YQ1904异步牵引电机试验大纲共20页.docx

YQ1904异步牵引电机试验大纲共20页.docx

《YQ1904异步牵引电机试验大纲共20页.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《YQ1904异步牵引电机试验大纲共20页.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

YQ1904异步牵引电机试验大纲共20页

南车株洲电机（diànjī）有限公司设计（shèjì）文件

1B90700001G39

YQ-190-4型异步牵引（qiānyǐn）电动机

试验大纲

编制

李丽

2010-07-01

更改单编号

主管设计

李金星

2010-07-01

版本

会签

审核

吴顺海

2010-07-01

批准

成熹

2010-07-02

1B90700001G39

更改（gēnggǎi）清单

版本号

生效日期

更改原因

页面

1B90700001G39

前言

本文件根据1B90700001G24《YQ-190-4异步牵引（qiānyǐn）电动机技术条件》编制。

本文件符合（fúhé）IEC60349-2《铁路机车车辆和公路车辆旋转电机第二部分：

电子变流器供电的交流电动机》的规定。

YQ-190-4异步牵引（qiānyǐn）电动机试验大纲

1范围（fànwéi）

本文件规定了YQ-190-4型异步牵引电动机的试验（shìyàn）要求、试验项目和试验方法。

本文件（wénjiàn）适用于YQ-190-4型异步牵引电动机（以下简称电机）的试验。

2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。

IEC60349-2：

2002铁路机车车辆和公路车辆用旋转电机第2部分：

电子变流器供电的交流电动机

IEC61377-1:

2006轨道交通机车车辆组合试验第1部分逆变器供电的变流电动机及其控制系统的组合试验

3基本参数及技术性能指标

3.1电机基本参数

电机类型鼠笼式三相感应电动机

供电方式VVVF逆变器供电

定额方式连续制

额定功率190kW

接触网电压DC1000V～1800V

额定转矩1008N·m

电机电压（基波有效值）1050V

电机电流（基波有效值）131A

额定转速1800r/min

额定频率60.9Hz

效率（基波值）92%

绝缘（juéyuán）等级200级

极数4极

转向（zhuǎnxiàng）U-V-W正常（zhèngcháng）相序时顺时针方向（fāngxiàng）旋转（从传动端看）

最大转速4350r/min

质量620kg，具有±5%的误差

冷却方式自通风

悬挂方式全悬挂

齿轮传动比6.3125（101/16）

齿轮传动效率98%

3.2牵引特性和制动特性曲线

电机的牵引特性曲线见图1，制动特性曲线见图2。

图1牵引特性曲线

图2制动特性（tèxìng）曲线

4试验（shìyàn）要求

4.1试验（shìyàn）电源

型式试验时，一般采用装车使用的变流器供电，也可以（kěyǐ）采用电压波形与实际运行时的电压波形和谐波分量非常类似的电源供电。

例行试验时，振动试验采用变频电源，其他试验采用工频50Hz正弦波电源供电。

4.2测量仪表的选择

电量测量仪器的准确度应不低于0.5级（满量程）（兆欧表除外），仪用互感器的准确度等级应不低于0.2级（满量程），转矩测量仪（含测功机和传感器）的准确度等级应不低于0.5级（满量程），转速表读数误差在±1r/min以内，频率表的准确度等级应不低于0.1级（满量程），绕组的直流电阻可用双臂电桥、单臂电桥或数字式微欧计测量，准确度等级应不低于0.2级（满量程）,温度测量仪最大允许误差为±1℃。

除堵转试验、最大转矩和最小转矩的测量外，转矩测量仪的标称转矩应不超过被试电机额定转矩的2倍。

在被试电机为额定转速时，测得的联轴器及测功机（或负载电机）的风磨耗应不大于被试电机额定输出的15%,转矩变化的敏感度应达到额定转矩的0.25%。

选择仪表时，应使测量值位于20%～95%仪表量程范围内。

在用两瓦特表法测量三相功率时，应尽量使被测的电压及电流值分别不低于瓦特表的电压量程及电流量程的20%。

4.3试验项目

电机的试验分为型式试验和例行试验。

试验项目如下（●为型式试验项目，★为例行试验项目）:

