国家标准 GB/12667一2012 代替GB/T12667一1990 同步电动机半导体励磁装置总技术条件 Generalspeeifieationforexeitationassembly withsemiconductorsforsynchronosmotors 2012-06-29发布 2012-11-01实施国家质量监督检验检疫总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/T12667一2012 目次前言范围规范性引用文件术语和定义技术要求 4.1基本参数 4.2 正常使用条件 -般要求 4.3 性能要求保护 4.5 4.6功能要求装置结构及外形试验试验分类 5.l 试验项目 5.2 试验方法 5.3 标志、包装、运输、贮存 10 6.1标志 1 包装 6.2 6.3运输贮存 6
GB/T12667一2012 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准代替GB/T12667一1990(同步电动机半导体励磁装置总技术条件》. 本标准与GB/T12667一1990相比主要技术变化如下 -修改了交流电网质量的内容(见4.2.6,l990年版3.2.6); -修改了抗干扰的内容(见4.4.13,1990年版3.12); 增加了功能要求见4.6); 删除了运输试验(1990年版4.15); 删除了保管与产品质量的内容(1990年版6.5). 本标准由电器工业协会提出本标准由全国电力电子学标准化技术委员会(SAc/TC60)归口本标准主要起草单位;天津电气传动设计研究所,北京合康亿盛变频科技股份有限公司,天津市红日电气自动化有限公司,深圳市英威腾电气股份有限公司、上海雷诺尔科技股份有限公司、上海澳通书尔电力电子有限公司本标准主要起草人;安平、杜心林、傅文杰、董瑞勇、陈国祥,刘芝本标准所代替标准的历次版本发布情况为 GB/T12667一1990
GB/T12667一2012 同步电动机半导体励磁装置总技术条件范围本标准规定了同步电动机半导体励磁装置的术语和定义、技术要求、试验、标志、包装、运输和贮存本标准适用于户内安装的轻载或重载起动,降电压或全电压起动的同步电动机半导体励磁装置(以下简称装置) 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是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/T156一2007标准电压 GB/T7622002 标准电流等级 (GB/T3797一2005电气控制设备 GB/T3859(所有部分半导体变流器 GB/T4025 人机界面标志标识的基本和安全规则指示器和操作器件的编码规则 GB42082008外壳防护等级(IP代码) GB/T4588.1无金属化孔单双面印制板分规范 GB/T4588.2有金属化孔单双面印制板分规范 GB7947人机界面标志标识的基本和安全规则导体颜色或字母数字标识 GB/T18494.1一2001变流变压器第1部分:工业用变流变压器术语和定义下列术语和定义适用于本文件 3.1 励磁装置excitationasembly 为同步电机提供励磁电流的设备,包括励磁机及所有的调节和控制元件及灭磁和保护装置 3.2 额定励磁电流ratedieldcurrent 同步电机在额定电压、额定电流、额定功率因数和额定转速下运行时,励磁绕组中的直流电流 [GB/T10585一1989,4.5] 3.3 额定励磁电压ratedfiedvoltage 当冷却介质处于最高温度、电机励磁绕组处在额定负载和额定条件下对应的温度时,为了产生额定励磁电流而需要在电机励磁绕组端施加的直流电压 [GB/T10585一1989,4.6] 3 励磁系统顶值电压 .elnea" excitationsystemce voltage 在规定条件下,励磁系统能提供的最大直流电压
GB/T12667一2012 [GB/T10585一1989,4.10 3.5 顶值电压倍数ceilingvoltagetimes 强励倍数励磁系统顶值电压与额定励磁电压之比 [GB/T10585 -1989.l.n 触发超前角triggeradvanceangle 触发脉冲超前于基准点的时间间隔,以电角度表示 [GB/T2900.33一2004,551-16-34] 控制单元controlmit 电气控制设备的通用组合件以装有电子器件的印制电路板为主体组成,带有面板和插头座(或外壳和端子),具有统一信号电平和规定的电功能 [GB/T3797一2005,3.2 技术要求 4.1基本参数装置的额定电压应符合GB/T156一2007的规定装置的额定电流应符合GB/T762一2002的规定 4.2正常使用条件符合本标准的装置适用于下述使用条件 4.2.1海拔装置安装使用地点的海拔不超过1000m 注:对于在海拔高于1000m处使用的装置,有必要考虑介电强度的降低和空气冷却效果的减弱在这些条件下使用的装置,按照制造厂与用户之间的协议进行设计和使用 4.2.2环境温度整流器采用水冷却方式时5C 40C; 整流器采用其他冷却方式时:一10C一40C 4.2.3相对湿度空气的最大相对湿度不超过90%(空气温度20C时) 相对湿度的变化每小时不超过5%,且不得出现凝露 4.2.4环境空气安装地点应无爆炸危险的介质,无腐蚀金属和破坏绝缘的气体,无水淋、日晒并保证周围清洁 4.2.5安装装置安装地点振动频率在10Hz150Hz时,振动加速度不大于5m/、
