直流电机试验方法GB1311-77一、适用范围1.本标准适用于一般用途的直流电机。

对有特殊要求的直流电机,凡有本标准未规定的试验方法,应在该类型电机技术条件中作补充规定。

2.形式试验或检查试验应当进行的基础上按GB 755-65《电机基本技术要求》及该类型电机技术条件的规定。

二、试验前的准备3.测量仪器的选择(1)试验时应当采用不低于0.5级精度的电气测量仪器(兆欧表除外),其他测量仪器应相当于1级精度。

(2)仪器的选择尽可能使所测数值在20～95%仪器测量范围以内。

4.测量电枢回路电压时,电压表应直接接在绕组出线端上。

5.一般检查试验前应检查电机的装配质量和轴承运行情况。

在不影响电气性能试验质量后,方可进行本标准中的各项试验。

6.中性线的测定中性线可按下列方法之一测定:(1)感应法a.电枢静止,励磁他激,将毫伏表接在相邻的两组电刷上,并交替地接通和断开电机的励磁电流(图1)。

逐步移动电刷架的位置,在每一个不同位置上测量电枢绕组的感应电势。

当感应电势最接近零时,电刷所在的位置即可认为是中性线。

毫伏表的计数建议以厉磁电流断开时的读数为准。

图1国家标准计量局发布 1977年12月1日实施中华人民共和国第一机械工业部提出上海电器科学家研究所等起草b.电枢静止,励磁他激,将毫伏表引线沿换向器圆周移动,交替地接通和断开电机的励磁电流。

当每极换向片数是整数或不是整数时,均应在相互间距离等于或最接近于一极距的两片换向片上测量感应电势。

正负感应电势各量取几点读数,然后如图2所示的作图法求出中性线。

换向片数图2(2)正反转发电机法试验时,励磁他激,保持转速、励磁电流及负载(接近额定值)不变的情况下正转及反转,逐步移动电刷位置,在每一个不同上测量电机在正转及反转时的电枢电压,直到两个电压数值最接近时为止。

此时电刷所在的位置即可认为是中性线。

(3)正反转电动机法试验时,保持端电压,励磁电流及负载(接近额定值)不变的情况下正转及反转,逐步移动电刷位置,在每一个不同位置上测量电机在正转及反转时的转速,直到两个方向的转速最接近时为止。

此时电刷所在位置即可认为是中性线。

7.轴电流的检查(1)检查由轴两端间的感应电势而产生的循环电流时,电机应在额定电压及额定转速下空载运转,并应预先断开轴电流的外部回路。

检查可以用下列方法之一进行。

a.用交流毫伏表(约100毫伏刻度)测量轴两端间的感应电势。

测量时建议采用内阻较高的毫伏表,如真空管、晶体管或热电式毫伏表。

毫伏表引线与轴表面应有良好的接触。

b.用低电阻导线将电流表(量程60安培以上)连接于轴的两端。

测量时电流表指针的偏转一般极小,在试验时,应记录指针偏转的刻度,然后手一辅助电流求出此刻度的电流数值。

测量时尽量减小电流表引线与轴表面间的接触电阻。

对变速电机,就分别在最低额定转速和最高额定转速下进行检查。

(2)检查轴磁通而产生的局部电流时,应将电机调节到额定功率、额定电压及额定转速运转,然后用低电阻引线将直流毫伏表(约100毫伏刻度)连接到尽可能靠近轴承座两端的轴表面上,每端各接一根引线进行测量。

对每一只轴承都应进行检查。

对变速电机可仅在最高额定转速下进行检查。

三、试验方法(一)绕组对机壳及其相互间绝缘电阻的测定8.绕组绝缘电阻应在下列情况下测量:(1)电机在实际冷状态下;(2)电机在热状态下(对小型电机,在切断电源后10分钟内测量;对大中型电机,与电机正常工作相差不大于10℃时测量)。

