TBT1449-1982机车用直流电机基本技术条件.pdf

中华人民共和国铁道部部标准 T B 1 4 4 9 - 8 2 机车用直流电机基本技术条件 第一篇 总 则 1 适用范围及环境条件 1 . 1 适用范围 本标准适用于干线铁道运输用电力机车内燃机车和动车上的直流或脉流电机简称机车 用直流电机包括拖动机车动车轮轴用的牵引电动机以电能供给牵引电动机的主发电机 和辅助电机如拖动空气压缩机通风机及辅助发电机等的辅助电动机和供励磁控制及照明 等用途的辅助发电机但不包括机车动车上使用的控制电机如测速发电机等 下面各条款中所称电机如无其他说明系指本标准所适用的全部电机 注:本标准所指直流电机包括多相整流的电机而肪流电机系指单相整流的电机 1 . 2 环境条件 本标准适用于在下列环境条件下运行的电机: a海拔不超过 1200m b最高环境空气温度为 40遮荫处 c最低环境空气温度为-40 d空气相对湿度:最湿月月平均最大相对湿度为 90%该月月平均最低温度为 25 e机车受雨雪风沙的侵袭 f具有机车动车正常运行时产生的冲击和振动 当电机需在超过上述条件下运行时用户和制造厂应另订协议作特殊处理 但当电机使用于海拔 1200m 至 2500m 的地区且该地区环境空气温度不超过 40与所需 的温度降低补偿值之差值时电机仍可按铭牌规定的额定功率运行所需的环境空气温度降低 补偿值是按 1200m 以上每 100m 降低温升限值的 1%计算 反之 若环境空气温度超过上述数值 时电机允许运行的功率由用户和制造厂协商决定 2 定义 2 . 1 概述 本标准采用且须加说明的术语的定义由 2.22.18 条给出其他一般术语的定义由 GB2900.25-82电工名词术语 电机和 GB755-81电机基本技术要求加以规定 2 . 2 电机的定额 中华人民共和国铁道部 1 9 8 2 - 1 2 - 2 8 发布 1 9 8 3 - 0 7 - 0 1 实施 1 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册, 即可下载 T B 1 4 4 9 - 8 2 是由制造厂按照本标准的要求对电机规定的全部电量和机械量的数值以及运行的持续时 间及顺序的组合规定定额的目的是为了能在试验台上验证电机的性能同时作为评价电机对 规定工作状态的适应性以及不同电机之间进行比较的基础 2 . 3 定额分类 定额分四类:连续定额小时定额断续定额及等效定额断续定额的替代办法全部按 定额的运行称为额定动行 如无特殊规定应以连续定额作为制造厂的保证定额 保证定额是设计制造及验收的依据 在牵引电动机和主发电机铭牌上要标出连续和小时两种定额 2 . 4 电机的额定数据 即包含在定额中的任何量的数值这些数值之前冠以额定字样如额定功率额定电 压额定电流额定转速额定励磁电流及额定电流脉动系数等本标准中凡未指明是何种定 额的额定数据则均指保证定额而言 2 . 5 连续定额 是相应于电机在试验台上 按第三篇温升试验所规定的条件连续运行 而温升不超过 4.1 4.2 条规定的限值时所能承受负载的定额 本标准中所有其他相应的要求也应同时满足 主发电机通常有两个连续定额第一个由通过负载电流的所有绕组的温升确定较大的负 载电流和较低的电压称低电压连续定额第二个由励磁绕组的温升确定较小的负载 电流和较高的电压称高电压连续定额这两个连续定额应符合 2.15 条规定的满功率调 整曲线在满功率调整曲线上介于此两个连续定额间的所有中间点均可连续工作 由主发电机供电的牵引电动机的连续定额应与发电机低电压连续定额相对应 2 . 6 小时定额 是相应于电机在试验台上 按第三篇温升试验所规定的条件 从实际冷态开始运行一小时 而温升不超过 4.14.2 条规定的限值时所能承受负载的定额 本标准中所有其他相应的要求也应同时满足 对于主发电机及由它们供电的牵引电动机小时定额系受流过负载电流的绕组温升的限 制并应符合发电机的满功率调整曲线 2 . 7 断续定额 该定额是相应于一系列完全相同的周期每一周期包括一个或几个在规定负载值下的工作 时间根据情况 不论是否被一个停止时间所隔开在长期运行以后 电机的温升不超过 4.1 4.2 条规定的限值 继续定额主要用于某些周期性工作的辅助电机 规定辅助电机试验时重复的工作周期应既考虑这些电机的用途又考虑给它们供电或驱 动它们的条件并应规定在预先由用户和制造厂协商后绘制的负载图上 2 . 8 等效定额 具有恒定电压电流和转速值的连续或短时定额就温升而言它与电机在实际使用中 2 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册, 即可下载 T B 1 4 4 9 - 8 2 承受一系列继续的工作周期是等效的该定额应由用户和制造厂协商决定 2 . 9 额定电压 指电机在额定运行时的线端电压 电动机的额定电压规定如下: a.对于由直流接触网供电的电动机其额定电压等于接触网的额定电压 b.