 6 绕组在实际冷状态下直流电阻的测定 实际冷状态下绕组温度的测定 将电动机在室内静置一段时间,用温度计(或埋置检温计)测量电动机绕组的温度,当所测温度与冷 却介质温度之差不超过2K时,所测得温度即为实际冷状态下绕组的温度,若绕组温度无法测量时,允 许用机壳温度代替
GB/T22671一2008 6.2.2测量方法 6.2.2.1绕组直流电阻用双臂电桥或单臂电桥测量,测量1Q及以下的电阻时,必须采用双臂电桥或 同种准确度并能消除测量用导线和接触电阻影响的仪器测量 6.2.2.2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. 6.2.2.3测量时,电动机的转子静止不动 定子绕组端电阻应在电动机的出线端上测量 每一电阻测量3次,每次读数与3次读数的平均值之差应在平均值的士0.5%范围内,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 空载试验 单相异步电动机空载试验参照GB/T9651的有关规定进行 三相异步电动机空载试验参照GB/T1032的有关规定进行 直流电动机空载试验参照GB/T1311的有关规定进行 温升试验 单相异步电动机温升试验参照GB/T9651的有关规定进行 三相异步电动机温升试验参照GB/T1032的有关规定进行 直流电动机温升试验参照GB/T1311的有关规定进行 效率和功率因数的测定 9.1效率的测定 9.1.1试验方法 电动机效率的测定采用直接法,电动机的输人功率用电工仪表测量,输出功率用测功机、转矩测量 仪测量,对于带有控制器的电动机,应连接控制器一起进行测试 试验时,被试电动机按第3章进行安装,并使被试电动机在额定负载下达到热稳定状态 9.1.2电动机输出转矩的修正 转矩进行修正的方法见GB/T9651,GB/T1032及GB/T1311的有关规定 9.1.3电动机输出功率的修正 试验时的冷却介质温度应换算到25C， 被试电动机修正后的输出功率P.(W)按式(7)计算 " P 式中: T 电动机修正后的输出转矩,单位为牛顿米(Nm); -额定负载时测得电动机的转速,单位为转每分钟(r/min); C -常数,取9.55 9.1.4试验结果的计算 被试电动机的效率7按式(8)计算: 8 刀=×100% 式中: P -额定电压时的输人功率,单位为瓦(w)
GB/T22671一2008 9.2功率因数的测定 直流电动机不适用 功率因数可由温升或负载试验结果按式(9),式(10)求取: 单相电动机的功率因数: 9 cose 10 三相电动机的功率因数 cosp VU！ 式中 额定电压时的输人功率,单位为瓦(w)1 P U -额定电压,单位为伏(V); -输人电流,单位为安(A). 10 堵转转矩和堵转电流 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 此章不适用于直流电动机 试验时,先在定子绕组上施以低电压,使堵转电流接近额定电流 保持此电压,调节机座或转子使 转子相对于定子产生位移,分别测出堵转转矩为最小,堵转电流为最大的两个位置,并分别做好标记后 断开电源 用调节机座的方法时,做好标记后即可将机座固定;用调节转子的方法时,应按照标记调整 机座位置,使堵转臂恢复至与测力计相垂直后将机座固定 然后,分别在上述两个位置上施于定子绕组的电压从不低于0.95~1.05倍额定电压值开始,逐步 降低电压至堵转电流接近额定电流值为止,其间共测取57点读数 每点应同时测取下列数值电压、 电流及转矩 每点读数时,通电持续时间应不超过10s,以免绕组过热 额定电压时的堵转电流I和堵转转矩 T由图3中的堵转特性曲线上查取 T I 玉一U Ii T一U Ts 图3堵转特性曲线 检查试验时,定子绕组上施以额定电压,使转子在360"机械角度内的五个等分位置上分别测定 此时,堵转电流取其中的最大值,堵转转矩取其中的最小值 11 短时过转矩试验 短时过转矩试验在额定电压、额定频率下进行 试验时,电动机在热状态下,逐渐增加负载 过转矩倍数和时间按GB755或GB/T5171及各类型 电动机标准中的规定
