GB∕T 20114-2006 普通电源或整流 电源供电直流电机的特殊试验方法.pdf

I C S 2 9.1 6 0.3 0K 2 3巧旨中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准GB/T 2 0 1 1 4-2 0 0 6/I E C 6 0 0 3 4-1 9:1 9 9 5普通电源或整流电源供电直流电机的特殊 试验方法S p e c i f i c t e s t m e t h o d s f o r d.c.m a c h i n e s o n c o n v e n t i o n a l a n d r e c t i f i e r-f e d s u p p l i e s(I E C 6 0 0 3 4-1 9:1 9 9 5,I DT)2 0 0 6-0 2-1 5 发布2 0 0 6-0 6-0 1 实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会发 布G B/T 2 0 1 1 4-2 0 0 6/I E C 6 0 0 3 4-1 9:1 9 9 5目次前言1 范 围和 目的 ，.，.，二，.，2 规范性引用文件 一 卜.，.，.3 测定电压电流纹波 .4 电枢回路等效电感的测定 ，5 并(他)励励磁绕组电感测定 ，.6 无火花换向区的测定 .，.7 电枢电流最大允许变化率测定 8 整流电源供电直流电动机的附加损耗和效率 9 转速调整率的测定 ，.，.，G B/T 2 0 1 1 4-2 0 0 6/I E C 6 0 0 3 4-1 9:1 9 9 5月 U青 本标准等同采用I E C 6 0 0 3 4-1 9:1 9 9 5 普通电源或整流电源供电直流电机的特殊试验方法)(英文版)本标准的编写格式和编写规则符合 G B/T 1.1-2 0 0 0 标准化工作导则第 1 部分:标准的结构和编写规则 的规定 本标准由全国旋转电机标准化技术委员会(S A C/T C 2 6)提出并归口。本标准负责起草单位:上海电器科学研究所(集团)有限公司。本标准参加起草单位:哈尔滨大电机研究所、上海电机厂、上海联合电机(集团)有限公司南洋电机厂、江苏科龙直流电机制造有限公司、无锡锡杉直流电机厂、杭州金蟒电机制造有限公司等。本标准主要起草人:蒋曦、李巧莲、富立新、谢家清、陈伟民、于滨、刘铭、韩荣灿。GB/T 2 0 1 1 4-2 0 0 6/I EC 6 0 0 3 4-1 9:1 9 9 5普通电源或整流电源供电直流电机的特殊 试 验方 法范围和 目的 本标准适用于额定输出 1 k W 及以上的普通电源或整流电源供电的直流电机，但其他 I E C标准所涵盖的电机除外，如 I E C 6 0 3 4 9 0 本标准的目的是制定用于测试普通电源或整流电源供电的直流电机特性参量的试验方法。本标准所描述的任一项或全部试验项目都不应理解为对任何指定电机都要求执行特定试验应依据制造商和用户之间的协议进行2 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，鼓励根据本标准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。G B 7 5 5-2 0 0 0 旋转电机定额和性能(i d t I E C 6 0 0 3 4-1:1 9 9 6)G B/T 7 5 5.2-2 0 0 3 旋转电机(牵引电机除外)确定损耗和效率的试验方法(I E C 6 0 0 3 4-2:1 9 7 2,I DT)工 E C 6 0 3 4 9:1 9 9 1 电力牵引铁路和公路车辆用旋转电机3 测定电压电流纹波3.1 概述 本试验用于测定整流电源供电直流电机在额定运行条件下的端电压和电枢电流的变化3.2 电流纹波 推荐使用能读出直流和交流值的示波器测量电枢电流纹波峰一 峰值。