a）电机转动检查，电机外观检查及外形安装尺寸检测；●★

b）定子绕组对机座绝缘电阻的测定；●★

c）定子绕组在实际冷态下直流电组的测定；●★

d）转向试验；●★

e）速度传感器信号试验；●★

f）空载（kōnɡzǎi）试验；●★

g）空载（kōnɡzǎi）特性；●

h）堵转试验（shìyàn）；●★

i）堵转特性（tèxìng）；●

j）定子短时加热试验；●★

k）温升试验；●

l）特性曲线及容差；●

m）超速试验；●

n）耐压试验；●★

o）噪声测定；●

p）振动测定；●★

q）定子浸水试验●

r）称重。

●

4.4试验前的准备

在完成下述准备工作后，方可以进行电机试验。

a）按电机外形图检查电机的外形及安装尺寸；

b）转动转子，检查轴承转动是否灵活以及是否有不正常声响；

c）检查接线是否牢靠；

d）检查所有紧固零件是否已经安装到位；

e）检查铭牌固定是否牢靠，铭牌数据是否正确。

5试验

5.1绕组在实际冷态下直流电阻的测定

采用双臂电桥测量，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0.5%范围内，取其平均值作为电阻的实际值。

例行试验时，每一电阻可仅测量一次。

电阻计算公式：

Ra=Rmed－Rbc

Rb=Rmed－Rca

Rc=Rmed－Rab

式中：

Ra、Rb、Rc——分别（fēnbié）为A相、B相、C相电阻值（Ω）；

Rab、Rbc、Rca——分别（fēnbié）为线端A与B、B与C、C与A间测得的电阻值（Ω），其中（qízhōng）中间值Rmed（Ω）由下式确定（quèdìng）：

