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異步起動三相永磁同步電動機的起動電流和起動轉矩較大，試驗時將涉及到危險的電流、電壓和機械力，所以應對被試電機的安裝及運轉情況進行檢查，對所有試驗應采取安全防護措施，以保證各項試驗順利進行。所有試驗應由有相關知識和有經驗的人員操作。 6.1.2 被試電機施以額定頻率的電壓，電壓的變化范圍從125%的額定電壓開始逐步降低，其中應包括100%額定電壓的測點。隨電壓降低，電流逐漸減小。當電流出現拐點后，應繼續(xù)降低電壓，直至電流回升到超過100%額定電壓時的電流值出現，取10 至12 個電壓點（大致均勻分布）。但在電流出現拐點處，測點應適當加密。在每個電壓點，測取I0、U0、P0，并應測取θ 0或R0，根據溫度與電阻成比例關系，利用試驗開始前測得的繞組初始端電阻R1、初始溫度θ 1及測取的每點溫度，可確定每個電壓點處的端電阻R0。 當按B法（見10.2.2條）測定電機效率時，必須測取每點的θ 0或R0； 6 6.3 空載反電動勢測定 空載反電動勢測定為永磁同步電動機特有的試驗項目?？捎梅赐戏ê妥钚‰娏鞣y定，推薦采用 反拖法。 6.3.1 反拖法（發(fā)電機法） 用原動機與被試電動機機械連接。原動機拖動被試電動機在同步轉速下作為發(fā)電機空載運行。分別測量被試電動機的出線端電壓電動機鐵心的溫度和環(huán)境溫度。 6.3.2 最小電流法 電動機在額定電壓、額定頻率下空載運轉達到穩(wěn)定，調節(jié)電動機的外加端電壓。使其空載電流最小， 此時的外加端電壓可近似認為電動機的空載反電動勢。分別測量被試電動機的出線端電壓U ， ab 環(huán)境溫度。 7 堵轉試驗 7.1 堵轉時的電流、轉矩和功率的測定 堵轉試驗在電機接近實際冷狀態(tài)下進行。試驗前，應盡可能事先用低電壓確定對應于最大堵轉電流和最小堵轉轉矩的轉子位置。試驗時，應將轉子堵住。電機在堵轉狀態(tài)下，轉子振蕩較大，應考慮采取措施減小波動。試驗時，可以先將電源電壓調整到額定值的20%以下，接入被試電機，保持額定頻率，盡快升高電源電壓，并在電氣穩(wěn)定后，迅速同時讀取電壓、電流、輸入功率和轉矩的穩(wěn)定讀數。為避免電機過熱，試驗必須從速進行。 試驗時，施于定子繞組的最高電壓盡可能從不低于0.9倍額定電壓開始，然后逐步降低電壓，其間、共測取5～7點讀數，每點應同時測取下列數值： UK 、IK 、TK或PK 。每點讀數時，通電持續(xù)時間應不超過10s，以免繞組過熱。 7.1.2 如限于設備，對100kW 以下的電動機，堵轉試驗時的最大IK應不低于4.5 倍IN ；對100kW～300kW 的電動機，應不低于2.5～4.0 倍IN ；對300kW～500kW 的電動機，應不低于1.5～2.0 倍IN ；對500kW 以上的電動機，應不低于1.0～1.5 倍IN 。在最大電流至額定電流范圍內，均勻地測取不少于5 點讀數。 根據試驗數據，繪制三相線電流平均值對三相線電壓平均值的關系曲線如圖3 所示，并將電壓- 電流曲線上的最高試驗電壓處順曲線的直線部分延長，與橫軸交于U′ 點。 圖3 堵轉特性曲線（Ⅱ） 7.1.3 對100kW 以上的電動機，如限于設備不能實測轉矩時，允許用公式（13）計算轉矩。此時應在 每點讀數后，測量定子繞組端電阻。 試驗時，電源的頻率應穩(wěn)定，功率測量應按需要采用低功率因數功率表，其電壓回路應接至被試電機的出線端。被試電機通電后，應迅速進行試驗，并同時讀取UK 、IK和PK 。試驗結束后，立即測量定子繞組的端電阻。 K=f(UK) TK=f(UK) GB/T — I 8 7.2 試驗結果計算 7.2.1 堵轉電流和堵轉轉矩的確定 KN 則額定電壓下被試電機的堵轉電流KN I 和堵轉轉矩T （N m）按下式求?。? N I KN U′ U′ U . UK . N I . = K K T KN 式中：U ——額定電壓值，V； N = U ——堵轉時最高試驗電壓值，V； K 7.2.2 轉矩計算 GB/T — 若堵轉試驗時的最大電壓在0.9～1.1倍額定電壓范圍內，堵轉電流IKN和堵轉轉矩TKN可由圖2堵轉 U 、IK 和U′ 值， 特性曲線查取；若堵轉試驗時的最大電壓低于0.9倍UN，則可由圖3堵轉特性曲線查取K (12) (13) (14) U . UK . U′ ——電壓-電流曲線上最高試驗電壓處順曲線的直線部分延長，與橫軸交點的電壓值，V； K I ——試驗電壓為UK 時測得的堵轉電流值，A K T ——試驗電壓為UK 時測得的堵轉轉矩值，N m。 如堵轉時不實測堵轉轉矩，則堵轉轉矩TK (N m)可按下式計算： Kcu1 ) U′ 2 U′ . PKS P . T . ( K T = 9.549. K 式中： PK P S n 堵轉時的輸入功率，W； 堵轉時的定子繞組I2R 損耗，W； PKS = 0.10 PK ; 同步轉速，r/min； PKcul P 堵轉時的雜散損耗（包括鐵耗），W；對低壓電機，取PKS=0.05PK;對高壓電機，取KS ns 8 負載試驗 8.1 概述 進行負載試驗的目的是確定電機的效率、功率因數、轉速和電流。