GB/T22671一2008 12 超速试验 如各类型电动机标准中无规定时,超速试验允许在冷态下进行 试验时,超速倍数和时间按GB755或GB/T5171及各类型电动机标准中的规定 超速的方法有下列四种: a)减小励磁电流(有励磁装置时); b 升高端电压; 提高被试电动机的电源频率; d)用原动机直接驱动或通过变速驱动被试电动机 其中,前两种方法只适用于直流电动机,第三种方法只适用于交流电动机 试验时,应采取安全防护措施,尽可能远距离测量转速 13 耐电压试验 13 试验要求 a)试验电源的频率为工频,电压波形应尽可能为正弦波形 b) 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 如需进行超速 和短时过转矩试验时,该项试验应在这些试验之后进行;型式试验时,该项试验还应在热试验 后电动机接近热状态下进行 试验时,电动机的电容器、离心开关等元件必须与绕组连接如同正常工作一样 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心及机壳连接 试验前,应采取切实安全防护措施试验中发现异常情况应立即切断试验电源,并将绕组对 地放电 试验变压器应有足够的容量,每1kV试验电压,试验变压器的容量应不小于1kVA,对小功 率电动机,每1kV试验电压,试验变压器的容量应不小于0.5kVA 13.2试验电压和时间 试验电压的数值按GB755或GB/T5171及各类电动机标准中的规定 试验时,施加的电压应从不超过试验电压全值的一半开始,逐渐升高的试验电压的全值,试验电压 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持续1min 在大批量生产中做检查试验时,允许用1s试验来代替,但试验电压值应为GB755规定值的 120%,试验电压均用试棒施加 14 匝间冲击耐电压试验 匝间冲击耐压试验按JB/T9615.1与JB/T9615,2的规定进行 泄漏电流的测定 15 15.1本章直流电动机不适用 15.2测定时,应采用隔离变压器供电,否则被试电动机应与地绝缘良好 被试电动机应处于热状态 在额定频率、1.06倍额定电压下空载运行,在电源的任一极与易触及到的金属部件或紧贴在绝缘材料 表面的金属箱之间进行测量,测量电路如图4所示 图生中的3是GB/T121132003中图4所描述 的测量网络 15.3试验时,对于单相电动机,应将开关K转换至电源的不同极性,对于三相电动机,则应轮流断开 a、b,c开关中的一个,闭合另外2个,以测得最大泄流电流值
GB/T22671一2008 电动机上易触及到的金属部件; 电动机绕组 -泄漏电流测量仪; N 中性线 图4泄漏电流测量电路图 16 转动惯量的测定 由于外转子电动机结构的特殊性,转动惯量的测定采用双钢丝法进行 用两根平行的钢丝将被试 电动机转子悬挂起来,使转轴中心线与地面垂直 扭转转子,使其产生以轴线为中心的摆动,距转轴中 心线的扭角应不大于10°' 仔细测取若干次摆动所需的时间,求出摆动周期的平均值T 转动惯量按 式(11)求取 Te's 11 -( l(4T)?" 式中: 重力加速度,单位为米每二次方秒(m/s) 两钢丝之间的距离,单位为米(m); 钢丝的长度,单位为米(m); -被试电动机转子的质量,单位为千克(kg) n 湿热试验 1 按GB/T12665的有关规定进行 18 噪声的测定 按GB10069.1的有关规定进行 振动的测定 19 对于吊扇类电动机,采用弹簧悬挂;对于单轴伸电动机,将它安装在有弹性的支撑件上;对于双轴伸 电动机可采用两个有弹性的支架将两个轴端固定,使转子悬空 测量时,应采用非接触式的测振传感器,且应放在轴承座附近来测量电动机的振动 具体测定方法 应按JB/T10490的有关规定进行