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文档简介

1新能源锂电池搅拌用大功率直驱永磁同步伺服电机本文件规定了新能源锂电池搅拌用大功率直驱永磁同步伺服电机的术语和定义、分类与命名、要求、试验方法、标志、包装、运输和贮存。本文件适用于新能源锂电池搅拌用大功率直驱永磁同步伺服电机电机(以下简称“电机”)。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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。GB/T191包装储运图示标志GB755-2019旋转电机定额和性能GB/T2423.1-2008电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验A:低温GB/T2423.2-2008电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验B:高温GB/T2423.3-2016环境试验第2部分:试验方法试验Cab:恒定湿热试验GB/T2423.5-2019环境试验第2部分:试验方法试验Ea和导则:冲击GB/T2423.10-2019环境试验第2部分:试验方法试验Fc:振动(正弦)GB/T2423.17-2008电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Ka:盐雾GB/T2828.1-2012计数抽样检验程序第1部分:按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划GB/T2900.26-2008电工术语控制电机GB4208-2017外壳防护等级(IP代码IEC60529,IDT)GB4824-2019工业、科学和医疗设备射频骚扰特性限值和测量方法GB5226.1机械安全机械电气设备第1部分:通用技术条件GB/T7345-2008控制电机基本技术要求GB/T7346-2015控制电机基本外形结构型式GB/T9969-2008工业产品使用说明书总则GB/T10069.1-2006旋转电机噪声测定方法及限值第1部分:旋转电机噪声测定方法GB/T16439-2009交流伺服系统通用技术条件GB/T17626.2-2018电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T17626.3-2016电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T17626.4-2018电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T17626.5-2019电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验GB18211-2017微电机安全通用要求GB/T21418-2008永磁无刷电动机系统通用技术条件GJB/Z299B-1998电子设备可靠性预测手册JB/T10183永磁交流伺服电动机通用技术条件3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。23.1交流伺服电机系统以交流伺服电机作为执行元件,根据位置、速度、转矩等反馈信息构成的控制系统。系统包括交流伺服电机、编码器和驱动器等三部分(参见附录A图A.1)。系统有4种基本运行方式:开环运行、转矩控制、速度控制和位置控制(参见附录A图A.2~图A.5)。3.2驱动器接受控制指令,可实现对电机的转矩、速度、转子位置控制的电气装置。驱动器按其控制电路和软件的实现方式可分为模拟量控制、数字模拟混合控制和全数字化控制;按其驱动方式可分为方波驱动和正弦波驱动。3.3交流伺服电机依赖于转子位置信息,通过电子电路进行换相或电流控制的永磁电机。永磁电机有正弦波和方波两种形式,驱动电流为方波的电机通常称为永磁无刷直流电机,驱动电流为正弦波的电机通常称为永磁交流伺服电机。按照电机反馈类型可分为有传感器电机和无传感器电机。3.4传感器用于检测永磁电机位置、速度、电流的传感器或技术。传感器包括接近开关、光电编码器、磁电编码器、旋转变压器、霍尔元件、电流传感器件等。3.5额定功率在规定条件下,系统/电动机/驱动器的最大连续输出功率。3.6输入额定电压在规定条件下,施加在驱动器的电源输入处的电压有效值。3.7额定频率输入交流电压的频率。3.8输入额定电流在规定条件下,驱动器输出额定电流时,其输入电流的有效值。3.9最大连续转矩(额定转矩)3在规定条件下,电机连续稳定运行所输出的最大转矩,这时,电机绕组温度和驱动器功率器件温度不会超过最高允许温度,电机或驱动器不会损坏。3.10峰值转矩在规定条件下,电机所能输出的最大转矩。在峰值转矩下短时工作不会引起电机损坏或性能不可恢复性的破坏。3.11峰值电流在规定条件下,电机输出峰值转矩时的线电流值。