其它試驗中，有的項目也是帶負 載進行的。負載機械與電機軸線應對中并保證安全。讀取讀數的過程是先讀取最大負載時的讀數，然后 讀取較低負載時的讀數。 試驗應在額定電壓和額定頻率下進行。開始讀取試驗數據之前，定子繞組溫度與額定負載熱試驗時 8.2 額定電壓負載試驗 測得的溫度之差應不超過5℃。 用合適的設備（如測功機，陪試電機等）給電動機加負載。用符合4.2.3款要求的轉矩測量儀器測 量轉矩。 9 9 各項損耗的確定 9.1 規(guī)定溫度下定子繞組I2R損耗 式中： I1 規(guī)定負載狀態(tài)下測得的線電流有效值或計算值（A） 換算到規(guī)定溫度θs 時的繞組端電阻（Ω） 根據相關標準或協議，按9.1.1條或9.1.2條規(guī)定, 確定θs值。 9.1.1 規(guī)定溫度θs 為換算到基準冷卻介質溫度為25℃時的繞組溫度。 N Rs θa 額定負載熱試驗結束前測得的定子繞組最高溫度(℃ ) 額定負載熱試驗結束時冷卻介質溫度(℃ ) 式中： θ 注： 重復生產的復制電機（duplicate machine），可不做熱試驗，用已有的θs值。 9 . 1 . 2 規(guī)定溫度θs 為按絕緣結構熱分級規(guī)定的基準溫度θr e f (見表2 ) θ 表2 基準溫度θr e f 絕緣結構熱分級 (℃ ) 130（B） 95 155（F） 115 180（H） 130 9.3 風摩耗Pfw 見6.2。 9.4 負載雜散損耗 9.4.1 概述 GB/T — 在六個負載點處給電機加負載。四個負載點大致均勻分布在不小于25％到100％額定負載之間（包 括100％額定負載），在大于100%但不超過150%額定負載之間適當選取2個負載點。電機加負載的過程是 從最大負載開始，逐步按順序降低到最小負載。試驗應盡可能快地進行，以減少試驗過程中電機的溫度 變化。 在每個負載點處，測取U、I1、P1、Td、、f（或n）、θt (或Rt ) 及θf 。 推薦使用溫度傳感器(埋置于定子線圈端部)測量繞組的溫度。 當按B法測定電機效率時，必須測取每點的θt或Rt 。 每個負載點處定子繞組的電阻值也可用本條的a)或b)規(guī)定的方法確定電阻值。 a) 100%額定負載及以上各負載點的電阻值是最大負載點讀數之前的電阻值。小于100%額定負載各 點的電阻值按與負載成線性關系確定，起點是100%額定負載時的電阻值，末點是最小負載讀數之后的電 阻值。 b) 負載試驗之后，立即測取定子繞組端電阻，將此電阻作為各負載點的電阻值。 Pc u 1 s = 1 . 5 I1 2 Rs (15) θs = θN - θa + 2 5 (16) s =θr e f (17) 如按照低于結構使用的熱分級規(guī)定溫升或溫度限值，則應按該較低的熱分級規(guī)定其基準溫度。 9.2 鐵耗PFe 見6.2。 負載雜散耗是指總損耗中未計入定子I2 R損耗，鐵耗及風摩耗之和的那一部分損耗。 9.4.2 輸入—輸出法間接測量負載雜散損耗 9.4.2.1 試驗方法 10 K1 t R = 1 R . 1 K1 θ1 R1 1 見8.2 見8.2 見5.2 見5.2 銅：K K 按下式計算各負載點P2 1 θt 式中： I 9.4.2.2.3 剩余損耗PL 式中： 2 1 =235；鋁：K1=225。 T . n 2 P = 式中： T = Td + kd ， kd 求取方法見附錄A Td和n 9.4.2.2.4 剩余損耗PL 試驗數據的回歸分析 L 見8.2 為剩余損耗。 P1 P2 Pcu1 PFe Pfw 見8.2 見式（19） 見式（17） 見6.2 見6.2 式中： T . 9 549 A. P = T 間接測量法需做額定負載熱試驗（見11.7.1條）；負載試驗（見8.2條）和空載試驗（見第6.1條）。 測出總損耗，從中減去定子I2 R損耗，鐵耗及風摩耗之和，可確定負載雜散損耗。B法確定電機效率時， 采用本方法。 Pcu1=1.5I1 2Rt (18) (19) (20) (22) 按下式計算各個負載點Pcu1： 各個負載點的輸入功率減去輸出功率，再減去試驗溫度下的定子I2R損耗，鐵耗與風摩耗之和，即 PL = P1 - P2 -（ Pcu1 + PFe + Pfw ） (21) 相關系數γ，對于B法，γ≥0.90。 若相關系數γ（見附錄B）小于上述規(guī)定值，刪除最差的點，重新回歸分析，如果γ≥規(guī)定值，則 GB/T — 9.4.2.2 剩余損耗PL 9.4.2.2.1 定子繞組I2R損耗Pcu1 (W) 式中Rt 為試驗溫度下的端電阻，如測量θt，則Rt 為： 9.4.2.2.2 輸出功率P2 由于PL 與T2 呈線性關系，對其進行線性回歸分析（見附錄B）得到回歸方程： 9.4.2.3 負載雜散損耗Ps t θ+ θ + + 求得斜率A 之后，每個負載點的Ps 由下式計算： B 見9.4.2.2.2，A 和B 按附錄B 求取。 用第二次回歸分析結果。如果γ仍小于上述規(guī)定值，說明測量儀表（包括轉矩測量儀）或試驗讀數，或 兩者均有較大誤差。應分析產生誤差的根源并校正再重復做試驗。 (23) T 2 A. P = S 11 式中： T 見9.4.2.2.2 A 見9.4.2.2.4 9.5 總損耗及輸出功率的確定 9.5.1 修正過的總損耗Σ P cu1s 見9.1 見6.2 見6.2 見9.4.2.3 式中： P PFe Pfw 9.5.2 輸出功率P2 見8.2 1 式中： P ΣP 見9.5.1 10 效率的確定 P η = P GB/T — Σ P = Pcu1s + PFe + Pfw + Ps (24) P2 = P1 –ΣP (25) 10.1 概述 效率是以同一單位表示的輸出功率與輸入功率之比，通常以百分數表示。輸出功率等于輸入功率減 去總損耗，若已知三個變量（輸入，總損耗或輸出）中的兩個，就可用下式求取效率η： （%） (26) （%）(27) =（1 2 100 1 . ∑ p 100 ） P 1 式中： P Ps ΣP η 見9.5.2 2 見8.2 P1 見9.5.1 除非另有規(guī)定，應在額定電壓和額定頻率狀態(tài)下確定效率。若電壓沒有顯著偏離額定值且電壓對稱 性符合4.1.1.2條的要求，則由此試驗數據求得的效率值是準確的。 10.2 效率試驗方法 可用以下試驗方法確定電動機的損耗和效率。按相關標準或協議的規(guī)定，選擇其中的一種方法確定 電機的效率。推薦采用B 法。 a) A 法——輸入——輸出法； b) B 法——損耗分析及輸入—輸出法間接測量雜散損耗； 此法是用測得的輸出功率與輸入功率之比計算效率。 試驗時，被試電機在額定負載下應達到熱穩(wěn)定狀態(tài)。按8.2條規(guī)定的方法進行負載試驗。 按16.1條給出的A格式計算電機性能。 10.2.1 A 法——輸入—輸出法 10.2.1.1 試驗過程 10.2.1.2 計算格式 10.2.2 B 法——測量輸入—輸出功率的損耗分析法 12 + 2 25 a N 1 GB/T — 測量電功率（含儀用互感器），轉矩和轉速所用儀表的準確度等級應符合4.2.2，4.2.3，4.2.4和 4.2.5的要求。這對采用B法測定電機效率尤為重要。 10.2.2.1 試驗程序 成。推薦先進行熱試驗，這樣有利于電機摩擦損耗穩(wěn)定，緊接其后進行負載試驗，最后進行空載試驗。 如不能按上述順序連續(xù)進行試驗，在進行負載試驗之前，電機必須達到額定負載熱試驗時的熱穩(wěn)定狀態(tài)。 10.2.2.1.1 負載試驗 試驗應按8.2的要求進行并測取有關數據。開始記錄試驗數據之前，定子繞組溫度與額定負載熱試 驗記錄的最高溫度之差應不超過5℃。試驗應盡可能快進行，以減少試驗過程中電機的溫度變化。 B法試驗主要由額定負載熱試驗（見11.7.1），負載試驗（見8.2）和空載試驗（見6.1）三部分組 按附錄A提出的方法，求取轉矩讀數修正值kd，測功機或轉矩傳感器應按與負載試驗相同轉向進行 校正。 10.2.2.1.2 空載試驗 空載試驗見6.1條。開始記錄試驗數據之前，電機應空載運行，直至輸入功率穩(wěn)定（見6.1條）。 10.2.2.2 各項損耗的確定 10.2.2.2.1 定子繞組在規(guī)定溫度下I2R 損耗Pcu1s (28) 5 . 1 1 1 N cu P s = K + θ . 1 K + N 式中： I1 RN 見10.2.2.1.1 見11.7.1 見11.7.1 見11.7.1 θa θN 10.2.2.2.2 鐵耗PFe 10.2.2.2.3 風摩耗Pfw 10.2.2.2.4 負載雜散損耗Ps 10.2.2.3 計算格式 I R . 按6.2條確定。 按6.2條確定。 按9.4.2 條確定。 按16.2條給出的B格式計算電機的性能。 11 熱試驗 θ θ 11.1 目的 熱試驗的目的是確定在規(guī)定負載狀態(tài)下運行時的電機某些部分高于冷卻介質溫度的溫升，以下各條 是試驗方法及數據處理的導則。 11.2 一般性說明 應對被試電機予以防護以阻擋皮帶輪、皮帶以及其他機械產生的氣流對被試電機的影響，一般非常 輕微的氣流足以使熱試驗結果產生很大的偏差。引起周圍空氣溫度快速變化的環(huán)境條件對溫升試驗是不 適宜的，電機之間應有足夠的空間，容許空氣自由流通。 11.3 溫度測量方法 有以下三種測量溫度的方法： a) 溫度計法； b) 電阻法； c) 埋置檢溫計法。 13 1 N GB/T — 11.3.1 溫度計法 溫度計包括膨脹式溫度計（例如水銀、酒精等溫度計）、半導體溫度計及非埋置的熱電偶或電阻溫 度計。測量時，溫度計應緊貼在被測點表面，并用絕熱材料覆蓋好溫度計的測溫部分，以免受周圍冷卻 介質的影響。有交變磁場的地方，不能采用水銀溫度計。 11.3.2 電阻法 用電阻法測取繞組溫度時，冷熱態(tài)電阻必須在相同的出線端上測量。繞組的平均溫升Δθ（K）按下 式計算： (29) θ . + Δ θ= ( θ + ) θ K a 1 1 1 1 θ 介質； R . R R 式中：RN——額定負載熱試驗結束時的繞組端電阻，（Ω）；（見11.7.5） R1——溫度為θ1 時的繞組初始端電阻，（Ω）； a——熱試驗結束時的冷卻介質溫度，（℃）； θ1——測量初始端電阻R1 時的繞組溫度，（℃）； K1——常數。對銅繞組，為235；對鋁繞組，為225，除非另有規(guī)定。 