Rmed=（Rab＋Rbc＋Rca）/2

如果各线端间的电阻值与三个线端电阻的平均值之差不大于平均值的1.5%时，则各相电阻值R（Ω）可按下式计算：

R=Rav/2

式中：

Rav——三个线端电阻的平均值，Ω。

5.2转向试验

从轴伸端看,电机按U,V,W相序接线时,电机顺时针方向旋转。

5.3速度传感器信号试验

5.3.1试验设备

速度传感器电源为可调电压直流电源，试验时输入电压为DC15V，速度信号测试仪为FLUKE数字示波器，试验时电机采用变频电源供电，转速可调节。

5.3.2引线定义

棕色－—电源（正）；绿色——电源（负）；蓝色——信号S1（通道S1）；白色－—信号S2（通道S2）；无色——屏蔽线。

5.3.3试验方法

试验（shìyàn）转速1000r/min，在正转和反转时测试并记录信号（xìnhào）S1和S2相位关系、高电平、低电平和占空比。

5.3.4技术标准

相位差90°±45°；

输出（shūchū）高电平高于UB（15）-2.5V；

输出（shūchū）低电平低于1.5V；

占空比50%±25%；

信号与转向关系定义：

按引线定义接线，电机旋转方向从传动端看为顺时针方向旋转（图2中为A向旋转）时，信号S1（通道S1）落后信号S2（通道S2）90°（转向定义见图3）。

图3转向定义

图4为脉冲图。

图4脉冲图

5.4温升试验

5.4.1定额

试验在以下（yǐxià）定额进行：

工作制：

S1（持续制，装车（zhuānɡchē）使用的逆变器供电）

额定（édìng）电压（基波（jībō）有效值）：

1050V

额定功率：

190kW

额定电流（基波有效值）：

131A

额定点定子频率：

60.9Hz

5.4.2通风

电机自通风，对电机温升有影响的所有电机部件均应组装在位。

不提供相当于车辆运行所产生的冷却条件。

5.4.3温度测量

定子绕组温度分别用电阻法和PT100温度传感器测量。

计算温升时以电阻法为准。

铁心温度用PT100温度传感器测量。

进、出口冷却空气温度用温度计或PT100温度传感器测量。

5.4.4电阻的测量

定子绕组热态电阻测量应在断能后45s内测出定子绕组第一个电阻值。

每个绕组逐次测量的时间间隔，在最初3min内应不超过20s,此后为30s,试验结束时的定子绕组温升采用对数坐标的外推法求得。

5.4.5温升值计算

试验结束时的定子温升△T（K）由下式确定：

△T=（R2／R1）×（235＋t1）-（235＋ta）

式中：

t1——绕组的初始温度，℃；

ta——试验结束时的冷却空气温度，℃；

R1——温度为t1时的绕组电阻，Ω；

R2——试验结束时的绕组电阻，Ω。

试验时，如果冷却空气的温度在10℃～40℃之间，测定的温升不必修正。

如果冷却空气的温度（wēndù）在此范围之外，则按下式予以修订：

△T’=△T×（1-

）

式中：

△T’——修订（xiūdìng）后温升，K；

t——试验（shìyàn）时的冷却空气温度，℃。

5.4.6温升限（shēnɡxiàn）值

电机自通风，冷却空气温度在10℃～40℃之间的环境条件下，由逆变器供电进行各种定额的温升试验，其温升值不超过表1规定。

表1温升限值

电机部件

测量方法

允许温升限值（K）

定子绕组

电阻法

200

转子

温升不应危及邻近绕组或其他部件

当冷却空气温度在10℃～40℃之外，则可对所测温升进行修正，修正后的温升值不应超过表1规定。

初始冷态电阻的测量应该用随后做热态电阻测量的相同仪表来完成。

轴承允许温升为80K。

5.5定子短时加热试验

电机从冷态开始，空载运行，工频50Hz，电流约145A（在型式试验时确定），当绕组温升高于130K时，停止试验，记录电机运行时间，电机电压和电流，以后每次例行试验时以该试验输入数据为准。

其余按5.4.2～5.4.6进行。

5.6特性曲线及容差

5.6.1特性曲线

逆变器供电（ɡònɡdiàn），试验（shìyàn）在温升试验（shìyàn）后立即进行，该特性应为逆变器供电下的变频特性，特性为电动机整个工作范围内，电动机的线电压、电流、频率、转差频率、平均转矩、功率因数和效率跟电动机转速的关系曲线。

这些曲线应在定子频率从0至151Hz范围内，每10Hz取一点在热态下进行试验，并测量定子绕组电阻值。

试验后绘制特性曲线（数据按表2格式记录），绕组的温度应换算（huànsuàn）到基准工作温度150℃。

试验只需按一个旋转方向进行。

试验在牵引和制动工况下分别进行。

表2电机特性记录表

转速

r/min

线电压

V

电流

A

定子频率

Hz

转差

Hz

转矩

N·m

功率因数

效率

5.6.2容差

相应于规定的特性曲线上0～4350r/min之间，任一点的典型转矩不应小于95%的规定值。

保证定额下，测得的损耗比规定损耗的值应不超过规定损耗的15%。

5.7空载试验

5.7.1典型值的确定

电机由正弦波电源供电，在以下条件下空载运行,测定空载电流：

——电压（diànyā）：

1018V；

——定子（dìngzǐ）频率：

50Hz。

典型值是四台电机（diànjī）试验的平均值，其中一台必须是型式试验的电机。

电机停转后测量定子（dìngzǐ）绕组的电阻值。

5.7.2容差

例行试验时，电流值不得偏离典型值的±10%。

5.8空载特性

电机空载运行，按定子频率为15Hz、30Hz、50Hz、61Hz、80Hz、120Hz做电机空载特性，测定各频率点输入电压和输入功率与空载电流的函数关系并绘制曲线。

试验时，每频率点要求从电压高到电压低依次进行（电压限值1500V），每频率点按表3记录。

表3空载特性试验记录表

定子频率（Hz）

实测

定子电流（A）

10

20

30

40

50

60

70

80

90

定子电压（V）

功率因数

输入功率（kW）

定子铁心温度（℃）

5.9堵转试验

5.9.1典型值的确定

电机由工频50Hz电源供电，堵住转子，加上一个能产生接近额定电流（IN=131A）的电压，该电压值应在被试的第一台电机中确定，并应该在以后的全部试验中采用。

典型值是四台电机试验的平均值。

试验后测量定子绕组的电阻值。

5.9.2容差

例行试验时，电流值不得偏离典型值的±5%。

5.10堵转特性

按定子频率15Hz、30Hz、50Hz、61Hz、80Hz、120Hz做电机堵转特性，测定电压、输入（shūrù）功率、转矩与转子堵转时的电流的函数关系并绘制曲线。