该电流在电机方波运行时为峰值,正弦波运行时为有效值。3.12最大堵转转矩电机长时间运行堵转,电所能输出最大转矩。如图2所示。在该转矩下连续运行,电机绕组温度和驱动器器件温度不会超过最高允许温度,电动机和驱动器不会损坏。3.13齿槽转矩电机绕组开路,使转子在任意位置开始转动所需克服的齿槽力矩。3.14电机最大连续电流(额定电流)在规定条件下,电机输出最大连续转矩(额定转矩)时的线电流值,该电流在电机方波运行时为峰值,正弦波运行时为有效值。3.15额定转速在连续工作区内,电动机额定功率点的转速。3.16空载转速在规定条件下,电机空载状态时的稳态转速。3.17最高允许工作转速在保证电气绝缘介电强度和机械强度条件下,电机最大设计转速。3.18连续工作区4注1:额定功率PN(W)、额定转速nN(r/min)与最大连续转矩TN的关系为:PN=2π注2:对于带油封、制动器等其他附件的电机,应降额使用。3.19短时工作区图1中,处于峰值转矩以下,最大连续转矩以上的区域。在该区域短时工作,电机电流虽大于最大连续电流,但电机绕组在一定时间内不会被损坏。短时过流持续时间是由绕组的热时间常数和绕组绝缘等级等因素决定。Tmax——峰值转矩;T0——最大堵转转矩;TN——最大连续转矩、额定转矩。nmax——最高允许工作转速;nN——额定转速;3.20反电势常数在规定条件下,电机绕组开路时,单位转速在电枢绕组中所产生的线感应电动势值。3.21转矩常数电机通入单位电流时所产生的平均电磁转矩。3.225定子电阻在20℃下电机每相绕组的直流电阻。3.23定子电感电机静止时的定子绕组两端的电感。3.24电气时间常数在阶跃输入电压和规定条件下,堵转电机使绕组电流达到其最终值的63.2%所需的时间。3.25机电时间常数伺服电机在空载和额定励磁条件下,加以阶跃的额定控制电压,转速从零上升到空载转速的63.2%时所需的时间。3.26额定功率额增长率在额定条件下,电动机输出功率随时间的最大增长率。3.27系统效率电机输出功率与驱动器输入有功功率之比。3.28驱动器效率驱动器输出有功功率与驱动器输入有功功率之比。3.29电机效率电机输出功率与电机输入有功功率之比。3.30热时间常数在恒定功耗和规定条件下,电机绕组温升达到稳定值的63.2℅所需的时间。3.31电动机热阻电机绕组和机壳之间对热流的阻抗。3.32电磁兼容性系统、驱动器、电机在规定的电磁环境中能正常工作,且不对该环境中任何事物构成不能承受的电6磁骚扰的能力。3.33闭环控制为了将反馈变量调整到参比变量,系统将反馈变量与参比变量相比较,并利用两变量之差设定操纵变量的控制。按被控量的不同分为位置控制、速度控制、转矩控制三种。3.34转速波动系数式中:Kfn——转速波动系数,%;nmax——瞬态转速的最大值,单位为转每分(r/minnmin——瞬态转速的最小值,单位为转每分(r/min)。3.35转矩波动系数动机稳态运行时,对电机施加恒定负载,连续测量输出转矩,瞬态转矩的最大值为,最小值为,则转矩波动T为:在规定的条件下,电机一转内输出转矩的变化。通常表示为转矩变化的峰-峰值的1/2与式中:Kft——转矩波动系数,%;Tmax——瞬态转矩的最大值,单位为牛米(N·m);Tmin——瞬态转矩的最小值,单位为牛米(N·m)。3.36正反转速差率对于速度闭环的系统,不改变速度指令的量值,仅改变电机的转动方向,空载条件下,测量出电机的正反转速平均值ncw和nccw,按照下式计算正反转速差率Kn:ncw+nccwncw+nccw3.37转速调整率系统在额定转速、空载条件下,仅电源电压变化,或仅环境温度变化,或仅负载变化,电机的平均转速变化值与额定转速的百分比分别叫做电压变化的转速调整率、温度变化的转速调整率、负载变化的7转速调整率。3.38调速比系统满足规定的转速调整率和规定的转矩波动(或转速波动)时的最低空载转速nmin和额定转速nN之比叫做调速比D。D=……(式4)3.39超调量对于阶跃响应,超调量为偏离输出变量最终稳态值的最大瞬时偏差,通常以最终稳态值与初始稳态值之差的百分数表示。参见图2。3.40阶跃输入的转速响应时间系统输入由零到对应nN的正阶跃信号,从阶跃信号开始至转速第一次达到0.9nN的时间(图2);系统输入由对应nN到零的负阶跃信号,从阶跃信号开始至转速第一次达到0.1nN的时间。上述正、负阶跃过程规定的时间称阶跃输入的转速响应时间。3.41转矩变化的时间响应系统正常运行时,对电机突然施加转矩负载或突然卸去转矩负载,电机转速随时间的变化叫做系统对转矩变化的时间响应(图3)。3.428建立时间从一个输入变量发生阶跃变化的瞬间起,至输出变量偏离其最终稳态值与初始稳态值之差不超过±5%的瞬间止的持续时间间隔。系统中转速发生阶跃变化的建立时间叫转速建立时间(图2)。系统中转矩发生阶跃变化的建立时间叫转矩变化的转速建立时间(恢复时间图3)。3.43频带宽度系统输入量为正弦波,随着正弦波信号的频率逐渐升高,对应的输出量的相位滞后逐渐增大同时幅值逐渐减小,相位滞后增大至90度时或者幅值减小至低频段幅值1/2时的频率叫做系统的频带宽度。