GB/T12667一2012 对于垂直安装的装置,安装倾斜度不得超过5” 4.2.6 供电电源在下述供电电源电压及频率偏差范围内,装置应能保证电动机在额定工况下长期连续稳定运行" -交流380V/220V系统,电压允许偏差为额定值的一20%15%,频率允许偏差为士5%; -直流220V/110V系统,电压允许偏差为额定值的一20%~15% 装置交流电源电压在短时间(不超过强行励磁持续时间)内、波动范围为55%~130%额定值的情况下,装置应能维持正常工作当电压波动超出上述范围时,应采用备用电源保证上述要求注:当使用条件不符合上述情况或用户有特殊要求时,由用户与制造厂协商 4.3 -般要求 4.3.1元器件装置中使用的元器件,应符合各元器件自身的相应标准制造厂应负责尽可能采用标准元器件所有元器件的选用应符合设计要求 4.3.2印制电路板应符合GB/T4588.1和GB/T4588.2的规定 4.3.3指示灯和按钮的颜色应符合GB/T4025的规定 4.3.4变流器装置中使用的变流器的技术要求,应符合GB/T3859的规定 4.3.5导线及母线的颜色应符合GB7947的规定 4.3.6控制单元装置中使用的控制单元,应符合各类电子电控设备有关控制单元相应技术条件的要求性能要求输出能力装置应保证在额定输出电压的40%~100%范围内,输出额定电流并连续运行 4.4.2按转差率投全电压当同步电动机采用降压起动时,装置应具有自动投全电压的控制环节,并在转差率为0.110.09 时投全电压 4.4.3按转差率投励磁装置应保证在转子转差率为0.05~0.03时,能实现顺极性主励投励,投励时能输出顶值电压 4.4.4恒流调节励磁偏差当电网电压为额定值的80%110%、励磁绕组热态电阻增加不大于额定电阻值的10%时,应保证
GB/T12667一2012 恒流励磁调节偏差不大于士5% 4.4.5恒无功功率励磁调节偏差当同步电动机采用恒无功功率调节,负载从空载到两倍额定负载范围内变动时,应保证同步电动机无功功率的变化不大于士10% 4.4.6输出电压可调范围装置输出电压应保证在额定值的10%125%范围内平滑可调 4.4.7控制电压偏差当控制电压偏差不超过一15%~10%时,装置应可靠工作 4.4.8顶值电压倍数当电网电压为额定值的80%时,装置应保证顶值电压倍数不小于1.4 4.4. 允许强励时间允许强励时间不应超过50s 4. .4.10动力制动控制环节当采用恒无功功率调节方式时,应设有供动力制动用的控制环节 4.4.11噪声装置在正常工作时产生的噪声应不高于80dB(A声级). 4.4.12电气间隙与爬电距离装置中各带电电路之间以及带电零部件与导电零部件或接地零部件之间的电气间隙和爬电距离应符合表1的规定表1电气间隙与爬电距离额定绝缘电压U/V 额定电流63A 额定电流>63A 电气间隙爬电距离" 电气间隙爬电距离交流直流 mmm mmm U<60 U75 60GB/T12667一2012 4.4.13电磁兼容性(EMC) 应符合GB/T3797一2005中4.13的要求 4.5保护 4.5.1过电流和欠电流保护装置应设置 -快速熔断器作为短路保护; -过电流保护,其整定值在装置额定输出电流的80%170%范围内 -欠电流保护,其整定值在装置额定输出电流的20%50%范围内 4.5.2过电压保护装置应能耐受同步电动机异步运行(起动及失步)过程中产生的转子励磁绕组感应过电压(转子回路接人不大于10倍转子电阻的起动电阻) 装置应设置交流侧操作过电压保护半导体器件过电压保护 4.5.3灭磁保护在装置正常停车时,变流器应以最高逆变电压快速灭磁(触发超前角目为25"- 30") 4.5.4牵入同步保护同步电动机异步起动过程中,当过早投励或起动完毕后不投励时,装置应自动跳闸,同时联锁同步电动机停车 4.5.5失步运行保护当同步电动机产生失步运行时,装置应立即切除直流输出电压,电流,同时联锁同步电动机停车注:对于带有失步再整步环节的装置,如再整步失败,也应立即切除直流输出,并使同步电动机联锁停车 4.5.6外壳防护控制柜的柜体防护应符合GB4208一2008中的IP2X级的规定 4.5.7安全接地保护应符合GB/T3797一2005的4.10.6规定 4.6功能要求 4.6.1调节通道根据同步电动机机组重要性和用户要求,装置可设置单独的或两套独立的调节通道装置采用的两套调节通道应互为热备用、相互自动跟踪,并应能手动切换,运行通道故障时能自动切换至备用通道自动跟踪部件应具有防止跟踪异常情况或故障情况的措施,以保证当运行调节通道故障时,能正确、自动地切换到备用通道调节通道设有自动/手动运行方式时,应具有双向跟踪、切换功能跟踪部件应能正确、自动地进行
