1基础知识 1
1.1 电机试验的分类及常用术语 1
1.1.1 电机试验分类 1
1.1.2 电机及电机试验常用名词术语 2
1.2 电机的工作制与定额 5
1.3 电机的安装方式及其代号 7
1.4 电机的冷却方法及其代号 9
1.5 电机性能指标考核标准容差的一般性规定 13
1.5.1 保证值和容差的定义 13
1.5.2 国家标准中对电机性能指标容差的规定 13
1.6 旋转电机外壳防护分级(IP代码) 14
1.6.1 表示方法 14
1.6.2 防固体等级 15
1.6.3 防液体等级 16
1.7 关于GB/T 21210—2007中提出的起动性能代号问题 16
1.8 数值修约规则及在电机试验计算中的应用 17
1.8.1 GB/T 8170—2008主要内容 17
1.8.2 修约规则在电机试验计算中的应用 20
2试验电源、负载及安装设备 22
2.1 交流电源设备 22
2.1.1 对试验用交流电源的质量要求 22
2.1.2 三相感应调压器 23
2.1.3 接触式自耦调压器 26
2.1.4 交流三相单频发电机组 26
2.1.5 交流变频发电机组 28
2.1.6 变频器——电子变频电源 29
2.1.7 整流电源(直流电源) 30
2.2 不平衡电压对三相笼型感应电动机性能的影响 32
2.2.1 不平衡电压对电动机性能的影响 32
2.2.2 不平衡百分率的计算 33
2.3 机械负载设备 34
2.3.1 一体式测功机 34
2.3.2 分体式测功机——由转矩传感器与机械负载组成 38
2.3.3 直流发电机——电能直接消耗的负载系统 42
2.3.4 直流发电机——电能回馈的负载系统 45
2.3.5 磁粉制动器和涡流制动器 49
2.3.6 由交流异步电动机转化成的交流发电机负载 50
2.3.7 试验专用变频回馈负载 57
2.3.8 微型电动机绳索滑轮加载法 59
2.4 电机试验用工艺装备 61
2.4.1 试验平台和安装固定器件 61
2.4.2 小功率电机发热试验用支架及散热板 62
2.4.3 架电机用弯板 63
2.4.4 联轴器 63
2.4.5 可无级调高度的安装平台 68
3试验用仪器仪表和测量线路 70
3.1 试验用仪器仪表的要求和通用使用方法 70
3.1.1 仪表误差的分类和表示方法 70
3.1.2 电机试验测量对仪表准确度的要求 70
3.1.3 仪器仪表通用使用方法及注意事项 71
3.1.4 电量指示仪表的特征、用途及扩大量程的方法 72
3.2 电流互感器和电压互感器 73
3.2.1 概述 73
3.2.2 电流互感器 73
3.2.3 电压互感器 77
3.2.4 互感器的误差及其修正方法 79
3.3 交流电机试验测量电路 81
3.3.1 电流测量电路 81
3.3.2 电压测量线路 83
3.3.3 功率测量线路 84
3.3.4 电动机三相电流、电压及功率综合测量线路 87
3.3.5 两表法三相功率测量线路常见故障 88
3.3.6 用两表法测量三相功率时的读数计算三相负载的功率因数 88
3.3.7 电动系交流功率表的使用方法 89
3.4 数字式仪表 92
3.4.1 数字仪表的优点 92
3.4.2 数字仪表的不足 93
3.4.3 减小电磁干扰的措施和使用注意事项 94
3.5 温度测量仪器 94
3.5.1 测量仪器类型及要求 94
3.5.2 膨胀式温度计 94
3.5.3 点温计 96
3.5.4 热传感器和温度显示器 96
3.5.5 红外测温仪 101
3.6 转速和转差率的测量仪器与相关计算 102
3.6.1 转速的直接测量 102
3.6.2 异步电动机转差率的测量 104
3.7 直流电阻测量仪表的使用方法和注意事项 106
3.7.1 单臂电桥及使用方法 106
3.7.2 双臂电桥及使用方法 108
3.7.3 电压-电流法试验线路和有关计算 110
3.7.4 数字微欧计 111
3.7.5 不同温度时导体直流电阻的换算 112
4型式试验方法及相关计算 115
4.1 试验项目、建议顺序和对一些问题的说明 115
4.1.1 试验项目和建议顺序 115
4.1.2 对一些问题的说明 116
4.2 测量和计算中所用的主要符号 117
4.3 绕组和相关元件在冷状态下直流电阻的测定 119
4.3.1 绕组实际冷状态的定义和冷态温度的确定方法 119
4.3.2 绕组冷态直流电阻的测定方法 120
4.3.3 绕组冷态直流电阻的测定结果计算 120