3.44静态刚度在位置控制方式下,系统处于空载零速工作状态,对电动机轴端正转方向或反转方向施加连续转矩T0,测量出转角的偏移量△θ,则静态刚度Ks为:Ks=………(式5)若转角采用分为单位,则静态刚度的单位为N·m/(')。3.45制动器为防止电机轴在静止状态下,由外界负载引起的转动,电动机安装的电磁制动器。4运行条件94.1电气运行条件除另有规定外,输入额定电压和额定频率优选值如表1。表1输入额定电压和额定频率优选值频率/Hz直流1.5,3,5,6,9,12,24,27,36,40,48,60,110,220,270,310,400,480,500,610,700单相50,60,40012,24,36,115,220三相50,60,40036,60,200,220,3804.2使用环境条件除另有规定外,系统的环境使用条件应符合下列规定:——环境温度(分两级)(1)商用级:0℃~40℃;(2)工业级:-20℃~+55℃;——相对湿度:585无凝露;——大气压强:86kPa~106kPa。——污染等级2(一般情况下,只有非导电性污染。但是也要考虑到偶然由于凝露造成的暂时的导4.3试验环境条件各项检查和试验,如无另行规定,均应在下列气候条件下进行:——环境温度:15℃~35℃;——相对湿度:10%~75%;——大气压强:86kPaa~106kPa。4.4测量仪器选择——试验时,采用的电气测量仪器、仪表的准确度应不低于1级(兆欧表除外);——千分表准确度1级;——数字式转速测量仪的准确度应不低于0.5%±1个字;——转矩测量仪及测功机的准确度应不低于1%(直测效率时应不低于0.5%);——测力计准确度应不低于0.5级;——温度计的误差在±1℃以内;——声级计的误差在±1.5dB以内;——选择仪表时,应使测量值位于20%~95%仪表量程范围内。4.5制动器要求对于安装制动器的电机应符合产品规格书规定。5要求5.1外观结构要求5.1.1外观产品外壳及结构零部件表面不应有明显的凹痕、划伤、裂缝、变形,表面涂镀层不允许出现气泡、龟裂、脱落、锈蚀等缺陷。5.1.2机座号电机的基本外形结构形式及安装尺寸参照GB/T7346选用,或由电动机的产品规格书中规定。基本电机机座号为:40、60、80、100、110、130、150、180、220、250和270,其他机座号另行选用。机座号按GB/T7346要求,用电动机外径表示,当电动机为非圆柱结构时,为内切圆直径。5.1.3轴伸径向圆跳动电动机轴伸长度一半处的径向圆跳动应符合表2的规定。表2电动机轴伸长度一半处的径向圆跳动>505.1.4凸缘止口对电动机轴线的径向圆跳动电动机凸缘止口对电动机轴线的径向圆跳动应符合表3的规定。表3电动机凸缘止口对电动机轴线的径向圆跳动>2405.1.5凸缘安装端面对电动机轴线的端面跳动电动机凸缘安装面对电动机轴线的端面跳动应符合表4的规定。表4电动机凸缘安装面对电动机轴线的端面跳动>2405.1.6引出线表5要求的拉力5.1.7质量电机质量应符合GB/T14711-2013要求。5.2安全5.2.1保护接地点路——驱动器如设保护接地端子,应接触良好。驱动器的外壳和其他裸露导电部分必须与保护接地端子保证有良好的导电性,它们之间的电阻不应超过0.1Ω。——电机如设保护接地端子,应接触良好。电机的外壳和其他裸露导电部分必须与保护接地端子保证有良好的导电性,它们之间的电阻不应超过0.1Ω。——电机或系统设有接地装置时,该接地装置的附近应设有指示接地的标志,此标志在电动机使用期内不会脱落,并且标志不应放在螺钉、可拆卸的垫圈或用作连接导线的可能拆卸的零部件上。接地线端应标以符号“”。——接地线颜色应为黄绿色,其他导线不得采用此色标,其铜质线径截面积不小于电机相线的截面积。5.2.2耐电压电机的定子绕组与机壳之间、驱动器的检查试验点对保护接地端(外壳的裸露部分)之间应能够承受表7规定的试验电压,应无击穿、飞弧、闪络现象。漏电流不大于表6规定。表6漏电流>24~36>36~115>115~250>2505注:当对批量生产的5kW及以下电动机进行常规试验时,1min试验可用约5s的试验代替,试验电5.2.3绝缘电阻在正常试验条件及产品规格书规定的极限低温条件下,电动机定子绕组与机壳之间、驱动器的检查试验点对保护接地端(外壳的裸露部分)之间的绝缘电阻应不低于50MΩ,经受恒定湿热试验后绝缘电低于1MΩ。表7经受恒定湿热试验后绝缘电阻5.2.4泄漏电流当控制系统接入供电电网后,在正常运行时,驱动器任一电源进线端对保护接地端的泄漏电流应不大于3.5mA。5.2.5防接触和触电保护防触电保护应符合GB5226.1中6.2.2~6.2.4规定,必须采取保护措施防止意外地触及超过PELV电压的带电部件。5.2.6发动机防护等级电动机至少应有IP65的防护等级。5.2.7温升驱动器的壳体表面温升和内部电子元器件的表面温升应不大于产品规格书规定。电机的温升应不大于表8规定。表8驱动器的壳体表面温升和内部电子元器件的表面温升5.3静特性要求5.3.1齿槽转矩电机齿槽转矩应小于额定转矩的3%。5.3.2定子电感电动机定子绕组电感应符合产品规格书的规定。5.3.3定子电阻电机定子电阻应符合品质基准书的指标规定。