由于測量電阻的微小誤差在確定溫度時會造成較大誤差，所以應使用4.2.5要求的儀表測量繞組電 阻，若可能，可用第二臺儀表作檢驗，初始電阻與試驗結束時的電阻應使用同一儀器測量。 11.3.3 埋置檢溫計法 本方法是用裝在電機內的熱電偶或電阻式溫度計測量溫度。 專門設計的儀表應與電阻式溫度計一起使用，以防止在測量時因電阻式溫度計的發(fā)熱而引入顯著的 誤差或損傷儀表。許多普通的電阻式測量器件可能不適用，因為在測量時可能有相當大的電流要流過電 阻元件。 11.4 溫度讀數 11.4.1 一般說明 下面的條款介紹了三種溫度測量方法，用以測定電機的繞組、定子鐵心、進入冷卻介質以及受熱后 排出的冷卻介質的溫度，每種測量方法都有其特點，適用于測量電機特定部件的溫度。 11.4.2 溫度計法 熱試驗期間可用溫度計法（見11.3.1）測量以下部件的溫度。如有規(guī)定，可在停機后測量。 a) 定子線圈，至少在兩個部位； b) 定子鐵心，對大、中型電機，至少在兩個部位； c) 環(huán)境溫度； d) 從機座或排氣通風道排出的空氣或者是帶循環(huán)冷卻系統(tǒng)的電機排到冷卻器入口處的內部冷卻 e) 機座； f) 軸承（如屬于電機部件）。 應將溫度敏感元件放置于能測得最高溫度的部位，對于進、出氣流的空氣或其他冷卻介質的溫度， 敏感元件應放置于測得平均溫度的部位。 11.4.3 埋置檢溫計法 繞組裝有埋置檢溫計的電機熱試驗時，應用埋置檢溫計法（見11.3.3）測定繞組溫度并寫入報告， 通常，不要求停機后再取讀數。 11.4.4 電阻法 可在停機后用電阻法（見11.3.2）測量定子繞組的溫度。應在電機出線端處直接測量任意二線端 間的電阻，此電阻已測量了初始值和初始溫度。 11.5 熱試驗時冷卻介質溫度的測定 14 11.6.1 繞組溫度的測定 11.6.2 鐵心溫度的測定 11.6.3 軸承溫度的測定 對于滾動軸承，溫度計放在最接近軸承外圈處。 1 I . IN 在10%范圍內時： 當 IN Δ 2 N 1 GB/T — 11.5.1 空氣冷卻電機 對采用周圍空氣冷卻的電機，可用幾只溫度計分布在冷卻空氣進入電機的途徑中進行測量。溫度計 應安置在距電機約1m～2m處，球部處于電機高度的一半的位置，并應防止外來輻射熱及氣流的影響。取 溫度計讀數的算術平均值作為冷卻介質溫度。 對采用外接冷卻器及管道通風冷卻的電機，應在電機的冷卻介質進口處測量冷卻介質的溫度。 11.5.2 外冷卻器電機 11.5.3 內冷卻器電機 對采用內冷卻器冷卻的電機，冷卻介質的溫度應在冷卻器的出口處測量；對有水冷冷卻器的電機， 水溫應在冷卻器的入口處測量。 11.5.4 試驗結束時冷卻介質溫度的確定 試驗結束時的冷卻介質溫度，應取在整個試驗過程最后的1/4時間內，按相同時間間隔測得的幾個 溫度計讀數的平均值。 11.6 電機繞組及其他各部分溫度的測定 電機繞組的溫度用電阻法測量。如電機有埋置檢溫計，則用檢溫計測量。 鐵心溫度用檢溫計或溫度計測量，對大、中型電機，溫度計應不少于2支，取最高值作為鐵心溫度。 軸承溫度用檢溫計測量。對于滑動軸承，溫度計放入軸承的測溫孔內或者放在接近軸瓦的表面處， 11.7 熱試驗方法 熱試驗方法應采用直接負載法。 11.7.1 直接負載法 直接負載法的熱試驗應在額定頻率、額定電壓、額定功率或銘牌電流下進行。 試驗時，被試電機應保持額定負載，直到電機各部分溫升達到熱穩(wěn)定狀態(tài)為止。試驗過程中，每隔 半小時記錄被試電機的電壓U、電流I1、輸入功率P1，頻率f，轉速n，轉矩Td，繞組溫度θN以及定子鐵心、 軸承、風道進出口冷卻介質和周圍冷卻介質的溫度θa。 試驗期間，應采取措施，盡量減少冷卻介質溫度的變化。 如采用外推法確定繞組的溫升，電機在斷電停機后，應立即測量繞組的電阻，并按11.7.5 條確定額 定負載熱試驗后電阻RN。對采用外接冷卻器及管道通風冷卻的電機，在電機切離電源的同時，應停止 冷卻介質的供給。 如以銘牌電流進行溫升試驗，對應于額定功率時的繞組溫升ΔθN（K）按下述方法換算： (30) + θ. Δ = 1 ) . ( Δ N θ θ+ θ )2 . Δ θ a I I1 θ( I N I Δ + 1 K . . . . . . . . . . . . 1 當 I . IN 在5％范圍內時： IN 15 2 N Δ = Δ θ ( N I I1 GB/T — ) (31) 切斷電源后的時間間隔，s θ. 表3 時間間隔 按協議 式中： IN——額定電流，即額定功率時的電流，(A)。從工作特性曲線上求得； 1——熱試驗時的電流，(A)。取在整個試驗過程最后的1/4 時間內，按相等時間間隔測得的I Δθ——對應于試驗電流I1 的繞組溫升，(K)。(見11.3.2) 試驗應在規(guī)定時間內連續(xù)進行，直到溫度穩(wěn)定為止。 電流平均值； 11.7.2 初始狀態(tài) 11.7.3 容許過載 電動機的發(fā)熱試驗，溫度的穩(wěn)定需要較長時間，在發(fā)熱試驗的起始階段，為了縮短試驗時間，電機 在預熱階段容許適當過載（25%至50%）。 11.7.4 試驗結束 發(fā)熱試驗過程中，讀數的時間間隔應在30min或以下。