对于通过车上变压器一整流器组连同任何平波电抗器一起供电的脉流电动机其额定电 压由用户和制造厂协商决定此时以脉动电压在一个周期中的算术平均值作为额定电压 c.对于由车上自备电源例如发电机蓄电池组供电的电动机其额定电压等于该电源 的额定电压 d.内燃机车动车牵引电动机的额定电压等于所连结的主发电机的额定低电压由交流主 发电机供电时其额定电压为接于该发电机和牵引电动机之间的整流器的额定输出电压 在上述四种情况下当有 n 台电动机永久串联时则额定电压等于上述定义的额定电压除 以 n 对于永久串联有保护电阻器和辅助电动机电阻器应看作是电动机的组成部分这时电动 机的额定电压是指供给包括电动机及其保护电阻器在内的整套装置的电压此种电动机不应在 无电阻器时进行试验 主发电机的额定电压由制造厂规定主发电机有两上额定电压它们对应于 2.5 条规定的 两个连续定额并分别称为额定低电压和额定高电压 辅助发电机的额定电压由用户和制造厂协商决定并对应于保证定额 2 . 1 0 最高和最低电压 电机的最高和最低电压是指电机正常可靠运行时所能承受的最高和最低电压瞬时电压 除外 牵引电动机的最高电压规定如下: a.对于由直流接触网供电的牵引电动机其最高电压规定为额定电压的 1.2 倍 b.对于通过车上变压器一整流器组供电的脉流牵引电动机其最高电压规定为额定电压的 1.16 倍 c.对于内燃机车动车的牵引电动机其最高电压为与主发电机额定高电压相应电压的 1.1 倍 主发电机的最高电压为额定高电压的 1.1 倍 辅助电动机的最高和最低电压规定如下: a.对于由直接接触网供电的辅助电动机 其最高电压规定为额定电压的 1.2 倍 最低电压应 根据对接触网规定的最低电压并考虑机车线路的电压降由用户和制造厂协商而定 b.对于通过车上变压器-整流器组供电的辅助电动机其最高电压规定为额定电压的 1.16 倍最低电压应根据对接触网规定的最低电压并考虑机车线路的电压降及电压调节设备的调 节由用户和制造厂协商而定 3 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册, 即可下载 T B 1 4 4 9 - 8 2 c.对于由装在车上的电源例如蓄电池等供电的辅助电动机其最高的最低电压由用户 的制造厂协商而定 在上述 ab 两种情况下如有 n 台辅助电动机永久串联而没有机械耦合则每一台电动 机的最高电压等于这组电动机容许承受的总的最高电压除以 n 后所得商的 1.2 倍 辅助发电机的最高和最低电压相应于拖动电动机或热机的最大和最小转速及发电机在规定 的励磁条件下的发电机电压对带有电压调整器工作的辅助发电机没有最高和最低电压的规 定 2 . 1 1 最大电流 指电机使用中必须不超过的电流最大电流应清楚地表示在电机的特性曲线上若在双方 协议中未作规定牵引电动机和辅助电机则以下列数值作为最大电流: a.对于牵引电动机其最大电流为额定电流的 2 倍 b.对于辅助电机其最大电流为额定电流的 1.5 倍 2 . 1 2 额定转速 指电机在额定运行时的转速 牵引电动机的额定转速是指与机车动车额定速度相应的电动机转速按机车动车轮箍 处于半磨耗状态进行换算 2 . 1 3 最大转速 2 . 1 3 . 1 牵引电动机的最大转速是指与机车动车正常运行时的最大速度相应的电动机转 速按机车动车轮箍处于半磨耗状态进行换算 2 . 1 3 . 2 辅助电动机的最大转速是指电机在正常运转状态电压为最高值而励磁和负载为 在该电压下能够产生的最低值时所能达到的最高转速该转速应在双方协议书中明确规定对 直接从接触网受电的串励辅助电动机若无其他专门协议时其最大转速应不小于额定转速的 1.5 倍 2 . 1 3 . 3 主发电机和辅助发电机的最大转速是指相应于拖动它们的原动机的最大转速 2 . 1 4 额定功率 即符合于定额的输出功率用 kW表示 2 . 1 4 . 1 发电机的额定功率:即发电机线端的额定输出功率 2 . 1 4 . 2 电动机的额定功率:即额定运行时电动机轴上输出的有效机械功率 2 . 1 5 主发电机的额定输入功率和额定输出功率 主发电机的额定输入功率是指热机轴上最大输出功率减去由热机直接或间接拖动的辅助 设备可能消耗的最小总功率 主发电机的输入转变为其输出端上有效的电功率以供电给牵引电动机和其他负载例如 列车取暖从而导出主发电机的定额 通常借特殊的励磁调节装置使主发电机在不同的负载电流下保持额定输出功率不变发 电机的外特性的一部分近地呈双曲线形状外特性的这一部分称为主发电机的满功率调整曲 线 2 . 1 6 串励电动机的励磁率 4 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册, 即可下载 T B 1 4 4 9 - 8 2 串励电动机的励磁率是指励磁绕组中的安匝数与该励磁绕组在相同电枢电流下所能得到的 最大安匝数之比 串励电动机的励磁条件规定如下: 当通过励磁绕组的电流等于电枢电流时为满磁场 当电动机以使用中允许的最大励磁率运行时为最大磁场 当电动机以比最大磁场较小的励磁率运行时为削弱磁场 当电动机以使用中允许的最小励磁率运行时为最小磁场 注:当电动机励磁绕组无并联的固定分路时最大磁场和满磁场相等 2 . 