5.3.4电气时间常数电机电气时间常数应符合品质基准书的指标规定。5.3.5转子的转动惯量转子转动惯应符合品质基准书的指标规定。5.3.6机电时间常数电动机机电时间常数应符合品质基准书的指标规定。5.3.7电机轴向、径向载荷测试当品质基准书有要求时,对轴的远离编码器端或载荷端进行测试,电机轴向、径向静载荷和动载荷应符合表9的规定。表9电机轴向、径向静载荷和动载荷5.4运行特性要求5.4.1额定数据电机输出最大连续转矩时,最大连续电流和额定转速应符合品质基准书的指标规定。在连续工作区内,转矩,电流,转速都达到电机额定参数。5.4.2空载转速电机在空载状态下稳态运行,电动机的空载转速应符合品质基准书的指标规定。在连续工作区内,电机额定功率点的转速。5.4.3最大堵转转矩电机输出最大堵转转矩应符合品质基准书的指标规定。在连续工作区内,电机输出最大功率时对应转速下的转矩。5.4.4反电势系数反电势系数应符合品质基准书的指标规定。在规定条件下,电机电枢绕组开路时,电动机每千转输出的线感应电动势。5.4.5转矩系数转矩系数应符合品质基准书的指标规定。在规定条件下,电机通人单位线电流时所产生的平均电磁转矩。5.4.6额定功率增长率电机额定功率增长率应符合品质基准书的指标规定。5.4.7效率电机效率不得低于表11中1级能耗标准。表11电动机能耗等级5.4.8峰值转矩系统/电机在稳定工作温度状态下,在规定时间内应能承受施加的峰值转矩,而不出现损坏或变形,不发生冒烟、臭味、转速突变、停转等异常情况。峰值转矩值(过载倍数)及过载时间应符合产品规格书规定,试验后系统/电动机应能正常工作。5.4.9热阻和热时间常数热阻和热时间常数应符合品质基准书的指标规定。5.4.10转矩波动电机转矩波动为:3%~7%。5.4.11噪声电机的声功率级噪声应符合表12要求。表12噪声5.4.12传感信号相位关系对于速度控制方式的系统,电动机在额定转速时的传感信号相位关系应符合产品规格书的规定。5.4.13正反转速差对于速度控制方式的系统,电动机在额定转速时的正反转速差为1转。5.4.14转速波动空载条件下,电机在额定转速时的转速波动为±1转。5.4.15转速调整率驱动器在规定的最低温度和最高温度下,测出电机随温度变化的转速调整率;在供电电源由85%变化到110测出随电压变化的转速调整率;在负载由空载变化到额定负载,测出随负载变化的转速调整率,品质基准书的指标规定。5.4.16转矩变化的时间响应系统在稳态运行条件下,突然施加负载转矩和突然卸去负载转矩,电动机转速的最大瞬态偏差和建立(恢复)时间应符合品质基准书的指标规定。5.4.17转速变化的时间响应电机在空载零速条件下,系统(驱动器)输入速度(转速)阶跃信号,转速变化的时间响应过程中的响应时间、超调量和建立时间,应符合品质基准书的指标规定。5.4.18频带宽度对于正弦波转速控制的速度闭环系统,其频带宽度应符合产品规格书的规定。5.4.19静态刚度位置控制方式下,系统的静态刚度应符合产品规格书的规定。5.4.20功率因数功率因数应符合品质基准书的指标规定。5.4.21制动器测试对于安装制动器的电机对于制动器的要求应符合品质基准书的指标规定。5.5环境适应性要求5.5.1高温运行系统/驱动器/电机应能承受40℃连续运行48h的高温试验,试验后其性能指标应符合产品规格书的规定。5.5.2高温储存系统/驱动器/电机应能承受80℃连续储存4h的高温试验,试验后其性能指标应符合产品规格书的规5.5.3低温运行系统/驱动器/电机应能承受0℃连续运行48h的低温试验,试验后其性能指标应符合产品规格书的规5.5.4低温储存系统/驱动器/电机应能承受-20℃连续储存4h的低温试验,试验后其性能指标应符合产品规格书的规定。5.5.5恒定湿热运行电机/驱动器应能承受温度40℃±2℃,相对湿度90%±2%,连续运行4d的恒定湿热试验。试验后立即测量绝缘电阻,应不小于1MΩ。电动机/驱动器应无明显的外表质量变坏及影响正常工作的锈蚀现象。在正常大气条件下恢复12h后通电,系统应能正常工作。5.5.6恒定湿热储存电机/驱动器应能承受温度80℃±2℃,相对湿度90%±2%,连续储存4d的恒定湿热试验。试验后立即测量绝缘电阻,应不小于1MΩ。电机/驱动器应无明显的外表质量变坏及影响正常工作的锈蚀现象。在正常大气条件下恢复12h后通电,系统应能正常工作。5.5.7盐雾当产品规格书有要求时,电机/驱动器应具有规定的抗盐雾腐蚀能力。盐雾试验后电动机/驱动器不能有影响正常工作的腐蚀迹象和损坏性。5.6电磁兼容性(EMC)要求5.6.1低频干扰电压波动:-15%~10%输入额定电压。频率波动:±2%额定频率。系统应能正常工作。直流电源供电的驱动器不进行本项试验。5.6.2电压暂降、短时中断干扰试验时系统在额定转速下额定负载运行,工作特性未有明显的变化,在规定的允差内正常工作。5.6.3高频干扰当产品规格书有要求时,按表13进行下列高频干扰试验。