4.3.4 对绕组直流电阻测定结果的判定和异常现象原因的分析 122
4.3.5 对电机内设置的热元件及加热带电阻的测量和判定 123
4.4 绝缘电阻测定试验 124
4.4.1 试验仪表的选择要求 124
4.4.2 测量方法及注意事项 125
4.4.3 绝缘电阻测量结果的判定 126
4.4.4 吸收比和极化指数(PI)的测量与考核标准 128
4.4.5 电机内部设置的热元件及加热带等绝缘电阻的测量 129
4.4.6 轴承绝缘电阻的测量 130
4.5 绕组匝间耐冲击电压试验 131
4.5.1 试验仪器的类型、工作原理和使用方法 131
4.5.2 交流低压电机散嵌绕组试验方法及试验电压限值 134
4.5.3 利用曲线状态人工判定试验结果的方法 136
4.5.4 利用波形面积差和波形差的面积大小判断试验结果 138
4.6 介电强度试验(耐电压试验) 140
4.6.1 耐交流电压试验设备及相关要求 141
4.6.2 试验电压、时间的规定及试验方法 144
4.6.3 对试验结果的判定原则 146
4.6.4 耐直流电压试验 146
4.7 堵转特性试验 147
4.7.1 试验设备 148
4.7.2 试验步骤及注意事项 151
4.7.3 试验结果的计算 153
4.7.4 采用等值电路法求取工作特性的堵转试验 155
4.7.5 采用圆图计算法求取工作特性的附加堵转试验 155
4.7.6 堵转电压大于0.9 倍额定电压、实测堵转转矩的计算实例 156
4.8 热试验 157
4.8.1 温升的定义和试验方法分类 157
4.8.2 测取各相关部件温度的方法 159
4.8.3 用埋置检温计法测量绕组温度的相关问题 161
4.8.4 直接负载用电阻法求取绕组温升的试验过程 164
4.8.5 直接负载用电阻法求取绕组温升的计算 169
4.8.6 不加实际满载的直接负载法——降低电压负载法和降低电流负载法 171
4.8.7 等效负载法——定子叠频法 173
4.8.8 笼型转子温度的测量方法 175
4.8.9 绕线转子电动机的试验要求 176
4.8.10 轴承温度的测量和限值 176
4.8.11 S1工作制热试验实测数据举例 177
4.9 电机绕组及相关部件的温升或温度限值及有关规定 179
4.9.1 用空气间接冷却绕组的温升限值 179
4.9.2 对在非基准条件下试验或运行的电机绕组温升限值的修正 180
4.9.3 集电环及电刷和电刷机构温升或温度限值 182
4.10 负载试验 182
4.10.1 试验目的和有关说明 182
4.10.2 效率确定方法的分类 183
4.10.3 A法和B法的负载试验过程 184
4.10.4 C法(成对电机双电源对拖回馈试验损耗分析法)的负载试验过程 187
4.10.5 E(E1)法(测量输入功率的损耗分析法)的负载试验过程 189
4.10.6 G(G1)法测定效率——降低电压负载法 189
4.10.7 F、F1法(等值电路法)和H法(圆图法)试验 190
4.11 空载特性试验 190
4.11.1 试验目的 190
4.11.2 试验过程和有关参数的测定方法 191
4.11.3 求取效率时各试验点的铁耗的确定方法 195
4.11.4 空载试验实例 196
4.12 杂散损耗的测定试验和有关规定 197
4.12.1 杂散损耗的定义和试验目的 197
4.12.2 基频杂散损耗测定方法 198
4.12.3 实测高频杂散损耗方法——反转法 199
4.12.4 绕线转子电动机杂散损耗的一种实测法——转子直流励磁拖动法 203
4.12.5 剩余损耗线性回归法 204
4.12.6 关于斜率A和截距B计算值分析 206
4.12.7 推荐值法 208
4.13 A法和B法效率的计算过程和相关规定 209
4.13.1 说明 209
4.13.2 A法计算效率过程 210
4.13.3 B法计算效率过程 211
4.13.4 绕组规定温度和工作温度的确定方法 214
4.13.5 B法效率试验和计算实例 215
4.14 C法效率的计算过程和相关规定 216
4.15 E和E1法求取效率的计算过程 218
4.15.1 概述 218
4.15.2 规定温度下定子和转子铜损耗的计算方法 218
4.16 F(F1)法(等值电路法)测定效率的计算过程 219
4.16.1 三相异步电动机的等值电路和计算效率所需的数据 219
4.16.2 效率计算过程及有关规定 220
4.17 G和G1法(降低电压的直接负载法)测定效率的计算过程 223