1 7 电流脉动系数 电流脉动系数以百分数表示通常由下式给出: II II maxmin maxmin + 100% 式中 Imax和 Imin分别代表电流波形的最大值和最小值 2 . 1 8 脉动频率 指脉动电流的交流基波成分的频率 第二篇 技术要求 3 一般要求 3 . 1 电机产品应符合本标准的要求并按经规定程序批准的图纸及工艺文件制造 3 . 2 同型号的电机产品无论整机或主要零部件例如:定子电枢和易损件等均应具 有互换性 3 . 3 电机在-40时存放不应损坏电机运行时最低冷却空气温度由产品技术条件加以规 定 4 温升限值 4 . 1 电机绕组和换向器的温升限值 4 . 1 . 1 以不同等级材料绝缘的电机各部件 在试验台上测定的高于冷却空气温度的温升限 值列于表 1 表 1 电机绕组和换向器的温升限值 电机部件测量方法绕组绝缘材料的不同等级相应于连续小时或断续定额的温升限值 EBFH 定子绕组电阻法115130155180 电枢绕组电阻法105120140160 换向器电温度计法105105105105 冷却空气温度的标准值为 25如果试验时冷却空气温度在 10至 40之间测得的 5 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册, 即可下载 T B 1 4 4 9 - 8 2 温升一般不作修正如果试验时冷却空气温度 t 在此范围以外或修正会影响到电机的验收时 则温升试验电流 I 应按下式修正: I I t N = + 1 25 800 1 式中:IN额定电流 4 . 1 . 2 对于由车厢内取得冷却空气的电机 如双方协议中未规定其他值时 电机各部件的 温升限值应较表 1 降低相应于车厢内取得冷却空气处与车厢外的温差值 4 . 2 轴承的温升限值 当冷却空气温度不超过 40时轴承温升限值规定如下: 滑动轴承40 滚动轴承55 对于由车厢内取得冷却空气的电机轴承温限值应为上述数值减去由 4.1.2 款确定的温差 值 5 特性曲线及其允差 5 . 1 电机的特性曲线 制造厂应提供下述各种规定特性曲线在特性曲线上应表示出各最大值对所有等级的 绝缘材料绕组基准工作温度均取 115至于电机是否符合这些规定特性应在型式试验中 当电机态热时予以检查型式试验中得到的特性曲线称为典型特性曲线其中某些曲线将 作为例行试验的依据 5 . 1 . 1 对于直流和脉流电动机规定特定曲线是指在额定电压及几个规定的励磁条件 下转速效率转矩和电枢电流的关系以及空载特性曲线 5.1.2 对于主发电机规定特性曲线包括下述曲线在规定的不同转速和励磁条件下电压 和负载电流的关系曲线一般仅在热机的最大和最小转速下相应于热机的有效牵引功率绘 制这些曲线此外当热机有若干预定的转速级时应对足够数目的充分表示发电机性能的中 间固定转速绘制曲线 每条曲线应与相应的励磁条件 发电机输入功率以及相应的转速相一致 发电机的效率应至少对两个连续定额给出此外应绘制空载特性曲线 5.1.3 对于辅助发电机规定特性曲线是指:在额定转速和规定的励磁条件下电压效率 和负载电流的关系曲线:以及空载特性曲线 5 . 2 电机特性曲线的允差 5 . 2 . 1 牵引电动机速率特性曲线的允差 牵引电动机典型速率特性曲线是对包括型式试验电机在内的最初试制的 10 台电机(当 批量少于 10 台时则对全部电机)的速率特性试验值进行平均而得平均时包括正反两个转 向值的平均 表示在典型特性曲线上的转速与规定特性曲线上的转速之差应不超过表 2 给出的设计允 差在例行试验时电动机在任一转向的转速与典型特性曲线上的转速之差应不超过表 2 给 6 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册, 即可下载 T B 1 4 4 9 - 8 2 出的制造允差最初试制的 10 台电机的速率特性曲线与典型速率特性曲线的允差亦应符合表 2 制造允差的规定 所有这些允差将适用于以下转速限值之间: 对于由主发电机供电的牵引电动机较高限值系对应于满功率最小电流较低限值则对应 于 90的最大电流 对于其他牵引电动机较高限值系等于 80%的最大运行转速较低限值则对应于 90%的最 大的电流 在这些限值之间允差和电流成线性关系 表 2 牵引电动机转速允差 励磁率设计允差制造允差 较高转速限值 % 较低转速限值 % 较高转速限值 % 较低较速限值 % 最大磁场533.53 100%和 50%磁场之 间的削弱磁场 6453 小于50%满磁场的削 弱磁场 7575 注: 如果电动机额定输出功率不超过 75KW则在上表数字上加 1%的允差 若有两个或两个以上的制造厂制造同一型号的牵引电动机时其典型速率特性曲线应相同 在额定电压额定电流和额定励磁电流时牵引电动机正反两个转向的转速差值对此 两方向转速的算术平均值之比的百分数规定如下 对额定功率超过 75KW者不超过 3% 对额定功率不超过 75KW者不超过 4% 5 . 