YQ190-4异步牵引电机试验大纲

1、 1B90700001G39 株洲南车株洲电机股份有限公司设计文件1B90700001G39YQ-190-4型异步牵引电动机试验大纲编 制李丽李丽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第 16 页 共1514页1B90700001G39更改清单版本号生效日期更改原因页 面1B90700001G39前 言本文件根据1B90700001G24YQ-190-4异步牵引电动机技术条件编制。本文件符合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。这样描述

2、YQ-190-4异步牵引电动机试验大纲1 范围 本文件规定了YQ-190-4型异步牵引电动机的试验要求、试验项目和试验方法。本文件适用于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。根据最新国家标准要求，引言改为这样表述IEC 60349-2：2002 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标准名称不准确IEC61377-1:2006轨道交通 机车车辆 组合试验 第1部分 逆变器供

3、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 DC1000V1800V额定转矩 1008 N·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%绝缘等级200级极数4极转向U-V-W正常相序时顺时针方向旋转（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

4、）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 制动特性曲线4 试验要求4.1 试验电源型式试验时，一般采用装车使用的变流器供电，也可以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

5、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

6、型式试验和例行试验。试验项目如下（型式试验应进行下列带为的型式试验项目，为例行试验应进行下列带例行试验的项目。）: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) 空载试验； g) 空载特性；h) 堵转试验； i) 堵转特性；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

7、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=RmedRbcRb=RmedRcaRc=RmedRab式中：Ra 、Rb 、Rc 分别为A相、B相、C相电阻值（）；Rab、Rbc、Rca 分别为线端A与B、B与C、C与A间测得

8、的电阻值（），其中中间值Rmed（）由下式确定： Rmed = (RabRbcRca)/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（）可按下式计算：R=1/2Rav /2R=Rav式中：Rav 三个线端电阻的平均值，。5.2 6.2.4 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。6.2.55.3 速度传感器信号试验6.2.5.15.3.1 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。 6.2.5.25.3.2 引线定义

9、 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。6.2.5.35.3.3 试验方法试验转速1000 r/min，在正转和反转时测试并记录信号S1和S2相位关系、高电平、低电平和占空比。 6.2.5.45.3.4 技术标准 相位差90°±45°； 输出高电平高于UB（15）-2.5V ；输出低电平低于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°（

10、转向定义见图3）。图3 转向定义图4为脉冲图。转向定义图4 脉冲图脉冲图6.2.65.4 温升试验6.2.65.4.1 定额试验在以下定额进行：工作制： S1(持续制，装车使用的逆变器供电)额定电压(基波有效值)：1050 V额定功率： 190 kW额定电流(基波有效值)：131 A额定点定子频率： 60.9 Hz6.2.65.4.2.2 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。6.2.6.35.4.3 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

11、空气温度用温度计或PT100温度传感器测量。6.2.6.45.4.4 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。6.2.6.55.4.5 温升值计算试验结束时的定子温升T（K）由下式确定：T =(R2R1)×(235t1)-(235ta)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，；R2 试验结束时的绕组电阻，。试验时，如果冷却空气的温度在1040之间，测定的温升不必修正。如果冷

12、却空气的温度在此范围之外，则按下式予以修订：T =T×（1-）式中：T 修订后温升，K；t 试验时的冷却空气温度，。6.2.6.65.4.6 温升限值电机自通风，冷却空气温度在1040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1040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。6.25.5.7 定子短时加热试验电机从冷态开始

13、，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6.2.6.25.4.26.2.6.65.4.6进行。6.2.85.6 特性曲线及容差6.2.8.15.6.1 特性曲线（逆变器供电，在温升试验后立即进行该试验）逆变器供电，试验在温升试验后立即进行，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

14、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00好像没有单位 4350r/min之间，任一点的典型转矩不应小于95%的规定值。6.2.9.2 容差相应于规定的特性曲线上00好像没有单位 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%。表2 电机特性记录表转速r/

15、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6.2.105.7 空载试验6.2.10.15.7.1 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：1018V； 定子频率：50Hz。典型值是四台电机试验的平均值，其中一台必须是型式试验的电机。电机停转后测量定子绕组的电阻值。6.2.10.35.7.2 容差例行试验时，电流值不得偏离典型值的±10%。6.2.115.8 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

16、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表头行高可设置宽一些(Hz)实测定子电流(A)102030405060708090定子电压(V)功率因数输入功率(kW)定子铁心温度()6.2.125.9 堵转试验6.2.12.15.9.1 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。试验后测量定子绕组的电阻值。6.2.12.25.9.

17、2 容差例行试验时，电流值不得偏离典型值的±5%。6.2.135.10 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 堵转特性试验记录表定子频率(Hz)实测定子电流(A)50100131150200250定子电压(V)功率因数输入功率(kW)定子线圈温度()6.2.145.11 超速试验电机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5220 r/min转速运

18、转2 min）；d） 电机转子护环外径尺寸测量，测量位置与a）一致取消中要（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记录结果。 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 6.2.155.12 绕组绝缘电阻的测定定子绕组热态绝缘电阻不得低于1.8M。6.2.165.13 耐压试验6.2.16.15.13.1 对地耐压试验电机

19、热态时，定子绕组对机座应能承受4600V，50 Hz正弦交流电压，历时1 min的对地耐压试验，而不发生绝缘击穿。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处直径若安装有PT100温度传感器，则温度传感器对机座应能承受500 V、50 Hz正弦交流电压，历时1 min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。6.2.16.25.13.2 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，

20、历时3s，匝间绝缘应无损伤。6.2.175.14 振动测定电机弹性安装在试验台上，测量图45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 振动测定图中A/B/C字母太小，需要处理表6 振动试验记录表（例行试验）电机转速 (rmin)振动速度 (mm/s)限值 (mm/s)水平垂向轴向18003.530003.543505.25表7 振动试验记录表（型式试验）电机转速 (rmin)振动速度 (mm/s)限值 (mm/s)水平垂向轴向10003.515003.520003.525003.530003.536003.538005.2540005.2545005.256.2.185.15 噪声测定噪声测定按IEC603492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见图5，测量转速为1000 r/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