電機熱試驗應進行到相隔30min兩個相繼讀數 之間溫升變化在1K以內為止。但對溫升不易穩(wěn)定的電機，熱試驗應進行到相隔60min兩個讀數之間溫升 變化在2K以內為止。 熱試驗結束應迅速斷電停機。要仔細地安排試驗程序和適當數量的試驗人員，盡快地讀取讀數以獲 11.7.5 斷電時的電阻 得可靠的數據。 從斷電瞬間算起，如在表3 規(guī)定的時間間隔內讀到了最初電阻讀數，則用此讀數按式（28）計算繞 組溫升。 額定輸出（PN），kW 或kVA PN≤50 30 50＜P 200＜P N ≤200 90 N ≤5000 120 5000＜PN 如不能在表3規(guī)定的延滯時間讀到最初電阻讀數，應盡快地以20s～60s的時間間隔讀取附加的電阻 讀數。至少要讀取5～10個讀數，把這些讀數作為時間函數繪制成曲線，外推到表3按電機定額規(guī)定的延 滯時間。建議用半對數座標紙繪制曲線，電阻繪制在對數的標尺上，如是，可以認為得到的電阻值就是 停機的電阻。如果停機后測得結果顯示出溫度繼續(xù)上升，則應取其最高值。如不能在表3列出的2倍時間 內讀到第一個讀數，則應協議確定最大延滯時間。 11.7.6 電阻測量 測量工作要特別注意，確保測得準確的電阻值。因為測量電阻時的很小誤差在確定溫度時會引起較 大的誤差。 11.8 溫升 當電機用周圍空氣冷卻時，溫升是被試電機的繞組溫度減去環(huán)境溫度。如電機是用遠處或冷卻器來 的空氣通風冷卻，溫升是被試電機的繞組溫度減去進入電機的空氣溫度。如在海拔不超過1000m 處，冷 卻空氣溫度在10℃至40℃之間進行試驗，溫升不作校正。 如試驗地點海拔超過1000m，或冷卻空氣溫度超過40℃，或這兩種情況同時存在，溫升限值按GB 755 中的規(guī)定修正。 12 失步轉矩的測定 12.1 概述 16 的轉矩值即為失步轉矩T 。PO GB/T — 失步轉矩用直接負載法測定。試驗時宜用負載均勻可調的轉矩測量儀、制動器、測功機或校正過的 直流發(fā)電機作負載。被試電動機應接到額定頻率、額定電壓實際平衡的電源上，將被試電動機調到額定 負載狀態(tài)下運行，然后逐漸增加被試電動機的負載使之失步，在失步瞬間從轉矩測量儀、制動器或測功 機上測量得的轉矩數值，即為被試電動機的失步轉矩。 a）轉矩測量儀法； b）制動器、測功機或校正過直流電機法。 采用上述試驗方法時，應在額定頻率、額定電壓下進行測定，如試驗電壓不能達到額定電壓，失步 轉矩值應按12.4換算。 12.2 轉矩測量儀法 用轉矩測量儀法測定失步轉矩時，可用自動記錄儀直接描繪轉矩轉速特性曲線和被試電機端電壓與 轉速的關系曲線，失步轉矩從曲線上求取。 試驗過程中，應防止被試電機過熱而影響測量的準確性。 以直流電機作負載時，被試電動機與傳感器、直流電機用聯軸器聯軸。直流電機他勵，其電樞由可 調電壓和可變極性的電源供電。被試電動機應接到額定頻率、額定電壓實際平衡的電源上，被試電機與 直流電機的轉向應一致。調節(jié)直流電機的電源電壓，逐漸增加被試電動機的負載使之失步，在失步瞬間 12.3 制動器、測功機或校正過直流電機法 如果被試電動機的負載為制動器、測功機，則失步轉矩可在失步瞬間在制動器或測功機上讀取。 如果被試電動機的負載為校正過的直流發(fā)電機時，則被試電動機的失步轉矩可由失步瞬間測得的直 流發(fā)電機的輸出功率，并根據效率曲線求出其輸入功率，即為被試電動機的輸出功率P，按以下公式計 算電動機的失步轉矩T （Nm）： po P + Pfw TPO nN 式中： fw .............................................（32） 2 N P0 U Ut 式中： = 9549. P ——被試電動機的風摩耗，kW。 試驗過程中，應防止被試電機過熱而影響測量的準確性。被試電機的端電壓應在其出線端上測量。 12.4 失步轉矩的換算 當試驗電壓Ut 不低于0.9 倍額定電壓時，則額定電壓時的失步轉矩按下式計算： = T . ( TPON T ——在試驗電壓Ut 時測得的失步轉矩值。PO ) .............................................（33） 當試驗電壓Ut 低于0.9 倍額定電壓時，應盡可能在1/2~3/4 額定電壓范圍內，均勻測取至少三個不 同電壓下的失步轉矩值。作lg PO T = f(lgUt)曲線，延長曲線，求出對應于額定電壓時的失步轉矩T 。PON 13 牽入轉矩的測定 13.1 標稱牽入轉矩的測定 17 GB/T — 標稱牽入轉矩（S=0.05 時的轉矩）可用直接負載法、加速法或轉矩轉速測量儀法測定。 測定時，被試電動機應接近實際冷狀態(tài)。 13.1.1 直接負載法 被試電機應接到額定頻率，電壓可調實際平衡電源上作異步電動機運轉，試驗應在冷態(tài)下進行，被 試電機的試驗電壓應盡可能提高，一般應在額定值的50%以上，調節(jié)被試電機的負載，使其轉差率為 0.05，同時讀取被試電機的電樞電壓、電樞電流、轉速或轉差率、輸入功率，若負載為測功機還應讀取 轉矩。如果采用分析過的直流電機作為負載時，應同時量取分析過直流電機的端電壓、電樞電流和勵磁 電流。 