2 . 2 主发电机电压- 电流特性曲线的允差 主发电机满功率下的曲型电压电流特性曲线是对包括型式试验电机在内的最初试制 的 4 台电机的电压电流特性试验值进行平均而得型式试验时制造厂对规定特性曲线用的 励磁值有改变的自由.但对所有以后的试验均应保持这些新的励磁值. 曲型满功率特性上无论最大电流还是最大电压与规定特性曲线上相应值之差均不应大于 5%的设计允差.在例行试验时每台电机的满功率特性曲线上无论最大电流还是最大电压与典 型特性曲线上相应值之差均不应大于 5%的制造允差 5 . 2 . 3 辅助电动机和发电机特性曲线的允差 辅助电动机额定电压下的 典型速率特性曲线”或辅助发电机额定转速下的 典型电压特性曲 线”分别是对最初试制的 5 台电动机或发电机的相应特性试验值进行平均而得 对于 0.8 和 1.2 倍额定电流之间的电流值 上述典型特性曲线与规定特性曲线上数值之差应不 超过5% 在例行试验时每台电机的试验值与典型特性曲线上数值之差应不超过 5% 5 . 2 . 4 电机损耗的允差 相应于牵引电动机和辅助电机在保证定额下工作时测得之总损耗以及相应于主发电机 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册, 即可下载 7 T B 1 4 4 9 - 8 2 两个连续定额点测得之总损耗均应不超过各自规定总损耗的+15%. 注:对于不产生外部机械能并且不便于分别测量每台电机总损耗的电动发电机组 在发电机额定输出功率下 测量整个机组的总效率已足够整个机组的总损耗应不超过规定总损耗的+15%对于产生外部机械能如拖 动一台通风机的电动发电机组 不测量总效率但制造厂应测量当发电机为额定输出功率和通风机的输出 调整到一定值时机组所输入的功率输入的功率应不超过规定值的+15% 6 超速 每台电机在热态下应能承受两分钟超速试验试验后应无任何影响电机正常运转的机械损 伤和永久变形 超速试验转速规定如下: a.除下述情况外牵引电动机的超速转速为最大转速的 1.25 倍 如既无自动保护装置防止过速也无机械联锁装置防止各电动机间发生转速差异而由两 台永外久串联的电动机拖动独立的动轴时超速转速为最大转速的 1.35 倍如永久串联的电动 机台数大于 2 时可由双方协议更大的超速倍数 b.主发电机辅助发电机和辅助电动机的超速转速均为其相应的最大转速的 1.25 倍 7 换向性能 电机应能承受稳定条件下的换向试验第 16 章辅助电动机应能承受起动试验17.1 条直接或间接由接触网供电的直流和脉流电动机应能承受断开和电压突变试验17.2 条 电机经受上述试验后应无机械损坏闪络环火及永久性损伤永久性损伤是指试验完成后 会影响电机满意运行的损伤 换向器上的火花等级定为:在小于或等于额定电流对于主发电机为低电压连续额定电 流的所有可连续工作的情况下火花应不超过 112级而在其他情况下火花应不超过 2 级 对于脉流电动机上述火花等级系适用于脉流工况 电机换向器上的火花等级根据 GB7581 中表 7 确定如所有电刷下的火花程度均匀则 可用一个等级表示但如在其中一个电刷下面有较高一级的火花出现则应按较高一级的火花 等级确定如电刷下的火花程度与同等级换向器及电刷的表面状态不一致时应以换向器及电 刷的表面状态作为确定火花等级的主要依据必要时可延长试验时间再行确定 8 绝缘性能 8 . 1 电机绕组的绝缘电阻 电机绕组热态绝缘电阻要求的数值应在每种型式电机的产品技术条件中加以规定 8 . 2 电机绕组的绝缘介电强度 每台电机应能承受下列介电强度试验而绝缘不被击穿 8 . 2 . 1 绕组对机壳及绕组相互间绝缘介电强度试验 本项试验应在每台电机新装配完成及各部件的位置相当于正常工作状态和热态下进 8 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册, 即可下载 T B 1 4 4 9 - 8 2 行试验时间为 1 分钟试验电压的频率为 50Hz波形尽可能接近正弦形试验电压的数值按 表 3 的规定 表 3 绕组对机壳及绕组相互间绝缘介电强度试验电压 序号电机或绕组试验电压有效值序号电机或绕组试验电压有效值 1 直接或间接 由接触网供电 的电机或绕组 a.直流系数 b.交流系数 2.25U+2000V U 为接触网额定电压 2.25U+2000V U 为当变压器原边绕组在接触 网的额定电压下受电时通过 变压器整流器和平波电抗器 可能加在电机或绕组上的最高 对地电压 2 不由接触 网直接或间 接供电的电 机或绕组: a.恒定电压 的电机或绕 组 b.可变电压 的电机或绕 组 2U+1000V 最小值为 1500VU 为电机或绕组的额定对地电压 2U+1000V 最小值为 1500VU 为正常运行中在电机或绕组上可 能出现的最高对地电压 注试验电压用有效值表示而电压 U对于脉动电压用算术平均值表示 试验前应先测定绕组的绝缘电阻试验应对每个单独电路逐一进行试验电压应施加于被 试绕组的出线端和机壳间此时其他不参与试验的绕组均应与机壳连接 同一台电机不应重复进行本项试验但如用户提出要求允许再进行一次试验试验电压 应不超过表 3 所规定数值的 85%如有需要在试验前应将电机烘干 8 . 