表13高频干扰试验试验点为驱动器的供电电源端口,应符合GB/T17626.5中附录A1第三类试验点为驱动器的供电电源端口和控制信号端口,2KV(峰值),5Tr/50Th试验点为驱动器的保护接地端,优先选用接触放电法测试,应4000VAC、空气放电电压8000VAC试验电压。性试验时系统在额定转速下额定负载运行,工作特性未有明显的变化,在规定的允差内正常工作。5.6.4发射5.6.4.1电网终端扰动电压的极限值应符合表14的规定。表14电网终端扰动电压的极限值5.6.4.2电磁辐射干扰的极限值应符合表15的规定。表15电磁辐射干扰的极限值dB(μV/m)5.7可靠性要求5.7.1振动电机或驱动器应能承受表16规定振动条件的初始振动响应及耐久试验。试验后电机或驱动器不应出现零部件松动或损坏。表16振动条件的初始振动响应及耐久试验电动机>320机座注:指交越频率以下的位移幅值和交越频率以上的加速度幅值。交越频率在57H5.7.2冲击电机或驱动器应能承受表17规定的冲击试验。试验后电机或驱动器不应出现零部件松动或损坏,性能应符合产品专用技术条件的规定。表17冲击试验电动机3>320机座35.7.3电机寿命电机的寿命应不低于2000h或符合产品规格书规定,试验期内能应连续正常工作,试验结束后,在电机恢复到冷态时检查空载转速,其变化与试验开始时比较不应超过10%。5.7.4平均无故障时间驱动器的平均无故障时间应在产品规格书中规定。5.7.5系统保护功能试验系统的控制功能,保护和监控功能应符合产品规格书的规定。系统应具备故障保护和状态监控功能,保护功能可以包括(但不限于)下列诸项;过电流保护、过载保护、过热保护、电源过/欠压保护、泵升电压保护、超速保护、电源缺相保护和传感器故障保护等。5.7.6系统出厂连续运行系统出厂应通过连续运行测试用于削弱系统失效模式中浴盆曲线所带来的失效影响,运行中及运行后系统功能应无异常。6试验方法6.1外观结构试验6.1.1外观外壳及表面状况用目测法检验。6.1.2机座号根据图纸用量具检定,其大小应符合5.1.1的要求。6.1.3轴伸径向圆跳动把电机牢固地轴向水平安装,千分表的测量头置于轴伸面上离轴伸端面距离约为轴伸长度的1/2处,缓慢地转动电动机转轴,在一周内测取最大差值即为轴伸径向圆跳动,其大小应符合5.1.2的要求。6.1.4凸缘止口对电动机轴线的径向圆跳动(安装配合面的同轴度)固定电机转轴,将千分表测量头置于定子安装配合圆面上,转动电机定子,测取千分表最大与最小读数之差,其大小应符合5.1.3的要求。6.1.5凸缘安装端面对电动机轴线的端面跳动(安装配合端面的垂直度)固定电机转轴,将千分表测量头置于定子安装配合圆面上,转动电动机定子,在端面均匀测量三个圆周的跳动,取其最大值,其大小应符合5.1.4的要求。6.1.6连接线6.1.6.1线缆及接头状况用目测法检验。6.1.6.2导线拉力用推拉秤,施加拉力测量判定。试验后应符合5.1.4的要求。6.1.7质量用准确度不低于1%的衡器称取,系统/驱动器/电动机质量应符合5.1.7的要求。6.2安全6.2.1保护接地电路6.2.1.1采用毫欧表或接地电阻试验仪测量接地电阻;6.2.1.2接地端子的连接、标记、符号和接地导线颜色目测判定;6.2.1.3接地导线的线径用游标卡尺或千分尺测量。6.2.2耐电压----对电机相线:把高压测试仪的高压端分别连接在电动机电源输入端相线和数据线上,电动机外壳和测试仪地端连接,然后将试验电压调至AC1500V、漏电流调至3.5mA,进行耐压试验,试验时间为----对驱动器:把高压测试仪的高压端分别连接在驱动器电源输入L、N端,电源输入地线和测试仪地端连接,然后将试验电压调至要求值、漏电流调至3.5mA,进行耐压试验,试验时间为1min。驱动器内的电源开关的接触器置于接通状态。对于不能承受试验电压的元件(如浪涌抑制器、半导体元件、电容器等)应将其断开或旁路。对于安装电路和裸露部件之间的抗扰性电容器不应断开。试验电压的有效值不应超过规定值±5%。开始施加的试验电压不应超过规定值的50%。然后在几秒钟内将试验电压平稳增加到规定的最大值并保持1min。注1:不应重复进行本项试验。如用户提出要求,允许在安装之后开始运行之前再进行一次额外试验,其试验电压值应不超过上述规定80%。注2:驱动器内置式电动机的耐电压试验由产品规格书规定。注3:对于电路接地的驱动器,无法进行耐电压强度试验时,其考核办法由产品规格书规定。注4:驱动器的检查试验点应该考虑两种情况:a)主电路和控制电路共用同一个参考地。检查测试点为主电路的电源输入端。试验时将电源输入端子短接。b)主电路和控制电路不共用同一个参考地。检查测试点包括主电路的电源输入端和控制信号端。试验时将电源输入端子、控制信号端子分别短接。6.2.3绝缘电阻按GB/T16439中5.3的规定执行。6.2.4泄漏电流按GB/T16439中5.5的规定执行。6.2.5防接触和触电保护按GB5226.1中6.2的规定执行。用外壳作防护可用目测和标准试指测量,用绝缘物防护带电部分的可目测判定,残余电压的防护可用相应的交流或直流电压表进行测量,时间由秒表控制。6.2.6外壳防护按GB/4208中12的规定进行。6.2.7温升6.2.7.1电机绕组温升通过绕组电阻的变化进行测量。