GB/T12667一2012 跟踪切换应具有手动和自动切换能力 4.6.2控制电路装置的控制电路应有过电流、欠电流、短路、失步,风机停转、快速熔断器熔断,脉冲故障等故障的检测和报警功能 4.6 输入/输出 3 励磁调节器应有开关量的直接输人/输出,同时还应具有通信接口,能输出有关数据到上级计算机或监控装置,并接受其增磁,减磁等命令 4.6.4冗余装置装置中的整流器可配置成单套装置或者冗余装置冗余度可按全部整流器的并联支路中有一个支路退出运行时,剩余支路仍能满足电动机的所有运行工况,整流装置的均流系数应不小于0.85 4.6.5报警整流器应设置必要的保护及报警装置,包括交流侧阳极过电压吸收和保护器,直流侧过电压吸收和保护器、功率器件换相过电压保护器、功率器件的快速熔断器、风机停转或水冷系统故障报警装置、功率器件故障和脉冲故障报警装置、整流器切除和电源消失故障报警装置 4.6.6灭磁励磁绕组回路应设置灭磁环节在同步电动机起动过程后的正常励磁状态,灭磁环节的半导体器件应可靠关断如有误导通,应发出声、光报警信号 4.6.7励磁变压器选用励磁变压器应遵循 -选择变压器的容量应按照GB/T18494.1一2001,考虑整流器产生的特征及非特征谐波损耗使变压器产生附加发热的影响; -励磁变压器的原,副边绕组间应设有屏蔽层,并可靠接地; -选用干式变压器时,变压器柜体防护等级不宜高于IP21 装置结构及外形应符合GB/T3797一2005中4.12的规定试验 5.1试验分类 5.1.1 -般规定装置的试验包括出厂试验和型式试验 5.1.2型式试验型式试验用以验证被试装置是否符合本标准的规定型式试验应在一台装置样品上,或在按相同或类似)设计制造的多台装置或部件上进行
GB/T12667一2012 凡具有下列情况之一的,应进行型式试验 -新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定; 已定型的产品,当设计、工艺或关键材料更改可能影响到产品性能时正常生产时,定期或积累一定产品后的周期性试验 -产品长期停产后,恢复生产时; -出厂试验结果与上次型式试验有较大差异时; -国家质量监督机构提出型式试验的要求型式试验时,产品只有一项不合格时,允许返工后再对该项目进行复试若复试仍不合格,则该产品为不合格品 5.1.3出厂试验出厂试验用以检验器件、材料、工艺上的缺陷每台装置都应进行出厂试验在出厂试验过程中,若任意一项不合格,均判为该装置检验不合格 5.2试验项目装置的出厂试验、型式试验项目及有关试验要求如表2所示表2试验项目试验项目型式试验出厂试验试验方法、要求的章条号 3 -般检查 5.3.1、4. 电气间隙与爬电距离 4.4.12 外壳防护等级 4.5,6 绝缘电阻测量 5.3.2 介电强度试验 5.3.3 轻载试验 5.3.4 低压电流试验电气性能指标试验 5.3.6、4.4、4.5.1 投励环节试验 4.3 投全压环节试验功能试验 4.5、4.6 灭磁环节试验 4.5.3、4.6.6 等效负载试验 5.3." 温升试验 5.3.8 噪声测量 5.3.9,4.4.11 气候环境试验 5.3.10 振动试验 5.3.l EMC试验 5.3.12,4.4.13
GB/T12667一2012 5.3试验方法 5.3.1 -般检查按GB/T3797一2005的5.2.1进行 5.3.2绝缘电阻测量应在电路与柜体的接地部件之间及彼此无电联结的导电部件之间进行测量时,应根据装置的额定工作电压确定使用的兆欧表电压等级,但其应至少为500V 试验时,对于不能承受规定的兆欧表电压的元件如半导体器件,电容器等),应将其短接采用水冷却的装置应在无水的情况下测量在环境温度为20和相对湿度为90%时,主电路带电部分与地(外壳)之间的绝缘电阻应不小于 5MQ,有触点控制电路应不小于3MQ,半导体控制电路应不小于0.5MQ. 