2 . 2 绕组匝间绝缘介电强度试验 用 1.3 倍额定电压对于内燃机车主发电机或牵引电动机系分别指额定高电压或与其相 应的牵引电动机电压值进行 5 分钟过电压试验匝间绝缘应不击穿 此时电机可作空载发电机运行强迫通风的电机还应在额定通风量下进行 提高试验电压到额定电压额定高电压或与其相应的电压的 130%时允许同时提高转 速但对发电机转速应不超过额定转速的 115%对电动机转速应不超过最大转速对于 磁路比较饱和的电机在转速增加至上述数值且励磁电流也已增加到 1.5 倍额定值时而感 应电压仍不能达到所规定的试验电压时则试验允许在所能达到的最高电压下进行 允许采用其他效果良好的匝间绝缘介电强度试验方法 8 . 3 电机显热试验后的绝缘和运转性能 电机按高温 40交变湿热试验方法进行 6 周期试验后应具有下列绝缘性能: a.电机绕组对机壳和绕组间的绝缘电阻应不低于按下式确定的数值: R U P = +1000 100 2 式中:R-电机绕组的绝缘电阻M U-电机的额定电压对于内燃机车主发电机或牵引电动机系分别指额定高电压 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册, 即可下载 9 T B 1 4 4 9 - 8 2 或与其相应的牵引电动机电压V P电机的额定功率kW 按上式计算的绝缘电阻值低于 0.22M时应按 0.22M考核 b.电机绕组对机壳及绕组相互间的绝缘介电强度应能承受表 3 所规定的试验电压值的 85%历时 1 分钟无击穿出现 c.电机绕组匝间的绝缘介电强度应符合 8.2.2 款的要求 湿热试验后电机的转动或可动部分零部件不得有卡住或影响正常运转的情况整机应能 正常地动转 9 对电机制造的要求 9 . 1 电机的电枢应校动平衡 进行动平衡时轴上不带键 电机电枢的允许不平衡值应表示 在经规定程序批准并经用户同意的技术文件中 9 . 2 牵引电动机热态时换向器的跳动量不应大于 0.04mm同时冷和热态时跳动量之差不 应大于 0.02mm 对于其他电机换向器的允许跳动量由经规定程序批准并经用户同意的技术文件加以确 定 9 . 3 装配好的牵引电动机的机座和端盖的变形不应引起电枢轴承和抱轴轴承中间隙不允 许的减少和它们正常工作的破坏 1 0 保用期限 在用户按照制造厂的产品使用说明书的规定正确地使用与存放电机的情况下制造厂应 保证电机在装到机车动车上投入运行日起的一年内但不超过自制造厂交货日起的二年内能 良好的运行如在此规定时间内电机因制造质量不良而发生损坏或不能正常工作时制造厂应 无偿地为用户修理或更换零件或电机 第三篇 验收规则及试验方法 1 1 验收规则 1 1 . 1 试验类别 电机的试验分三种:例行试验型式试验和研究性试验 每台出厂的电机产品都应进行例行试验 电机凡遇有下列情况之一者应进行型式试验: a.新产品试制完成时 b.电机设计或工艺上的变更足以引起某些特性和参数发生变化时则应进行有关的型式试 验项目: c.当例行试验结果与以前进行的型式试验结果发生不可容许的偏差时 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册, 即可下载 d.转厂生产或长期停产后重新设产时 1 0 T B 1 4 4 9 - 8 2 e.对成批或大量生产的产品进行定期的抽试抽试期限由制造厂在产品技术条件中加以 规定 每次型式试验的电机不得少于两台 某些形式试验项目则在单台或几台电机上进行 见 5.2 条11.3 条 e项13.5 条和第 18 章 研究性试验是为了获得补充资料而作的有选择的特殊试验试验的项目和方法应在双方协 议书中明确规定 1 1 . 2 例行试验的项目和程序 例行试验的项目按一般试验程序列出于下: a.电机外观检查及其外形尺寸和安装尺寸的检查这些尺寸规定在双方同意的外形图中 b.绕组在实际冷态下直流电阻的测定 c.小时定额下的温升试验 d.特性曲线绘制例行试验需测定的项目参见 15.1 条 e.超速试验 f.电枢绕组匝间绝缘介电强度试验 g.检查换向器跳动量 h.换向试验 I.绕组对机壳及绕组相互间绝缘电阻的测定 j.绕组对机壳及绕组相互间绝缘介电强度试验 k.其他规定在双方协议书中的例行试验项目 1 1 . 3 型式试验的项目 a.示于 11.2 条中的全部试验 b.进风口处空气静压力头与通风空气量关系的测定仅适用于强迫通风的电机 c.确定用以进行温升例行试验的小时定额电流 d.连续或断续定额下的温升试验 e.牵引电动机发热及冷却曲线簇的绘制每种型式电机仅做一台但当电机设计或工艺上 的变更足以引起绕组温升发生变化时则应再次进行此曲线簇的绘制 f.特性曲线绘制 g.最佳换向区的确定 h.起动试验 I.断开和接上电源试验仅适用于直接或间接由接触网供电的直流的脉流电动机 j.