4.18 H法(圆图计算法)测定效率的计算过程 225
4.18.1 需进行的相关试验和数据 225
4.18.2 求取效率的计算过程 225
4.19 绘制工作特性曲线和获取额定数值 228
4.19.1 绘制工作特性曲线 228
4.19.2 确定额定输出功率时的性能数据 229
4.20 最大转矩的测定试验及计算方法 229
4.20.1 最大转矩的定义和转矩-转速特性曲线 229
4.20.2 接近额定电压时的实测最大转矩试验和计算方法 231
4.20.3 电源和负载设备能力不足时的实测试验方法 235
4.20.4 最大转矩的圆图计算法 236
4.21 最小转矩测定方法 240
4.21.1 最小转矩的定义 240
4.21.2 测试方法和相关规定 240
4.22 振动测定方法及限值 241
4.22.1 测量仪器和辅助工艺装备 241
4.22.2 振动测定方法 246
4.22.3 测量结果的确定 247
4.22.4 振动限值 248
4.22.5 轴振动振幅与速度有效值的关系 248
4.23 噪声测定方法及限值 249
4.23.1 说明 249
4.23.2 声音的量度 249
4.23.3 声级测量仪器和辅助装置 252
4.23.4 电机噪声声压级的测量方法 253
4.23.5 对试验环境影响因素的修正 257
4.23.6 试验结果的确定方法 258
4.23.7 声功率级和声压级之间的转换 259
4.23.8 电机负载噪声的测试方法 260
4.23.9 电机噪声限值 261
4.24 非正常工作条件试验 261
4.24.1 短时过转矩和过电流试验 262
4.24.2 短时过电压试验 263
4.24.3 超速试验 264
4.24.4 小功率电机的较长时间堵转试验 265
4.24.5 小功率三相电动机缺相运行试验 266
4.25 轴电压和轴承电流的测定试验 266
4.25.1 轴电压测定试验 266
4.25.2 轴承电流的测定 267
4.26 电机接触电流的测定试验 268
4.27 转子转动惯量的测定试验 269
4.27.1 计算法 269
4.27.2 双钢丝实测法 270
4.27.3 辅助摆摆动实测法 270
4.27.4 空载减速法 271
4.28 电机外壳防护等级试验 273
4.28.1 有关规定 273
4.28.2 防固体能力试验方法及认可条件 273
4.28.3 防液体(水)能力试验方法及认可条件 277
4.29 三相异步电动机试验报告分析 282
4.29.1 对试验报告内容的检查 282
4.29.2 对不合格项目的分析 282
4.30 对地冲击耐电压试验 285
4.31 接地路径电阻测量试验 287
5绕线转子和特殊用途电机的特有试验 288
5.1 绕线转子三相异步电动机 288
5.1.1 检查电刷系统的安装情况 288
5.1.2 定、转子电压比的测定试验 291
5.1.3 堵转和空载试验 293
5.2 防爆和增安型电机 293
5.2.1 防爆型电机爆炸性气体环境用电气设备分类和温度组别 293
5.2.2 防爆电机的防爆试验项目 295
5.2.3 隔爆型电机专用项目的试验方法和设备 295
5.2.4 增安型电机 301
5.2.5 正压型电机 303
5.3 制动电动机 305
5.3.1 静制动力矩测定试验 306
5.3.2 制动时间的测定试验 307
5.4 电磁调速电动机 309
5.4.1 YCT系列电磁调速电动机基本结构 309
5.4.2 特有或有特殊要求的试验项目、试验方法及特殊要求 310
5.4.3 对电磁调速控制器的试验 312
5.5 变频器供电调速电动机 316
5.5.1 名词解释 316
5.5.2 对所用仪器仪表的要求和抗干扰问题 317
5.5.3 试验项目和说明 318
5.5.4 试验方法和相关计算 319
5.6 井用潜水电动机 321
5.6.1 主要系列技术条件编号和相关参数 322
5.6.2 特有或有特殊要求的试验项目、试验方法和有关考核标准 322
5.7 YLJ系列力矩三相异步电动机 324
5.7.1 性能特点简介 324
5.7.2 特有或有特殊要求的试验项目、试验方法和有关考核标准 325
5.8 60 Hz电动机用50 Hz供电进行试验的计算方法 326
5.8.1 试验方法 326
5.8.2 试验数据的折算 326
6电工半成品检验和整机成品出厂试验 328
6.1 对绕组的检查和试验 328