被試電機在轉差率為s 時的電磁轉矩TM （Nm），按下式計算： fws ………………………………（34） M fws P + P )n s N ) . M ………………………………（35） ( T 式中： fws = 標稱牽入轉矩的標幺值tpin 按下式計算： N ………………………（36） T = 9549. N TpiN U——求得TM 時的試驗電壓，V； U＇——由圖2 確定的電壓值，V； = ( pin t 1 ( . 式中： P——被試電機的輸出功率，即負載電機的輸入功率，kW； P ——被試電機在轉差率為s 時的機械損耗，kW，如無數據時，可近似取Pfw 值（見附錄C）。 被試電機在額定電壓時的標稱牽入轉矩TpiＮ（Nm）按下式計算： U . U U . M T ——轉差率s=0.05 時求得的電磁轉矩Nm。 2 U . U . . 1 ( ) U 2 P + P . )P s N U U 試驗中如果轉差率為0.05 的點不易準確建立時，則可調節(jié)被試電機的負載，使轉差率為0.05 左 右取4～5 點，按上述方法計算轉矩，然后作出轉矩對轉差的曲線。從曲線上確定轉差率為0.05 時的轉 矩值。 用轉矩測量儀法求取轉矩轉速特性曲線，從曲線上S=0.05處求取標稱牽入轉矩值。 13.1.2 加速法 被試電機接到額定頻率，電壓可調實際平衡的穩(wěn)定電源上，使電機作空載電動機起動，電源電壓應 調節(jié)到能使電動機由30%n N 到n N 的時間約在1.5min 左右。在加速過程中，電源電壓、頻率保持不變， 如果電機能從靜止狀態(tài)起動的最低電壓尚不能滿足上述要求，則應進一步降低電源電壓，直到上述要求 滿足為止。但此時電機應采用其他方法幫助起動（例如用吊車幫助起動或先用較高電壓起動，然后切斷 電源使電機降速，待電機轉速降到30%n N 以下時，再加所需電壓進行試驗等）。在轉速為30%n N～80%n N 范圍內，每間隔（5～10）s 測量一次轉速并記錄時間。在轉速為80%n N～100%n N 范圍內宜每隔（3～5） s 記錄一次，在試驗過程中應注意電機是否過熱。 當使用快速記錄儀試驗時，加速到全值的時間可以比上述規(guī)定快些。 18 由試驗數據作轉速對時間的曲線，如圖4所示，并求取95%n N處的曲線斜率 方法確定，以曲線上95%n N處a點為中心，取曲線上離a等距離的b、c兩點（b點的縱坐標不應超過n N）這 兩點的縱坐標之差為△n ，橫坐標之差為△t，所求的曲線斜率為 圖4 電動機空載起動時轉速與時間的關系曲線 電機的試驗電壓下轉矩Tpi（Nm）按下式計算： 式中： J——被試電機的轉動慣量，kg㎡。 如用標幺值計算，則： = 如用標幺值計算，則： 額定電壓時的標稱牽入轉矩TpiN（Nm）為： 2 . 91 N = N = 式中： U＇——由圖3 確定。 GB/T — dn dt ，該斜率可用下述 t n Δ Δ 。 J n ………………………………（37） Tpi . 9 549 t . J .n . N n t ……………………………（38） pi N T Δ Δ Δ Δ 3 10 . P U 2 ) . pi ……………………………（39） U . U U . U 2 ) . pi ……………………………（40） t = TpiN t t piN ( (U . U .U 19 GB/T — 13.1.3 轉矩轉速測量儀法 被試電機與轉矩轉速傳感器以及負載可調的負載機機械對接。被試電機接到額定頻率，電壓可調實 際平衡電源上。試驗開始時，使被試電機處于空載或輕載運行，被試電機的試驗電壓應盡可能提高，一 般應在額定值的50%以上。逐步調節(jié)被試電機的負載，使其轉差率從0.1至0，并記錄這個變化過程的T-n 和U-n曲線，至少均勻測取三個不同電壓下的T-n和U-n變化曲線，分別從曲線上查得轉差為0.05的牽入 轉矩T 。 13.2 特定轉動慣量時牽入轉矩的測定 pi T 和試驗電壓Ut。作lg pi T = f(lg Ut )曲線，延長曲線，求出對應于額定電壓時的牽入轉矩piN 永磁同步電動機的牽入轉矩值與負載的轉動慣量有關，轉動慣量越大，則同一電動機所能牽入同步 的轉矩越小。因此，測量被試電動機的牽入轉矩時應同時注明負載的轉動慣量值，否則無法衡量被試電 動機的牽入同步性能。有的電機對所能牽入同步的負載轉動慣量有明確的要求，這就要求在測試系統(tǒng)中 被試電動機與負載之間增加飛輪，以滿足所要求的轉動慣量值。 測定牽入轉矩時，可用同步測功機，渦流測功機或校正過的直流電機進行測定，牽入轉矩應在額定 電壓下測定。 測定時，被試電動機、飛輪與負載之間應用聯軸器連接。先使電機在同步狀態(tài)下，再增加負載使電 動機牽出同步，在保持額定電壓情況下逐漸減小被試電動機的負載轉矩，并隨時讀取轉矩值。當負載轉 矩減至某個值時，被試電動機剛好牽入同步。讀取牽入同步前的轉矩最小值即為被試電動機在規(guī)定轉動 慣量時的牽入轉矩。 被試電動機是否由異步運行進入同步，一般需用同步閃光燈照射被試電動機軸上的標記來確定；標 記轉動時為異步運行，標記不轉動時為同步運行。同步閃光燈需接至與被試電動機相同頻率的電源上。 