湿热试验允许按部件检查 k.耐振强度试验允许按部件检查 l.辅助电动机的整套试验包括起动试验及断开和电压突变试验如有与上述 hi两项相 重复之内容时则在本试验中省略这些内容如制造厂没有条件进行时 可与用户协商到机车 动车上进行 m.重量测定仅适用于新产品试制完成时及其他必要的情况 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册, 即可下载 1 1 T B 1 4 4 9 - 8 2 n.其他规定在双方协书书中的型式试验项目 1 1 . 4 用于脉流电动机的试验规则 脉流电动机的某些型式试验温升换向和特性曲线试验应在具有实际脉动频率和电流 脉动系数的脉动电流下进行 这些试验使用的设备所产生的电流脉动系数应尽可能和实际运行中整个工作范围内出现的 脉动系数接近在额定工况电流脉动系数的允差为10% 如果在型式试验时电机的温升换向和速率特性在直流和脉流下的差别已经确定则这 些电动机的例行试验可以在直流下进行 1 2 试验方法概述 1 2 . 1 电机的试验方法 电机的试验方法应根据下述原则加以确定: a.凡本标准有规定者应符合本标准 b.凡本标准未规定者在一般情况下应符合 GB1311-77直流电机试验方法 c.对有特殊要求的电机凡有本标准未规定的试验方法应在该电机产品技术条件中加以 规定 1 2 . 2 进风口处空气静压力头与通风空气量关系的测定 对于强迫通风的电机在型式试验时应测定进风口处空气静压力头与通风空气量的关系 当空气由电机的轴向往外喷出时试验时应于空气出口处加装符合空气流实际流动条件的零部 件或模型 空气静压力头用压力计或皮托管在进风口处直接量取 通风空气量的测定按 GB1236-76 通 风机性能试验方法进行 1 2 . 3 湿热试验 电机湿热试验按 GB2423.4-81 电工电子产品基本环境试验规程 试验 Db:交变湿热试验方 法进行 电机经湿热试验后如能满足 8.3 条的要求则认为试验合格 若试验样机之一不合格允许在有效地消除产品的缺陷后对两台电机进行复试若复试 时再有不合格则认为该型电机未通过试验 1 3 温升试验 1 3 . 1 温升试验项目 1 3 . 1 . 1 型式试验时电机应在其保证定额和小时定额下分别进行温升试验小时定额的 数据在型式试验过程中加以确定 1 3 . 1 . 2 例行试验时电机仅在小时定额下进行温升试验 1 3 . 2 温升试验时的通风条件 电机在试验台上 应带有实际在机车 动车上安装时能影响电机温升的各部件而进行试验 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册, 即可下载 但无机车动车运动所产生的相应通风对采用强迫通风的电机则应保持额定通风量 1 2 T B 1 4 4 9 - 8 2 不变 1 3 . 3 用回馈法进行温升例行试验 电机可用回馈法进行直流温升试验 此时一台电机作电动机运行 而另一台作发电机运行 在例行试验时应认为此两台电机的温升试验均是有效的将温升试验结果与 13.5 条确定的典 型发热或冷却曲线相比较来评定电路是否合格 1 3 . 4 温升试验时冷却空气温度的测量 1 3 . 4 . 1 对于有通风管道的电机应在电机的进风口测量冷却空气的温度 1 3 . 4 . 2 对于无风管道的电机冷却空气温度可用几只温度计分布在电机四周进行测定 温度计安置在距电机 12m 处球部所处的位置为电机高度的一半并应不受外来辐射热及 气流的影响 应采用试验过程中最后四分之一时间 当从热态开始连续定额温升试验 即以最后 1 小时 内几个相等时间间隔的温度计读数的平均值作为试验时的冷却空气温度 由于大型电机的温度不能随冷却空气温度的变化而迅速变化为避免由此而产生的误差 应采取一切适当的措施以减少这些变化和由此产生的误差 1 3 . 5 温升试验时电机各部件温度的测量方法 温升试验时电机各部件温度的测量方法基本按 G B 1 3 1 1 - 7 7 进行并作以下补充. 1 3 . 5 . 1 停机和冷却开始的时间 在试验结束时应尽可能快地使电机停转 型式试验时应优先采用电流不通过被试电机的制动方法同时冷却开始的时间应是 制动前开断电机电路和切除通风的瞬间 对于大型电机的型式试验和各种电机的例行试验为了使电机迅速停转允许采用电流通 过被试电机的制动方法在此情况下在制动期间制动电流应尽可能保持不变冷却开始 的时间应是制动电流比试验电流下降 20%的瞬间在此瞬间通风应切除 1 3 . 5 . 2 型式试验时绕组温度的测量 对于定子绕组应在电机运转时定期测量电阻由此计算出温升和绘制温升与时间的关系 曲线发热曲线为了得到试验结束时的温升最后一次测量必须刚好在温升试验结束前进 行而在短时试验的情况下必须在试验结束前不超过 20 秒钟内进行 对于电枢绕组应在停机后进行电阻的测量一系列的电阻测量应在冷却开始后不迟 于 45 秒钟内开始并至少持续 5 分钟每两次测量的时间间隔在前 3 分钟内应不超过 20 秒 此后应不超过 30 秒由这些读数计算出温升绘制温升与时间的关系曲线冷却曲线将冷 却曲线外推至冷却开始的时间以得到试验结束时的温升 1 3 . 