电机安装面应尽可能远离热传导表面和通风装置以及其他附加的降温装置。按适当的工作循环运行,直到电机达到稳定工作温度。按GB755中7.6.2的要求确定温升。6.2.7.2电机表面温升按适当的工作循环运行,直到电机达到稳定工作温度。用温度记录仪采集电动机壳体表面不同位置的三个点,分别记录每个点的温升,以最大值作为电动机表面温升。6.2.7.3驱动器壳体表面温升按适当的工作循环运行,直到驱动器达到稳定工作温度。用温度记录仪采动器壳体表面发热元器件位置的对应点,分别记录每个点的温升。6.2.7.4驱动器内部电子元件温升按适当的工作循环运行,直到驱动器达到稳定工作温度。用温度记录仪采集驱动器内部发热元器件表面,分别记录每个点的温升。6.3静特性试验6.3.1静阻转矩电机绕组不通电,采用挂砝码或其他方法在转轴上施加转矩,测量电机转轴开始转动而又不会连续转动时的转矩值即为电机的静阻转矩,每方向各测三次,选取其最大值。6.3.2定子电感电机定子绕组的电感随着转子的位置和磁路饱和程度的变化而变化。测量时也受电流变化率的影响。规定电感测试仪选取测试电压1V,测试频率1000Hz。转动转子在不同位置时,分别测量定子三相绕组中每线间的绕组电感,取最大值和最小值的平均值。选取三相绕组电感的平均值做为电机的绕组线电感。6.3.3定子电阻用直流电阻测试仪测量电机定子绕组的直流线电阻,应换算为20℃时的等效电阻,见GB755中7.6.2.2。选取三相的平均值做为电动机的线电阻。6.3.4电气时间常数根据量测到的电阻、电感值按照下式计算:式中:L——绕组线电感,单位为毫亨(mH);R——绕组线电阻,单位为欧姆(Ω)。6.3.5转子的转动惯量转子转动惯量测试方法,将电机转子安装在一个惯量尽可能小的连接器上(其惯量可以测试或由计算给出)。连接器和转子应刚性地连接在一根长为3m的钢丝上,并悬挂起来(适当选择钢丝直径,悬挂连接器和转子组件后,钢丝应拉直使转子轴线与钢丝重合。试验时应尽量避免气流和外来振动的影响,以防止摆动。然后扭转连接器和转子组件,使其绕轴线扭转,测定其振荡周期Ta,用同样的方法和同一连接器测出已知其惯量的物体振荡周期Tb,转子转动惯量由下式求出:……………(式7)式中:Jr——转子转动惯量,单位为千克平方米(kg·m2Jb——已知惯量物体惯量,单位为千克平方米(kg·m2Jab——连接器的转动惯量,单位为千克平方米(kg·m2Ta——转子与连接器组件的振荡周期,单位为秒(s);Tb——已知惯量物体与连接器组件的振荡周期,单位为秒(s)。6.3.6机电时间常数测定机电时间常数时,电机应处于空载运行状态并施加阶跃性质的阶跃电压。机电时间常数工程上常常利用电机转子的转动惯量J和电枢电阻Ra以及电动机反电动势系数Ke、转矩系数Kt计算得出:………………(式8)6.3.7电动机轴向、径向载荷测试——轴向载荷分别用推拉力计和压力计,沿轴伸方向施加推力和拉力测量判定,试验后应符合5.3.7的要求。——径向载荷分别用推拉力计和压力计,沿轴伸直径方向在轴伸伸出的1/2处施加推力和拉力测量判定,试验后应符合5.3.7的要求。6.4运行特性试验6.4.1额定数据电机安装在测功机上进行恒态测试,标准驱动器驱动电动机运行,应符合5.4.1要求。6.4.2空载转速电机空载运行,额定电压输入,速度开环,用测速表测试,应符合5.4.2要求。6.4.3最大堵转转矩电机输出最大堵转转矩时,为了消除阻转矩、转速等因素的影响,测试转速应在1δn~δ10rpm范围内,在电机温升允许情况下,长时间运行输出最大转矩,应符合5.4.3要求。6.4.4反电势常数在环境温度20℃时,将被试电机拖运至规定转速n(r/min)。绕组空载条件下,用电压表或示波器测量该电动机的线感应电动势U(V)的有效值。反电势系数Ke用下式计算,应符合5.4.4要求。6.4.5转矩系数…………………(式9)在环境温度20℃时,将被测电机绕组(U进、V和W并联出)通入直流电I,在绕组温升很小的情况下,用挂砝码或其他方法在电机转轴上施加转矩,测量电机转轴的最大输出转矩T。根据公式10或11计算得出,应符合5.4.5的要求。……………(式10)也可以用在转速n(r/min)下,测试出反电势U来计算,计算公式:……………(式11)6.4.6额定功率增长率根据测试到的转子转动惯量(Nm)和额定转矩T(kg·m2)通过下式计算得出额定功率增长率QN,应符合5.4.6的要求。6.4.7效率……………(式12)驱动器额定输入,电动机额定输出,测功机恒态模式,根据下列公式计算得出驱动器的效率η1、电动机的效率η2和系统的效率η3,应符合5.4.7的要求。(式13~15)式中:P1——系统输入有功功率,单位为瓦(W);P2——驱动器输出功率/电动机输入功率,单位为瓦(W);P3——电动机输出机械功率,单位为瓦(W);P4——电动机输入有功功率,单位为瓦(W);6.4.8峰值转矩测试在对拖试验台上进行,驱动器额定输入,电动机输出十分之一的额定转速,主拖电机工作于转矩模式,施加5~6倍的额定力矩,运行被测电机,通过转矩传感器得到转矩曲线,记录曲线中最大转矩值,该值即为峰值转矩,应符合5.4.8的要求。