9.绕组绝缘电阻用兆欧表测量。

电机额定电压为500伏及以下的用500伏当欧表测量。

额定电压在500伏以上的用1000伏兆欧表测量。

电枢回路绕组(串激绕组除外)、串激绕组和并激绕组对机壳及其相互间的绝缘电阻应分别进行测量。

测量时,兆欧表的读数应在仪表指针达到稳定以后读出。

(二)绕组在实际冷状态下直流电阻的测定10.绕组在实际冷状态下温度的测定将电机在室内静置一段时间,用温度计测量被测绕组组的温度,绕组组温度与冷却介质温度的相差不应大于3℃,此时被测绕组的温度即为实际冷状态下的温度。

11.测量方法电机各部分绕组直流电阻时,转子应静止不动,可用下列方法之一测定:(1)双臂电桥或单臂电桥法测量小于1欧姆的电阻时不应采用单臂电桥。

(2)电流表和电压表法用电流表和电压表测量电阻时,其接线如图3和图4所示,图3的接线适用于测量电压表内阻与被测电阻之比大于200时绕组的电阻。

图4的接线适用于测量电压表内阻与被测量电阻之比小于200时绕组的电阻。

用此方法时,应采用电压稳定的直流电源,电压表与被测绕组应接触良好。

测量时电流的数值不应大于被测绕组额定电流的20%。

图3 图412.电枢绕组直流电阻的测定(1)为了校核设计值和计算效率,而将电刷自换向器上提起测量电枢绕组电阻时,应按电枢绕组的型式依下列方法进行:a.对单波绕组--应在相互间距离等于或最接近于奇数极距的两片换向片上进行测量,测得的电阻即为电枢绕组电阻。

b.对无均压线的单送绕组--应在换向器直径两端的两片换向片上进行测定。

电枢绕组的直流电阻rs由下式计算:式中r--量得的电阻值;p--极对数。

c.对装有均太线的单迭绕组--应在相互间距离等于或最接近于奇数极距,并都装有均压线的两片换向片上进行测定,测得的电阻即为电枢绕组电阻。

d.对装有均压线的复迭或复尖在相互间距离最接近于一极距,且都装有均压线的两片换上进行测定,测得的电阻即为电枢绕组电阻。

e.对其他绕组--其测量方法应根据绕组的具体结构,采用相应的方法。

(2)为了校核设计值和计算效率,而将电刷放在换向器上测量电枢绕组直流电阻时,应在下列两片换向片上进行测量;这两片换向片位于两组相邻电刷的中心线下面,且其相互间的距离应等于或最接近于一极距。

(3)为了在温升试验中用电阻法确定绕组温升而测量电枢绕组直流电阻时,应在同样两片换向片上测定电枢绕组的冷态和热态直流电阻。

测量时应尽可能减少由于电刷短路而引起的误差。

因此,所选择的两片换处片应位于相邻两组电刷之间,其相互间的距离约等于极距的一半。

在温升试验结束电机停转以后,如所造反的两片换向片不在相邻电刷之间,则应转动转子,使换向片达到所需位置。

但大型电机停转以后转动了比较困难,因此在测量冷态直流电阻时,应在换向器上多选择几组不同位置的换向片。

这样在电机停转后,总有一组换向片位于相邻电刷之间,就不需要再转动转子。

(三)空载特性的测定13.直流电机的空载特性,是指当电机在空载发电机方式下以额定转速运转时,所量取的电枢电压对于励磁电流的关系曲线。

试验时,逐步增加电机的励磁电流,直到电枢电压接近额定值的130%时为止,然后逐步减小励磁电流到零。

在做上升或下降分支时各读取9～11点,其中应在电枢电压的额定值左右多读取几点,在每一点上同时读取电枢电压和励磁电流的数值。

如电机的磁路比较饱和,电枢电压不能调节到上述数值时,则应调节到可能达到的最大电压时为止,但应注意不使励磁绕组过热。

试验过程中,励磁电流只允许向同一方向调节。

如需反向调节时,应先将励磁电流回复到零(上升分支)或增加到最大值(下降分支),然后再调节到所需数值。

(四)温升试验14.温升试验时,可用电阻法,温度计法和埋置检温计法测量电机绕组及其他各部分的温度,测得的温度是绕组的平均温度。

15.电阻法绕组温度建议用电阻法测量。

此法是利用被测绕组直流电阻在受热后增大的关系来确定绕组的温度,测得的温度是绕组的平均温度。

绕组的温升θ(℃)由下式确定:式中:r2--;试验结束时绕组的电阻(欧姆);r1--实际冷状态下绕组的电阻(欧姆);t1--实际冷状态下绕组的温度(℃);t0--试验结束时冷却介质的温度(℃);K--对绕组为235,对铝绕组为228。