5 . 3 例行试验时绕组温度的测量 为了简化例行试验在同一型号的最初十台电机上像型式试验一样精确地绘制每个绕 组的发热或冷却曲线然后对这十台电机的曲线加以平均作为该绕组的典型发热或冷却曲 线 采用回馈法进行例行试验时应将上述十台电机分别作为电动机和作为发电机以绘制各 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册, 即可下载 自的典型发热或冷却曲线根据两组曲线在试验结束时的温升可确定电机作为电动 1 3 T B 1 4 4 9 - 8 2 机和作为发电机运行的温升差 在以后的例行试验中对于每个绕组取接近试验结束时的几个电阻读数便足够在消除 任何时显的错误点以后由最接近试验结束时的读数计算出温升与相应的典型发热或冷却 曲线上试验结束时和测量时的测升差以及电机作为电动机和作为发电机运行的温升差进 行相加可求得每个绕组作为电动机运行时的温升值此温升值不应超过 4.1 条规定的限值 允许采用其他效果良好的温升试验方法 1 4 发热及冷却曲线簇的绘制 发热曲线簇的绘制系在最大励磁率从 40%额定电流至最大电流间不少于 5 个电流值下进 行调节电流时对于电力机车动车牵引电动机应保持电压为额定值对于内燃机车动车 牵引电动机应保持输入功率为额定值 若为强迫通风冷却的电机 试验应分别在通风量为 100 7550%额定风量和无通风条件下进行 冷却曲线以绕组的允许温升限值为起始温升对于强迫通风冷却的电机冷却曲线簇的绘 制系在与上面相同的几种通风量条件下进行 温度测量方法与温升试验时相同 1 5 特性曲线的绘制 1 5 . 1 特性曲线试验 特性曲线试验应在电机热态下进行 并应尽可能使各绕组温度接近基准工作温度 115或 在温升试验后接着就做 1 5 . 1 . 1 牵引电动机特性曲线 1 5 . 1 . 1 . 1 型式试验 取足够的试验读数每条特性曲线至少测取四至五点绘出与 5.1 条的规定特性曲线相 应的典型特性曲线其中典型速率特性曲线按 5.2 条的方法确定按照电动机所装机车动车 的设备速率特性曲线可在一个或多个降低的电压下重复测定但在此种情况下只限于在最大 和最小励磁率下进行设计为两上旋转方向运转的电动机应取两个方向的读数 若电动机须在制动工况下工作则需测定电机作发电机运行时的速率效率和转矩特性曲 线 1 5 . 1 . 1 . 2 例行试验 仅需测定额定电压最大和最小励磁率下的速率特性曲线 1 5 . 1 . 2 主发电机特性曲线 1 5 . 1 . 2 . 1 型式试验 取足够的试验读数绘出与 5.1 条的规定特性曲线相应的典型特性曲线并测出效率 1 5 . 1 . 2 . 2 例行试验 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册, 即可下载 仅需测定在最大转速最后确定的励磁电流下的下列三点:满功率调整曲线上的最大电 1 4 T B / T 1 4 4 9 - 8 2 流点最大电压点及低电压连续定额点 1 5 . 1 . 3 辅助电动机特性曲线 1 5 . 1 . 3 . 1 型式试验 取足够的试验读数绘出与 5.1 条的规定特性曲线相应的典型特性曲线其中额定电压下 的典型速率特性曲线按 5.2 条的方法确定此外转速和转矩特性曲线应在最高和最低电压下测 定 1 5 . 1 . 3 . 2 例行试验 仅需测定额定电压额定电流和额定励磁电流下的转速 1 5 . 1 . 4 辅助发电机特性曲线 1 5 . 1 . 4 . 1 型式试验 取足够的试验读数绘出与 5.1 条的规定特性曲线相应的典型特性曲线其中额定转速下 的典型电压特性曲线按 5.2 条的方法确定此外电压特性曲线应在最大和最小转速下测定 1 5 . 1 . 4 . 2 例行试验 仅需测定额定转速额定电流和额定励磁电流下的电压 1 5 . 2 效率的测定 1 5 . 2 . 1 概述 确定不同类型电机效率的几种典型方法列举于下除了直接测量以外这些方法将在 15.2.215.2.4 款加以叙述在用户和制造厂双方同意后也可以使用任何其他适合的方法 输入或输出功率直接测量的方法仅在可得到高精度测量设备时使用 1 5 . 2 . 1 . 1 直流牵引电动机 a.回馈法方法一 b.损耗分析法 c.直接测量输入和输出功率 1 5 . 2 . 1 . 2 脉流电动机 a.测定脉动损耗法 b.直接测量输入和输出功率 1 5 . 2 . 1 . 3 主发电机 a.回馈法方法二 b.损耗分析法 1 5 . 2 . 1 . 4 辅助电动机和发电机 a.损耗分析法 b.直接测量输入和输出功率 无论使用哪一种方法和公式均应遵循下述原则: a.电机各绕组的基本铜耗应换算到基准工作温度 115时的数值其他损耗不对温度进行 修正 b.在测量温度下各绕组的电阻值取为求效率的一系列点测量前后立即测得电阻值的算 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册, 即可下载 1 5 T B 1 4 4 9 - 8 2 术平均值 c.