注:绝缘电阻值仅供介电强度试验前后作为辅助性判别 5.3.3介电强度试验当绝缘电阻测量结果符合要求时,应在下列条件下进行介电强度试验试验前,装置主电路中的半导体器件的端子应短接主电路中的触头应处于闭合状态或短接 a 对不能承受规定试验电压的元件,应将其短接或采取隔离措施对某些有可能因其绝缘损坏将高压侧电位引人低压侧的元件(如隔离变压器、互感器、脉冲变压器等),其试验电压应按相应较高的电压等级选取试验应在电路与接地部件之间以及彼此无电联结的导电部件之间进行如外壳由绝缘材料构成 ,则应以导电箔覆盖,把导电箔当作外壳当外壳过大时,可对认为有危险的部位做局部覆盖试验应在完整地闭合装置外壳后进行试验用的变压器高压输出端短路时,电流不应小于0.5A 试验电压应为频率为45Hz65Hz的交流正弦波电压,其值为10倍额定输出电压但不得低于2000v(方均根值) 根据具体情况,也可施加与规定的交流试验电压峰值相等的直流试验电压对半导体控制电路施加的试验电压应为500v(方均根值)交流正弦波电压试验电压应从零或不超过全值的一半开始,连续或最大以全值的5%阶跃上升,升至全值的时间应不短于10s,然后维持1min 试验后,将电压逐渐降至零出厂试验时,试验电压达到规定值后,保持的时间可缩短为1s 试验中未发现击穿、闪络现象,即为合格 5.3.4轻载试验试验目的在于检查装置的接线是否正确,以及轻载工作特性是否达到规定要求试验时,电源电压应为额定值在装置输出端连接一个可调负载和与之相串联的直流电流表可调负载的电阻值应使装置的输出电流不小于10A 装置内的电流反馈信号应相应调整试验项目包括投励时,系统输出的强迫励磁电压; a b)装置输出直流电压的连续可调性; 半导体变流器的触发超前角 c
GB/T12667一2012 5.3.5低压电流试验试验的目的是检验装置在额定电流下工作的可靠性试验时,装置的输出端应短接或连接一个低阻值负载主电路的输人端应通过变压器或调压器施加一个较低的电压,其值应足以使装置输出100%的额定电流装置的控制、操作及辅助电路均应连接至电压为额定值的独立电源试验时,冷却介质的流速(或流量)和温度应符合正常工作条件试验时,应使装置输出额定电流连续运行不少于20min 5.3.6电气性能指标试验试验的目的是在轻载试验合格的基础上,检验装置的电气性能指标是否达到规定的要求试验时,电源电压应为额定值,且其变化应在规定的范围(额定电压的80%110%)内可调节在装置的输出端连接一个可调负载和与之相串联的直流电流表可调负载的电阻值应使装置的输出电流不小于10A 装置内的电流反馈信号应相应调整试验项目包括 a)恒流励磁系统的精度; b强励倍数; e装置的过电流保护动作值; d 装置的欠电流保护动作值 5.3.7等效负载试验试验的目的是检验装置在等效负载(额定电压和90%的额定电流)条件下工作的可靠性试验时,在装置交流侧施以额定电压,直流侧带电阻负载,装置应输出额定电压和90%的额定电流试验可与温升试验结合进行 5.3.8温升试验装置内各部位的温升不应超过表3的规定连接到发热件(如管形电阻、板形电阻、瓷盘电阻等上的导线应从侧方或下方引出,并剥去适当长度的绝缘层,换为耐热瓷管,使导线绝缘端部的温度不超过65C 表3装置各部位极限温升部件与器件母线材料与被覆层温升/K 电力半导体器件及元器件不超过相应标准的规定 60 紫铜,无被覆层紫铜、搪锡 65 连接于一般低压电器的母线连接处的母线 70 紫铜,镀银 55 铝、超声波搪锡紫铜、无被覆层 5 55 紫铜、搪锡连接于电力半导体器件的母线连接处的母线 70 紫铜,镀银 35 铝、超声波搪锡与半导体器件相接的塑料绝缘线或橡胶绝缘线 45
GB/T12667一2012 g 5.3. 噪声测量噪声可采用声级计测量应在离测试面中心1m处测量,取5个面测试值的最大值作为测量值，环境噪声(A声级)应比装置运行噪声至少低4dB 距装置3m内应无声反射面地面除外. 测量结果应符合4.4.11的规定 5.3.10气候环境试验按GB/T3797一2005的5.2.11的规定进行 5.3.11振动试验按GB/T3797一2005的5.2.13的规定进行 5.3.12EMC试验按GB/T3797一2005的5.2.12规定进行标志,包装,运输、贮存 6.1标志 6.1.1铭牌铭牌内容应包括: -装置名称; 装置型号; 额定励磁电压; 额定励磁电流; 负载等级质量; 出厂序号; 制造厂名; 制造年月 6.1.2 包装标志包装箱外部应注明下列标志 -装置型号、名称及出厂序号; 装置净重及含包装箱的毛重; -收货单位名称及地址; 制造厂名称及地址; 位置标志“个”和写在箭头上部的“向上”字样; 包装箱外形尺寸; 包装日期 6.2包装装置的包装应符合有关包装运输规范要求,保证装置在运输、存放过程中不受机械损伤,并有防雨、 10o
GB/T12667一2012 防尘能力随同装置提供的技术文件应包括 -装箱技术文件资料清单; 合格证电路图、装配图使用维护说明书; -接线图或接线表(如果有的话); 电气元器件清单; 备用件一览表 6.3运输装置在运输过程中,不应有剧烈振动,撞击和倒放运输温度应在一25C~55C范围内 6.4贮存装置不得暴晒及淋雨,应存放在空气流通、周围介质温度在一25C一55C范围内,空气最大相对湿度不超过90%空气温度20C时)及无腐蚀性气体的仓库中贮存期不超过三个月