永磁同步電動機在異步狀態(tài)下運轉時，電流很大，發(fā)熱很快，測定必須迅速而準確的進行。為使測定結 果準確可靠，牽入轉矩的測定應不少于兩次。在保持被試電動機溫度不變時，兩次測定結果應相同。 當試驗時的電壓t U 不是額定電壓時，應在0.5-09 倍的額定電壓范圍內，均勻測取至少三個不同電 壓下的牽入轉矩值，作lg Pi T = f(lgUt)曲線，延長曲線，求出對應于額定電壓時的牽入轉矩TPiN 。 14 最小轉矩的測定 14.1 概述 在起動過程中最小轉矩的測量方法有下列幾種： a) 測功機或校正過直流電機法； b) 轉矩測量儀法。 測定時，被試電機應接近實際冷狀態(tài)，在額定頻率和額定電壓下進行。如試驗電壓不能達到額定電 壓，最小轉矩值應按14.4條換算。 14.2 測功機或校正過直流電機法 用測功機或校正過直流電機作被試電機的負載，最小轉矩從測功機測力計上讀出，或按試驗時的轉 速和校正過直流電機的電樞電流，從直流電機的校正曲線Td=f(Ia)上求得。 直流電機的校正和使用時的要求同12.3 條。 試驗時，將被試電機與測功機或校正過直流電機用聯軸器聯接，先在低電壓下確定被試電機出現最 小轉矩的中間轉速（即同步轉速的1/13~1/7 范圍內的某一轉速，機組在該轉速下能穩(wěn)定運行而不升速）。 斷開被試電機的電源，調節(jié)測功機或校正過直流電機的電源電壓，使其轉速約為中間轉速的1/3。然后， 合上被試電機的電源，迅速調節(jié)測功機的電源電壓（或勵磁電流）或校正過直流電機的電源電壓。直至 測功機的測力計讀數或校正過直流電機的電樞電流出現最小值，讀取此數值和被試電機的端電壓。采用 校正過直流電機時，需同時讀取轉速值。 20 GB/T — 用測功機作負載時，當測功機與被試電機的轉向相同，而不能測得最小轉矩時，可改變測功機電源 電壓的極性再行測試。 試驗過程中，應防止被試電機過熱。 14.3 轉矩測量儀法 用轉矩測量儀法測定最小轉矩時，必須測取被試電機的轉矩轉速特性曲線，最小轉矩從曲線上求取。 轉矩轉速特性曲線可逐點測定后人工描繪，也可用自動記錄儀直接描繪。逐點測定轉矩轉速曲線時， 測定的點數應滿足正確求取各種轉矩（堵轉轉矩、最小轉矩、牽入轉矩、失步轉矩）的需要。在這些轉 矩附近，測量點應盡可能密一些。 試驗過程中，應防止被試電機過熱而影響測量的準確性，必要時，轉矩轉速特性曲線可分段測量。 以直流電機作負載時，被試電機與傳感器、直流電機用聯軸器連接。直流電機他勵，其電樞由可調 電壓和可變極性的電源供電。被試電動機與直流電機的轉向應一致。調節(jié)直流電機的電源電壓，逐漸增 加被試電機的負載，并同時讀取轉矩、轉速和電壓值。或用自動記錄儀描繪轉矩轉速特性曲線和被試電 機的端電壓與轉速的關系曲線。 永磁同步電動機在接近堵轉時轉子振蕩尤其劇烈，所以配接的負載慣量應至少為被試電機慣量的3 倍以上，以盡可能減小轉矩值振蕩對準確讀數的影響。需要測取從反轉到正轉起動過程中的轉矩-轉速 特性曲線T=f（n）。在測定過程中，電動機的端電壓如有變化，必須進行電壓修正，因此應同時測取電 機端電壓變化曲線。 用自動記錄儀描繪轉矩轉速特性曲線時，建議在被試電動機轉速上升和下降的情況下測取兩條轉矩 轉速特性曲線，取其平均值。每條曲線的描繪時間應不少于15s。 圖5 轉矩-轉速特性曲線T=f（n） 14.4 最小轉矩的換算 永磁同步電動機起動過程中的轉矩是由異步轉矩Ta 與永磁制動轉矩Th（通常為負值）相疊加而得， 前者與外施電壓平方成正比，后者與外施電壓值無關。因此，由于外施電壓不是額定值而需換算時，至 21 少應測取兩條不同電壓U T1 和T2，然后按以下公式求得Ta、Th。 1 Ta T 2 T2 U2 ) ( N 2 2 = ( . . . ( T 1 2 GB/T — 1、U2 下的轉矩轉速特性曲線，取最小轉矩附近多個同一轉速下測得的轉矩值 （41） （42） T = h ) T 2 UN N 1 2 U U U ) . 2 ) . ( N ) h ( U 1 U 則額定電壓U 時的最小轉矩Tmin（Nm）為： Tmin= a 式中： U ——額定電壓，V； N ( U 1 U 2 U UN 2 ) . N 1 U 、2 U ——試驗時的實際電壓，V； 15 其它試驗 UN T +T . （43） T1 、T2 ——電壓為U1 、U2 時測得的最小轉矩，Nm。 在最小轉矩附近多個轉速下的T 值畫成曲線取最小值，即為所求的最小轉矩Tmin （Nm）。 15.1 超速試驗 如各類型電機標準中無規(guī)定時，超速試驗允許在冷態(tài)下進行。對大型電機，允許對轉子單獨進行超 速。 試驗時，將電動機的轉速提高到或為1.2 倍最高額定轉速或各類型電機標準中規(guī)定的轉速，或規(guī)定 的最高轉速，歷時2min。 超速的方法有下列兩種： a） 提高被試電機的電源頻率； b） 用原動機直接驅動或通過變速驅動被試電機。 超速試驗時，應采取安全防護措施，盡可能遠距離測量轉速。 15.2 噪聲的測定 噪聲的測定按GB/T 10069.1。 15.3 振動的測定 振動的測定按GB 10068。 15.4 短時過轉矩試驗 短時過轉矩試驗應在額定電壓、額定頻率下進行。 