对于可反转的电动机效率应为对每个转向确定的效率的算术平均值 d.至少应在负载已稳定 10 秒钟后读取测量仪表的数值 e.每一电机的电刷接触压降取为 3V 1 5 . 2 . 2 回馈法 1 5 . 2 . 2 . 1 方法一适用于直流牵引电动机 将两台同型电机的转轴直接耦合起来一台作电动机运行另一台作发电机运行损耗由 升压机和电源供给接线如图 1 所示 图 1 假设: Um电动机端电压包括串励换向的补偿绕组 Us升压机端电压 U1电源电压 Um通过电动机的电流 Ig通过发电机的电流 I1电源供给的电流 Rm电动机电枢换向和补偿绕组的电阻电刷除外 Rg发电机电枢换向和补偿绕组的电阻电刷除外 rm电动机串励绕组电阻包括固定分路电阻 rg发电机串励绕组电阻包括固定分路电阻 Rr mm 按上述定义的 Rm和 rm的测量值归算到基准工作温度 115时的值 eb每一电机的电刷接触压降 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册, 即可下载 并假设两电机除 I2R损耗及电刷接触损耗外其余损耗相同则相应于基准工作 1 6 T B 1 4 4 9 - 8 2 温度 115时的电动机的效率可由下式确定: () = + + + 1 22 2 11 22 1 U IU IRRrrrIR Ie I U I Sgmmmmgmggb mm 3 此外如假设两电机相应绕组的电阻相同并处在相同温度下即 Rm=Rgrm=rg 则上式可简化成: () ()= + + 1 2 11 22 1 U IU IRIIe I U I RrRr I U Sgmmgb m m mmmm m m 4 在多种情况下两台电机绕组的电阻相差甚微使用简化公式引起的偏差小于试验误差 当被试电机为他励或复励电动机时可把两个他励绕组或并励绕组串联由一专门电源供 电对于他励或复励电动机如果在上述计算效率的两上公式的分数: U IU I U I sg mm + 11 2 的分子和分母各加上相应于电动机和发电机他励或并励绕组中损耗总和包括接在这些绕组 电路中的任何附加电阻损耗而不包括供电给这些电路的励磁机损耗的相同项则用上述两 公式计算效率仍然有效 1 5 . 2 . 2 . 2 方法二适用于主发电机 将两台同型发电机的转轴直接耦合起来其中一台作电动机运行此时对两电机电枢绕组 给以相同电流这电流流过升压机当电机具有并励或他励绕组时试验时这些绕组均采用 他励并对两电机也给以相同的电流由一辅助电源供电因此两电机的全部损耗将是相同 的 拖动这两台发电机的电动机可用一校正好的电动机或该套牵引电机组中之辅助发电机 所发挥的功率平衡了摩擦损耗通风损耗铁损耗和杂散损耗升压机的输出平衡了两台发 电机中由它供电的各绕组的总铜耗上述损耗加上他励电路的损耗便是测得的总损耗将测得 的总损耗除以 2 即为一台发电机的总损耗 主发电机的效率等于输出功率除以输出功率与总损耗的和而得的商 1 5 . 2 . 3 损耗分析法 用损耗分析法测定电机效率时电机的总损耗由以下成分构成: a.电枢绕组和定子绕组中的铜耗 b.机械损耗包括:电刷磨耗轴承磨耗电枢相对空气磨耗和自通风电机风扇损耗 c.空载铁损耗 d.电刷接触损耗 e.负载时的杂散损耗 注:辅助电机若有阻尼电阻则电机总损耗应包括尼电阻阻损耗在内 各损耗按以下各项的方法加以确定 1 5 . 2 . 3 . 1 绕组铜耗 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册, 即可下载 1 7 T B 1 4 4 9 - 8 2 按电流平方和电阻值和乘积确定电阻值应归算到基准工作温度 115如励磁绕组有分 路电阻或并励电路有串联电阻则应包括这些电阻的损耗在内 1 5 . 2 . 3 . 2 机械损耗和空载铁损耗 测定此两项损耗时电刷种类电刷压力和电枢轴承的润滑情况应与使用状态相同 a.机械损耗它是当电机串励或他励并在低电压低励磁下作电动机空载运转时测定 在任一转速下电枢反电势和电流的乘积便是该转速下的机械损耗 b.空载铁损耗:它是与机械损耗合成一项总损耗空载损耗而加以测定测定时电机作为 他励电动机空载运转固定某一励磁电流在任一转速下电枢反电势和电流的乘积便是该转速 下的空载损耗空载铁损耗由相同转速的空载损耗减去机械损耗而得到 1 5 . 2 . 3 . 3 电刷接触损耗 它是电枢电流与电刷接触压降的乘积 1 5 . 2 . 3 . 4 电刷接触损耗 a.除了没有补偿绕组的直流牵引电动机外所有的直流电机假设杂散损耗等于短路在 相同的转速 和相同的电枢电流下时测得的杂散损耗 b.对于没有补偿绕组的直流牵引电动机杂散损耗应等于短路在相同的转速和相同的电 枢电流下时测得的杂散损耗和修正系数 K的乘积K本身是比值 a = 励 磁 绕 组 安 匝 数 电 枢 安 匝 数 的函数 K和的关系通常由下表各点来确定: 表 4 K