16.温度计法当电机个别部分(如轴承、换向器等)的温度不能用电阻法测量时,用温度计法测量,对于低电阻绕组,如串激绕组、换向极绕组及补偿绕组,也可用温度计法进行测量)。

"温度计"包括膨胀式温度计(如水银、酒精温度计)和使用方法与普通膨胀式温度计相同的热电偶或电阻计。

用温度计法测量时,应将温度计尽可能贴附在电机各部分可能达到的最热点表面。

在使用膨胀式温度计时,为了减少温度计球部热量的散失,应当用热的不良导体(如油灰、毛毡等)将球部保护起来,但应注意不妨碍电机的通风和绕组的散热。

在电机有变化磁场的部位测量温度时,不应采用水银温度计,以免影响测量的准确性。

17.埋置检温计法"埋置检温计"即将热电偶或电阻温度计在电机制造过程中,埋置于电机制成后所不能达到的部位,此法适用于测量温度计不能接触到的部位的温度,如绕组的端部及槽部或定子铁芯的个别钢片之间。

18.温升试验时冷却介质温度的测定(1)对采用周围空气冷却的电机,空气温度可用几只温度计放置在冷却空气进入电机的途径中,距离电机1～2米处测量,温度计球部处于电机高度一半的位置,并应不受外来辐射热及气流的影响。

(2)对采用强迫通风或具有闭路循环冷却系统的电机,应在电机的进风口处测量冷却介质的温度。

(3)试验结束时冷却介质的温度,应采用试验过程中最后1小时内几个相等时间间隔的温度计读数的平均值。

19.温和蔼地电机各部分温度的测定(1)定子绕组定子绕组温度应用电阻法测定。

但对于低电阻绕组,如串激绕组、换向极绕组及补偿绕组,也可用温度计法测定。

各绕组所安放的温度计应各不少于2支。

(2)电枢绕组电枢绕组的温度应用电阻法测定,测定庆在电机切断电源停转后立即进行。

(3)电枢铁心电枢铁心齿部和钢丝扎箍的温度,用温度计测定,测定时,应在电机切断电源停转后,立即放置各不少于2支温度计。

(4)换向器换向器的温度应在电机切断电源停转后立即测定,测定时建议采用时间常数较小的温度计(如半导体点温计)。

(5)轴承滑动轴承的温度应在轴承测温孔内进行测定,流动轴承的温度可在轴承盖上测定。

20.电机各部分在切断电源后所测得温度的修正若电机各部分的温度在切断电源后测得,则所测得的温度应借冷却曲线外推至断电瞬间加以修正。

在电机切断电源后,应尽快测取电阻或温度值以绘制冷却曲线如图5所示。

曲线的横坐标(等分坐标)为时间;纵坐标(对数坐标)为电阻或温度值。

将冷却曲线延长到与纵轴相交,交点的纵坐标即为断电瞬间的电阻或温度数值。

在外推冷却曲线时,如要求比较准确,可采用二次延长法。

所为二次延长法,就是按照冷却曲线直线部分的延长线与纵轴相交得r2,然后根据量得的电阻数值与此延长线间的差值再作另一直线(见图5左下角),延长此直线与纵轴相交得△r2,则切断电源瞬间的电阻值:R2=r2+△r2如在切断电源后电机个别部分的温度先开始上升,然后再行下降,则应取量得温度中的最高数值作为电机断电瞬间的温度。

图521.连续定额电机的温升试验连续定额电机的温升试验应在额定功率,额定电压及额定转速下用直接负载法进行,直到电机各部分达到实际稳定温度时为止。