6.4.9热阻和热时间常数热阻和热时间常数可采用附表B或其他等效方法进行测量,应符合5.4.9的要求。6.4.10转矩波动对于速度闭环的系统,电动机在最低转速下的转矩波动推荐按下列值规定:1%;3%;5%;7%;10%;15%。转矩波动在系统的最低转速D×nN下测试,对电动机施加最大连续转矩,测量并记录电动机在一转中的输出转矩,找到最大转矩Tmax和最小转矩Tmin,按式(2)计算系统的转矩波动,应符合5.4.10的要求。6.4.11噪声按GB/T10069.1规定执行。6.4.12传感信号相位关系系统在额定转速、空载条件下运行,示波器检测各传感信号,各相位关系应符合5.4.12的规定。6.4.13正反转速差率试验在电机空载条件下进行,系统输入额定正反转速指令(改变方向但不改变量值测量电动机的正反转速ncw和nccw,按式(3)计算正反转速差,应符合5.4.13的要求。6.4.14转速波动系统在额定转速、空载条件下运行,测量出电动机瞬态转速的最大值为nmax,最小值为nmin,并按式(1)计算转速波动Kf,应符合5.4.14的要求。6.4.15转速调整率6.4.15.1温度变化的转速调整率系统在空载条件下放置于人工气候箱中,在20℃温度下将电机转速调至额定转速nN,然后将温度调至最低工作温度,热平衡后测出电动机转速n1;再将温度调至最高工作温度,达到热平衡后测量此时电机的转速n2,用式(16)计算出温度变化的转速调整率(取大值),应符合5.4.15的要求。…(式16)6.4.15.2电压变化的转速调整率系统在空载条件下,调节系统的输入电源电压,在额定输入电压时将电动机转速调至额定转速nN,将系统的输入电压调到额定值的110记录此时的转速n1,然后将输入电压调到额定值的85再测出电机转速n2。用式(17)计算电压变化的转速调整率(取大值),应符合5.4.15的要求。……………(式17)6.4.15.3负载变化的转速调整率系统在空载条件下,将电动机转速调至额定转速nN,然后再加载至额定负载,记录此时的转速n1。用式(18)计算负载变化的转速调整率,应符合5.4.15的要求。……………(式18)6.4.16转矩变化的时间响应测试时使电动机空载运行在0.5倍额定转速下,系统由空载突然施加0.5倍最大连续转矩(负载施加用相同的电机对拖待系统稳定后再突然卸去该转矩负载,记录转矩变化的时间响应曲线;读出最大的瞬态偏差和建立时间(恢复时间),以读取的最大瞬态偏差的两倍作为瞬态偏差的测试结果。也可采用其他加载设备,若加载设备的转动惯量和电气时间常数对测试结果的影响不大于5则读取的数值可以直接作为测试结果,应符合5.4.16的要求。6.4.17转速变化的时间响应测试时使电机处于空载零速状态下,输入对应额定转速nN的阶跃信号,记录正阶跃输入的时间响应曲线,读出响应时间、建立时间和瞬态超调并计算出超调量。在稳定的nN转速下,输入信号阶跃到零,记录负阶跃输入的时间响应曲线,读出响应时间、建立时间和瞬态超调并计算超调量。改变电动机转向重复上述试验,测量四次取平均值,应符合5.4.17的要求。6.4.18频带宽度系统输入正弦波转速指令,其幅值为额定转速指令值的0.01倍,频率由1Hz逐渐升高,记录电动机对应的转速曲线。随着指令信号频率的提高,电动机转速的波形曲线对指令正弦波曲线的相位滞后逐渐增大,而幅值逐渐减小。相位滞后增大至900相移的频带宽度作为900相移频带宽度;幅值减小至1/2时的频率作为系统-3dB频带宽度,应符合5.4.18的要求。6.4.19静态刚度在位置控制方式下,系统处于空载零速状态,用满足精度要求的轴角传感器检测出电动机轴角位置,选定这时的电动机轴角位置为参考零位。用砝码法、测力扳手或杠杆弹簧秤等方法对电动机施加正反向转矩,转矩值达到连续工作区规定的最大转矩T0后,测量电动机轴角位置对参考零位的偏移量△θ。至少应任取三点,正向和反向共测量六次,△θ取最大值。按式(5)计算系统的静态刚度,应符合5.4.19的要求。6.4.20功率因数电动机在额定转速、额定转矩运行时,测得驱动器输入功率P1、输入电压U1和输入电流I1,功率因数λ按公式(19)计算,应符合5.4.20的要求。…………(式19)6.4.21制动器测试可采用附表B或其他等效方法进行测量。6.5环境适应性试验6.5.1高温运行按GB/T2423.2中试验方法Bd进行高温试验。6.5.2高温储存将试品放入高温箱内,使箱内温度升到65℃,至少保持30min后,在此温度条件下,存放4h,试验期满后将温度逐渐恢复到正常大气条件,并在此条件下恢复4h,应符合5.5.2要求。6.5.3低温运行试验时,按GB/T2423.1中试验方法Ad进行低温试验。6.5.4低温储存将试品放入低温箱内,使箱内温度降到-20℃稳定温度,测试试品存放4h,试验期满后将温度逐渐恢复到正常大气条件,并在此条件下恢复4h(升温时间不计入恢复时间),应符合5.5.4要求。6.5.5恒定湿热运行按GB/T2423.3规定的方法进行试验,应符合5.5.5要求。6.5.6恒定湿热储存将试品放入湿热箱内,调至65℃后,使温度稳定,然后输入水气并在1h内(此时间不计入试验时间)湿度达到93%。