試驗時，電動機在熱狀態(tài)下，逐漸增加負載，使其轉矩達到GB755 或各類型電機標準所規(guī)定的過 轉矩數值，歷時15s。 如限于設備，允許在試驗時用測量定子電流代替轉矩的測量，此時，定子電流值應等于1.1倍的過 轉矩倍數乘以額定電流值。 22 GB/T — 15.5 耐電壓試驗 試驗電源的頻率為工頻，電壓波形應盡可能為正弦波形。 15.5.1 試驗要求 a）耐電壓試驗在電機靜止的狀態(tài)下進行。試驗前，應先測量繞組的絕緣電阻。如需要進行超速和 短時過轉矩試驗時，該項試驗應在這些試驗之后進行，型式試驗時，該項試驗還應在熱試驗后電動機接 b）試驗時，電壓應施于繞組與機殼之間，此時其他不參與試驗的繞組均應和鐵芯及機殼連接。對 近熱狀態(tài)下進行。 額定電壓在1kV 以上的電機，若每相的兩端均單獨引出時，則應每相逐一進行試驗； c）試驗變壓器應有足夠的容量，可按下列方法選擇： 1）對低壓電動機，每1kV 試驗電壓，試驗變壓器的容量應不小于1kVA； 2）對高壓電動機，當其電容量較大時，試驗變壓器的容量應大于下式求得的計算容量S .3 T (kVA)： (44) U πfCU TN t T 式中：C——被試電機的電容量，F； U U mD2 10 3）對分馬力電動機，每1kV 試驗電壓，試驗變壓器的容量應不小于0.5kVA。 d）額定電壓在3kV 及以上的電動機進行耐電壓試驗時，建議在試驗變壓器接線柱與被試繞組之間 并聯接入放電銅球。試驗電壓應在試驗變壓器的高壓側進行測量。 e）試驗前，應采取切實安全防護措施，試驗中發(fā)現異常情況，應立即切斷試驗電源，并將繞組對 地放電。 15.5.2 試驗電壓和時間 試驗電壓的數值按GB 755或各類電機標準的規(guī)定。 試驗應從不超過試驗電壓全值的一半開始，然后均勻地或以每步不超過全值5%逐步增至全值，電壓 從半值增至全值的時間應不少于10s。全值試驗電壓值應符合GB 755的規(guī)定，并維持1min。 當對批量生產的200kW（或kVA）及以下，額定電壓UN≤1kV電機進行常規(guī)試驗時，1min試驗可用約 5s的試驗代替，試驗電壓按GB 755規(guī)定的正常值。也可用1s試驗來代替，但試驗電壓值應為GB 755規(guī)定 值的120%，試驗電壓均用試棒施加。 15.6 轉動慣量的測定 15.6.1 懸掛轉子擺動法 15.6.1.1 單鋼絲法 采用單鋼絲扭轉擺動比較法測定電機轉子的轉動慣量。 選擇密度均勻的金屬制成假轉子，假轉子形狀應為簡單的圓柱體，以便能用式（44）較精確地計算 出假轉子的轉動慣量。假轉子的質量應能將所選用的鋼絲拉直且鋼絲不變形。把假轉子可靠地懸掛在長 度l≥0.5m的鋼絲一端，鋼絲的另一端固定在支架上，鋼絲軸線應與假轉子軸線同心且垂直地面。 將假轉子繞心軸扭轉一個適當角度，仔細測量往復擺動次數N及所需時間t(s)，求得擺動周期平均 值T′ （T′ = N/t）。被試電機轉子在相同的條件下，重復上述試驗，按上方法求得其擺動周期的平均值 T ，按（46）式計算被試電機的轉動慣量J 。 假轉子的轉動慣量J′ (kg m2)由下式計算： (45) 8 S = 2 t——試驗電壓，V； TN——試驗變壓器高壓側的額定電壓，V J = ′ 式中：D——圓柱體直徑，m； m——直徑D 部分的圓柱體質量，kg； 23 被試電機轉子的轉動慣量J（kg m2）按下式計算： J 2 T 2 T′ . ′ 式中：T——被試電機轉子的擺動周期平均值，s； T′——假轉子的擺動周期平均值，s。 15.6.1.2 雙鋼絲法 用兩根平行的鋼絲將被試電機轉子懸掛起來，使其轉軸中心線與地面垂直。扭轉轉子使其產生以軸線為 中心的擺動。距轉軸中心線的扭角應不大于10o。仔細測取若干次擺動所需的時間，求出擺動周期的平 均值T。轉動慣量J（kg m2）按下式求?。? mg . J = T 2a2 l l——-鋼絲的長度，m； 16 計算格式 16.1 A 格式——A 法 時間定額 J = 式中：g——重力加速度，m/s2； α——兩鋼絲之間的距離，m； 頻率電壓同步轉速 內容 GB/T — (46) (47) 溫升限值 1 2 3 4 5 6 ( ) 4 π 2 m——-被試電機轉子的質量，kg。 15.7 軸電壓的測定 軸電壓的測定按GB/T 1029《三相同步電機試驗方法》的規(guī)定進行。 型號設計機座號hp/kW 相數 產品編號 序號 1 定子繞組初始端電阻（Ω） 2 測量初始電阻時繞組溫度（℃） 3 額定負載熱試驗結束時定子繞組端電阻（Ω） 4 額定負載熱試驗定子繞組最高溫度（℃） 5 熱試驗結束時冷卻介質溫度（℃） 6 負載試驗冷卻介質溫度（℃） 7 負載試驗定子繞組最高溫度（θt） （℃） 13 試驗溫度（θt）時定子I2R 損耗（W） 14 轉矩讀數T 8 頻率（Hz） 9 同步轉速（r/min） 10 線電壓（V） 11 線電流（A） 12 定子輸入功率（W） d （N m） 15 轉矩讀數修正值kd （N m） 24 GB/T — 16 修正后轉矩（N m） 17 輸出功率（W） 性能參數匯總表 負載（額定值的百分數） 25 50 75 100 125