6.1.1 常用绕组类型 328
6.1.2 对绕组外观的检查和试验 328
6.2 电工半成品检验 336
6.2.1 外观检查 336
6.2.2 电气性能检查和试验 337
6.3 整机成品检查试验 340
6.3.1 试验项目 340
6.3.2 堵转试验 341
6.3.3 空载试验 343
6.4 三相交流异步电动机出厂标准的确定原则 345
6.4.1 说明 345
6.4.2 三相交流异步电动机性能参数正常波动范围 346
6.4.3 额定电压时的空载电流统计值 346
6.4.4 额定电流时的堵转电压统计值 347
6.4.5 出厂试验数据与电机主要性能数据的关系 347
6.4.6 制定三相交流异步电动机出厂标准的原则和步骤 347
6.5 三相交流异步电动机出厂数据分析 348
7美国及加拿大电机试验标准简介(与中国对比) 351
7.1 美国和加拿大标准机构简介 351
7.1.1 IEEE 351
7.1.2 NEMA 351
7.1.3 CSA 351
7.2 我国标准GB/T 1032—2012与美国及加拿大标准的对比 352
7.2.1 说明 352
7.2.2 各标准的适用范围 352
7.2.3 对试验用电源的要求 352
7.2.4 对试验测量用仪器仪表的要求 354
7.2.5 CSA C390关于测量最大不确定度的论述 356
7.2.6 关于使用系数问题 357
7.2.7 关于电机设计类型代号问题 358
7.2.8 三相出线端标志符号和颜色的规定 359
7.2.9 能承受堵转的最长时间规定 360
7.2.10 进行型式试验时轴密封圈等附加器件的处理规定 360
7.2.11 关于热试验初期过载和热稳定的规定 360
7.2.12 关于热试验稳定后测取第一点电阻值时间的规定 361
7.2.13 不同温度时的电阻计算公式中的常数K值的定义问题 362
7.2.14 IEEE 112绕组温度的计算公式 363
7.2.15 开始进行负载试验时绕组温度的规定 364
7.2.16 同步转速计算公式 364
7.2.17 风摩损耗(机械损耗)的求取方法 364
7.2.18 负载杂散损耗的定义及求取方法 365
7.2.19 关于直联式转矩测量值修正的规定 366
7.2.20 关于效率的考核标准 366
7.2.21 耐交流电压试验 367
7.2.22 轴电流和轴承绝缘的测量试验 368
7.3 NEMA电机型号和大、中、小型电机的规定 370
7.3.1 电机型号的含义 370
7.3.2 电机大、中、小型的定义 372
附录 374
附录1电机综合标准编号和名称 374
附录2三相异步电动机标准编号和名称 375
附录3三相感应调压器技术数据(额定输入电压380 V,50 Hz) 382
附录4试验专用低电压畸变率三相感应调压器技术数据(额定输入电压380 V,50 Hz) 384
附录5三相接触式自耦调压器技术数据(额定电压380 V/0~430 V,50 Hz) 384
附录6 Y和Y2系列三相异步电动机额定电压时的空载电流和额定电流时的堵转电压统计平均值 385
附录7电机换向火花等级的确定标准 386
附录8 T分度铜-康铜、K分度镍铬-镍硅和J分度铁-铜镍(康铜)热电偶分度表(0~200 ℃,冷端温度为0℃) 387
附录9铜热电阻分度表 388
附录10 BA1和BA2(Pt100)型铂热电阻分度表 388
附录11电机振动限值(GB 10068—2008) 389
附录12旋转电机(附录13规定的除外)空载A计权声功率级限值(GB 10069.3—2008) 390
附录13冷却方式为IC411、IC511、IC611三种方式的单速三相笼型异步电动机空载A计权声功率级限值(GB 10069.3—2008) 390
附录14小功率异步电动机(IP44) A计权声功率级限值 391
附录15 Y(IP44)和Y2(IP54)系列三相异步电动机噪声声功率级限值 392
附录16额定负载工况超过空载工况的A计权声功率级允许最大增加量 393
附录17 Y系列(IP44)三相异步电动机堵转转矩倍数TK、堵转电流倍数IK限值 393
附录18电机轴线对底脚支撑面的平行度公差 394
附录19电机轴伸直径D、键槽宽F、G尺寸及其公差、对称度公差、轴伸长度一半处的径向圆跳动公差 394
附录20凸缘止口直径、凸缘止口对电机轴线的径向圆跳动及凸缘配合面对电机轴线的端面圆跳动公差 395
附录21电机试验设备生产单位通信录 395
参考文献 400