另一方法是用峰一 峰值电压表读取串联在电枢回路的无感电阻器的电压降。3.3 电压纹波 可使用示波器、适用的录波器或者是串以电容量足够大不至于影响交流读数的隔直电容器的电子式峰一 峰值电压表测取电压纹波的峰一 峰值 应指出的是在测量峰一 峰值过程中，不考虑因高频尖峰脉冲引起主波形的偏移。3.4 平均值测A 在整流电源供电的情况下，电枢电压和电流的直流平均值可用磁电式仪表或能读出真实平均值的其他仪表包括数字式仪表来测量3.5 有效值测且 有效值可用电动式、动铁式或能读出真实有效值的其他仪表包括数字式仪表来测量。带有整流器型的交流仪表仅能指示部分电压或电流信号，是在假定为正弦波的前提下进行校准的，此类仪表不宜采用。推荐采用示波器观察电压和电流信号。3.6 电压和电流的纹波因数及波形因数的计算 应用 GB 7 5 5-2 0 0。的公式按本标准3.2-3.5 要求测得波形的最大值、最小值、平均值及有效值计算电压和电流的纹波因数和波形因数。GB/T 2 01 1 4-2 0 0 6/I E C 6 0 0 3 4-1 9:1 9 9 54 电枢回路等效电感的测定4.1 试验前的准备 测定电枢回路电感时，推荐由电机电枢回路端子通入 5 0 Hz 或 6 0 Hz 的单相交流电。固定电枢防止转动。使用电机原有的电刷，交流电流应限制在电机额定电流的 2 0%左右，以避免在短暂的试验期间，电刷和换向器过热。试验开始前进行检查，电刷应和换向器表面接触良好4.2 并(他)励和复励电机电枢回路电感测定 应在饱和及不饱和两种状态下测定并(他)励和复励电机电枢电感。不饱和状态试验时，并(他)励励磁绕组应短接，以 避免绕组内 感应高电压 饱和状态试验时，并(他)励绕组由直流电源供电，通以额定励磁电流，要求直流电源的电流纹波因数不超过6%04.3 串励电机电枢回路电感测定 串励电机仅进行饱和状态下试验。试验时，串励绕组由直流电源他励，通以额定电流，要求直流电源的电流纹波因数不超过 6%求得的饱和电感，并不包括由于串励磁场引起的附加电感，此电感按 5.3 条试验测定。4.4 电枢回路电感试验值的计算 按下式求得 电枢回路 电感:U s inO2 7f l 式 中:L-电枢回路电感的试验值，H;U 一交流电压的有效值，V;0-一一交流 电压、电流间的相角;f-频率，H z;I一 交流电流的有效值，A,电压U、电流1 的有效值和频率f是直接测定的电压和电流间相角用相应的方法测定，如示波器或相位计，或用 间接 方法，如 瓦特表。4.5 负载状态下的饱和电枢回路电感 被试电机作为发电机，在特定的负载电流状态下运行，使用一台交流发电机，一个电容器 C和一个电感 L，如图 1 所示，将 2 0%左右额定电流的交流电流叠加在直流负载电流上。电枢回路电感用交流电压、交流电流的有效值，按 4.4 条公式计算5并(他)励励磁绕组 电感测定5.1 概述 通过并(他)励励磁绕组端子突加电压，依其内部电流的增长速率确定并(他)励励磁绕组的电感。用电机电刷处出现的电枢电压所显示的直轴磁通增长速率计算该绕组的有效电感。试验时，电枢开路，电机驱动 到相应 于额 定转速下运行。在不饱和与饱和两种状态 下进行试 验。5.2 不饱和并(他)励励磁绕组电感的测定 测定不饱和电感时，励磁绕组用一在被试电机额定励磁电流时电压调整率小于 2%的电源供电。调节励磁电压使之在产生额定电枢电压和零电压之间缓慢循环两次，然后降到相应于电枢电压约为5 0%额定值 记下此时励磁电压作为预定值，再将励磁电压减小到零，断开励磁回路。调节励磁电压到预定值将励磁回路闭合，观察并摄录励磁电压、励磁电流和电枢电压相对于时间的变化过程5.3 饱和并(他)励励磁绕组电感的测定 为测量饱和电感，应建立并(他)励磁场(见图 2)，使励磁电压有突变时在开路的电枢回路上产生GB/T 2 0 1 1 4-2 0 0 6/I E C 6 0 0 3 4-1 9:1 9 9 59 0%到 1 1 0%额定电压的变化。闭合开关，调节励磁电压 U，产生 1 1 0%额定电枢电压。