同步电动机半导体励磁装置总技术条件GB/T12667-2012

一、概述

同步电动机半导体励磁装置是一种新型的电力装置，它通过将直流电转换成特定频率和幅值的交流电，实现对同步电动机的励磁。相比传统的电枢励磁方式，半导体励磁具有效率高、调节范围广等优点，因此在现代化工业生产中得到了广泛的应用。

二、性能

半导体励磁装置主要由IGBT模块、控制器、整流器、滤波器、逆变器等部分组成。其性能主要包括以下几个方面：

1.效率高：半导体励磁装置能将直流电转换成特定频率和幅值的交流电，具有高效率、低损耗的优势。
2.调节范围广：半导体励磁装置可以根据不同要求实现对电机励磁的精确控制，具有宽调节范围的特点。
3.稳定性好：半导体励磁装置采用数字信号处理技术，可以保证输出电压和电流的稳定性。
4.环保节能：半导体励磁装置采用先进的电力电子技术，有效降低了电机功耗，提高了能源利用率，符合节能环保要求。

三、用途

半导体励磁装置广泛应用于电厂、水泵站、风电场等大型工业生产中，主要用于驱动同步电动机。同时，由于其性能优越，也被越来越多地应用于轨道交通、航空航天、军事等领域。

四、GB/T12667-2012标准规定

GB/T12667-2012标准对同步电动机半导体励磁装置的性能指标、技术要求、试验方法等方面进行了详细的规定，其中包括了各项指标的标准及其检测方法，确保了半导体励磁装置的质量和安全性。

1. 性能指标

标准规定了半导体励磁装置的电气参数、控制特性、稳态运行特性等指标，如输出电压、输出电流、功率因数、调节范围等。

2. 技术要求

标准对半导体励磁装置的结构、材料、制造工艺、电磁兼容等方面进行了详细的规定，确保了半导体励磁装置的质量和可靠性。

3. 试验方法

标准规定了半导体励磁装置的各项指标的测试方法，包括输出特性测试、控制特性测试、稳态特性测试等。这些测试方法可以用于验证半导体励磁装置的性能符合标准要求。

五、总结

同步电动机半导体励磁装置是一种新型的电力装置，具有高效率、低损耗、调节范围广、稳定性好以及环保节能等优点。在现代化工业生产中得到了广泛的应用。GB/T12667-2012标准对半导体励磁装置的性能指标、技术要求、试验方法等方面进行了详细的规定，确保了半导体励磁装置的质量和安全性。