试验时每频率点要求从电流高到电流低依次进行，按表4记录。

表4堵转特性（tèxìng）试验记录表

定子频率（Hz）

实测

定子电流（A）

50

100

131

150

200

250

定子电压（V）

功率因数

输入功率（kW）

定子线圈温度（℃）

5.11超速试验（shìyàn）

电机（diànjī）超速的试验程序如下：

a）转子护环外径尺寸测量（冷态）；

b）电机组装；

c）热态下超速（电机以5220r/min转速运转2min）；

d）转子护环外径尺寸测量，测量位置与a）一致（完成超速试验后，在冷态下测量）。

超速试验也可以在转子装入定子前进行，只要保证有适当方法能将转子加热到接近保证定额试验终了的同一温度，在两端护环各选定并标记四对直径测量点测量，按表5记录。

表5超速试验记录表格单位mm

传动端各点

超速前

超速后

非传动端各点

超速前

超速后

1-5处直径

1-5处直径

2-6处直径

2-6处直径

3-7处直径

3-7处直径

4-8处直径

4-8处直径

5.12绕组绝缘电阻的测定

定子绕组热态绝缘电阻不得低于1.8MΩ。

5.13耐压试验（shìyàn）

5.13.1对地耐压试验（shìyàn）

电机热态时，定子绕组对机座应能承受4600V，50Hz正弦交流电压，历时1min的对地耐压试验，而不发生（fāshēng）绝缘击穿。

若安装有PT100温度传感器，则温度传感器对机座应能承受500V、50Hz正弦交流电压，历时1min的对地耐压试验，而不发生绝缘击穿。

型式试验时，耐压试验在超速试验后，电机热态时进行。

5.13.2匝间耐压试验

电机热态时，分别在定子绕组UV之间、UW之间、VW之间施加6500V脉冲电压，历时3s，匝间绝缘应无损伤。

5.14振动测定

电机弹性安装在试验台上，测量图5所示A、B、C三点的水平、垂向和轴向振动值,例行试验时，按表6记录；型式试验时,按表7记录。

图5振动（zhèndòng）测定

表6振动试验（shìyàn）记录表（例行试验）

电机转速（r／min）

振动速度（mm/s）

限值（mm/s）

水平

垂向

轴向

1800

3.5

3000

3.5

4350

5.25

表7振动（zhèndòng）试验记录表（型式试验）

电机转速（r／min）

振动速度（mm/s）

限值（mm/s）

水平

垂向

轴向

1000

3.5

1500

3.5

2000

3.5

2500

3.5

3000

3.5

3600

3.5

3800

5.25

4000

5.25

4500

5.25

5.15噪声（zàoshēng）测定

噪声测定按IEC60349－2附录C进行，噪声值在电机空载时测定，在两个转向上测量，每一转速下测点位置（wèizhi）见图5，测量转速为1000r/min，2000r/min，3500r/min，4000r/min，4350r/min下的电机噪声声功率级，每一转速下各测量点的噪声声功率级按表8记录。

根据各点噪声声功率级，将各转速下的噪声声功率级记入表9中。

图6噪声（zàoshēng）测点布置

试验时，电机应组装完成，所有盖板均应在位。

且电机不与任何其他设备相连接。

表8噪声试验记录表

测点位置

电机转速r／min

A计权声功率级dB（A）

正转

反转

测点1

测点2

测点3

测点4

测点5

表9噪声（zàoshēng）试验记录表

电机转速

r／min

A计权声功率级dB（A）

限值

dB（A）

正转

反转

1000

103

2000

107

3600

112

4000

113

4500

115

5.16定子浸水（jìnshuǐ）试验

电机（diànjī）定子浸水试验只对1台电机定子进行。

试验在定子浸漆、固化后进行。

试验前必须对定子进行冷态绝缘电阻试验，试验合格（500MΩ以上）后方可进行。

浸水试验测定电路如图6：

引出线

图7浸水（jìnshuǐ）试验示意图

电机定子浸水（jìnshuǐ）试验试验（shìyàn）方法：

a）定子冷态绝缘（juéyuán）电阻测量；

b）将绝缘电阻仪如上图连接，以1000VDC的状态持续1分钟，确认1分钟的绝缘电阻为500MΩ以上。

c）将清水注入容器，至上图所示的水位（淹没端部连线，接线盒不得浸入水中）为止。

（注水同时也要进行绝缘电阻测定。

）

d）注水完了后开始计时，每隔5分钟记录绝缘电阻值。

1小时后绝缘电阻值不得低于3MΩ。

5.17称重

测量电机转子和整机重量应符合设计要求。

内容摘要

（1）株洲南车株洲电机股份有限公司设计文件

1B90700001G39

YQ-190-4型异步牵引电动机

试验大纲