打开开关，调节凡(见图 2)使电枢电压在9 0%到 1 1 0 额定值之间变动两次，停在 9 0%额定值处。然后闭合开关，观察并摄录励磁电压、励磁电流和电枢电压相对于时间的变化过程5.4 不考虑涡流影响的并(他)励励磁绕组电感的计算 不考虑铁心涡流影响，并(他)励励磁绕组电感试验值按下式计算:I.=R,T 1.一 R,丁“式 中:L,并(他)励励磁绕组电感，H;R,并(他)励励磁绕组直流电阻，试验后直接测量，S Z;T,-励磁电流达到 6 3.2%电流变化量的时间，5;L,.,(一 并(他)励励磁绕组有效电感，H;兀u电枢电压达到 6 3.2%电压变化量的时间，s o 在提及电感值时，应说明此电感值是指饱和状态值还是非饱和状态值。55 考虑涡流影响时并(他)励励磁绕组电感值的计算 根据励磁电流的瞬态值能计算考虑电机铁心涡流影响的励磁绕组电感。在半对数坐标纸上绘制(称 一I c)/几 与时间 t 的关系，前者用对数坐标，I:是突加励磁电压后励磁电流变化的幅值，人 是其最终值。图3中，P和v是在图中直线部分中任意取的两点a 是通过P和a两点直线的延长部分与对数坐标轴的交点值。按下式计算。值 。_l n b 口 n 1 t o一t,式 中:b，和b:分别是在时间 t;和t时的(I,一1 J/I r.值。励磁绕组电感计算式如下:I.,一R.a 式中:R,励磁绕组电阻注:此公式依据了下面的近似等式:乙 一 州 _ T,T,T,T -一 二)式 中石励磁回路的时间常数;兀等 效 涡 流 回 路 的时 间 常 数6无火花换 向区的测定6.1 无火花换 向区试验 目的 无火花换向区试验目的是求出换向极磁势的极限值，在换向极磁势的极限值之间负载电流从空载电流直到不小于额定电流的范围内可得到无火花换向。为改变换向极磁势强度，把低电压发电机并联接于换向极绕组(和补偿绕组，如有)6.2 无火花换向区试验步骤 无火花换向区试验适用于带换向极的电机，测定时应在额定基速下和最高额定转速下进行试验如可能，试验应在负载状态下进行对于额定功率 5 0 0 k W 及以上的电机，无火花换向区试验可在发电机短路状态下进行。如被试电机在电动机状态下试验，应用平滑电流电源供电GB/T 2 0 1 1 4-2 0 0 6/I EC 6 0 0 3 4-1 9:1 9 9 5 为了得到最可靠结果，推荐电机在正常运行温度下进行试验。试验前必须确保电刷和换向器接触良好。如换向极绕组和(或)补偿绕组均分开，分别和电 枢绕组两边相连，磁势变化将受到电枢绕组 影响用一台辅助发电机与被试电机电刷直接相连，来增大或减小电枢电流(见图4)如果换向极绕组接在电枢绕组的一边，补偿绕组接在另一边，那么低电压发电机与换向极绕组并联，从而改变换向极绕组磁势正向的附加电流(I b)或反向的附加电流(4)应用下面公式修正到等效电流(h.ff)I b e ff=式 中:w 一个换向极的绕组匝数;Wk 一个极的补偿绕组匝数;a.换向极绕组并联支路数;a k 补偿绕组并联支路数 W1 1W+Wk a./a kI e(或 I d i)当换向绕组电流增大或减小时，应维持转速和励磁电流不变。6.3 测定换向极绕组磁动势最小值 为测定特定负载下换向极绕组最小磁动势，在换向极绕组加人正、反向附加电流，增大该电流直到换向器上能观察到火花，再渐渐减少该电流直到火花恰好消失时，量取该附加电流。用同样的方法，反复进行试验。重复测试不同电枢电流值求出各点的附加电流，并作出其与电枢电流对应的关系曲线，求出无火花换向区域的最高值和最低值(见图 5)6.4 无火花换向区宽度和偏移的计算 每一个试验点无火花换向区宽度百分比应按下式表示:二。一 Ic-Ian.)X7,N。%无火花换向区偏移的百分比应按下式表示:CA+I a)，_ _。/Y 一二2 I _ x 。%正向附加电流的最大值(相应于火花恰好熄灭时刻的数值，见 6.3);反向附加电流的最大值(相应于火花恰好熄灭时刻的数值，见 6.3);额定电枢电流。