试验时间48h,试验后在正常大气条件下恢复12h,应符合5.5.6要求。6.5.7盐雾按GB/T2423.17规定进行盐雾试验,试验时电动机应水平置于试验箱内,试验后应符合5.5.7要求。6.6电磁兼容性(EMC)试验6.6.1低频干扰系统在额定转速下,带额定负载进行,系统应符合5.6.1要求。6.6.2电压暂降、短时中断干扰产品应在正常运行状态下,在交流输入电源任意时间电压幅值降为额定值的70%,持续时间10ms,相继降落间隔时间为10s,电压跌落进行5次,性能应正常;产品应在正常运行状态下,在交流输入电源任意时间电压幅值降为额定值的40%,持续时间100ms,相继降落间隔时间为10s,电压跌落进行5次,性能暂时丧失或降低,停止骚扰后能自行恢复;产品应在正常运行状态下,在交流输入电源任意时间电压短时中断10ms,相继降落间隔时间为10s,短时中断进行2次,性能暂时丧失或降低,停止骚扰后能自行恢6.6.3高频干扰试验方法按表18的规定进行。试验时系统在额定转速下带额定负载进行,工作特性未有明显的变化,在规定的允差内正常工作。表18高频干扰6.6.4发射试验时系统在额定电压、额定转速下空载运行,试验方法按GB4824的规定进行。6.7可靠性试验6.7.1振动测试时产品牢固地固定在试验支架上,支架固定在试验台面上,按GB/T2423.10中的扫频试验法进行振动响应及耐久试验。在三个垂直的方向进行。试验后受试产品应符合本规范5.7.1要求。6.7.2冲击测试时产品牢固固定在试验支架上,按GB/T2423.5的规定进行冲击试验。在三个相互垂直轴线的6个方向进行。试验后受试产品应符合本规范5.7.2要求。6.7.3电机寿命试验温度40℃±2℃,在额定工况,100%负载下,连续工作2000h,试验期内能应连续正常工作,试验结束后,在电动机恢复到冷态时检查空载转速,其变化与试验开始时比较不应超过10%。6.7.4平均无故障时间在输入额定电压、输出额定功率和25℃的环境温度下,根据GJB/Z299B,使用元器件计数可靠性预计法预测平均无故障时间。6.7.5系统保护功能试验时系统在额定电源电压下运行,通过外部模拟装置或其他方法检验系统的各种功能(控制、保护等功能)是否符合要求。6.7.6系统出厂连续运行试验时系统在市电电压下额定转速运行,通过外部模拟负载施加(80%~110%)的额定负载,连续运行不小于48小时的时间。7检验规则7.1检验分类分为出厂检验和型式检验。7.2出厂检验项目及规则7.2.1出厂检验可以抽样或逐台进行。抽样按GB/T2828.1中检验一次抽样方案进行,检验水平Ⅱ,接收质量限(AQL值)为1.0或2.5。7.2.2出厂检验中,系统/驱动器/电动机若有一项或一项以上不合格,则该系统/驱动器/电动机为不合格品。7.3型式检验项目及规则7.3.1检验规则有下列情况之一时,一般应进行型式检验:a)新产品试制定型完成时;b)由于设计或工艺上的变更足以引起性能和参数变化时,允许根据上述变更可能产生的影响进行有关项目试验;c)当出厂检验结果与以前进行的型式检验结果发生较大偏差时;d)正常生产一年应周期性进行一次检验;e)产品停产一年后,重新恢复生产时;f)国家、地方质量监督机构提出进行型式检验的要求时。7.3.2样机数量从出厂检验合格的产品中随机抽取6台,其中4台作为试验样机,2台作为存放对比用。7.3.3检验结果的评定7.3.3.1不合格只要有一台样机的任一项检验不符合要求,并且不属于8.3.3.2和8.3.3.4的情况,则型式检验不合格。7.3.3.2偶然失效当鉴定部门确定某一项不合格项目属于孤立性质时,允许用新的同等数量的样机代替,并补做已经做过的项目。然后继续试验,若再有一台样机的任何一个项目不合格,则型式检验不合格。7.3.3.3性能降低样机在环境试验后,允许性能发生不影响使用性的降低,具体降低的程序及合格判据由产品规格书规定。7.3.3.4性能严重降低样机在环境试验时或环境试验后,发生影响使用性的性能严重降低时,鉴定部门可以采取两种方式:a)判定型式检验不合格;b)当一台样机出现失效时,允许用新的两台样机代替,并补做已经做过的项目,然后补足10.3.2规定的数量继续下面的试验,若再有一台样机的任何一个项目不合格,则判定型式检验不合格。7.3.3.5同类产品的型式检验当某一类两个及两个以上型号的产品同时提交鉴定时,每种型号均应抽取10.3.2规定的样机数量,所有样机通过出厂检验后,再从中选取具有代表性的不同型号的样机进行其余项目的试验,合格判据按10.3.3规定。任一台样机的任一项目不合格,则其所代表的该型号的产品型式检验不合格。本检验不允许样机替换。若型式检验合格,则认为同时提交的所有型号的产品均合格。7.3.4型式检验项目和基本顺序型式检验项目、基本顺序及样机编号应符合表19规定。表19型式检验项目、基本顺序及样机编号1√√√√2√×√√3√×√√4√×√√5√×√√6√√√√7√√√√

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