机车车辆电机 牵引电动机 异步牵引电动机

机车车辆电机牵引电动机异步牵引电动机本文件2TB/T3139—2021机车车辆非金属材料及室内空气有害物质限量TB/T3213—2009高原机车车辆电工电子产品通用技术条件TB/T3594机车车辆滚动轴承电机轴承3术语和定义GB/T2900.25、GB/T755、GB/T25123.2—2018界定的术语和定义适用于本文件。4环境条件电动机在以下环境条件下应能正常运行；a)海拔按整车技术要求选择，分为：b)环境温度按整车技术要求选择，分为1)机车：-25℃-+45℃、-40℃-+45℃,e)最湿月月平均最大相对湿度为95%,该月月平均最低温度为25℃;d)机车车辆正常运行时可能遇到的雨、雪、雾、冰、霜、风、沙以及其他污染物。环境条件超出上述条件时，由供雷双方协商确定。变流器和电动机应互相匹配，主要包括以下匹配参数：a)变流器应用范围内的参数，如变流器输出的线电压(包括重复峰值电压)、电流、基波频率、谐波、功率、功率器件的使用开关频率、最大电压变化率(dV/d)和直流环节的对地电压(包括最大值)等；b)电动机的极数、等效电路参数应用范围内牵引工况和制动工况的典型特性曲线和转速传感器技术参数等。5.2基准温度电动机所有特性曲线按绕组基准温度为150℃时绘制。该温度应在特性曲线上注明。规定特性为电动机设计特性，表征规定特性的特性曲线应绘到每个变量设计的运行极限值5.4典型特性典型特性为按7.15的规定进行试验的结果而得出并满足6.2.12要求的特性。35.5效率特性效率特性应考虑到由于变流器产生的谐波所引起的损耗。5.6特性曲线电动机的规定特性和典型特性应为变流器供电下的变频特性。对用于牵引工况的电动机，该特性包括电动机在整个工作范围内的线电压、电流、功率、频率、平均转矩、转差率和效率与转速之间的函数关系。对用于制动工况的电动机，特性为电动机在整个工作范围内的线电压、电流、输出电功率、频率、输入转矩、转差率和效率与转速之间的函数关系。其中电压曲线为基波分量的方均根值与转速之间的函数关系；电流曲线分别为基波分量的方均根值和全部电流分量的方均根值与转速之间的函数关系。在特性曲线中，可用机车车辆的轮周牵引力和速度分别替代电动机的转矩和转速，但此时要标明传动比、轮对直径和传动损耗，如果采用传动损耗，则约定值宜符合图1的规定。图1电动机传动损耗的约定值6技术要求6.1一般要求6.1.1电动机应按规定程序批准的图样和技术文件制造。6.1.2电动机的定额宜为持续定额。6.1.3电动机冷却形式通常采用强迫通风冷却或自通风冷却6.1.4同型号的电动机整机及主要部件(例如定子、转子和易损件等)均应具有互换性，其特性不超过试验允许的偏差。6.1.5非金属材料构件的阻燃性应符合TB/T3138的规定6.1.6非金属材料应满足TB/T3139-2021的规定6.1.7用于支撑和固定载流体部件的绝缘材料构件，应阻燃、耐热、耐漏电起痕、防潮6.1.8电动机在正常使用和维护周期内，所用非金属材料构件不应老化失效6.1.9电动机绝缘系统的热分级不低于200级。6.1.10所有碳钢、铝合金和铸件焊接零部件的设计、生产及检验应符合GB/T25343(所有部分)的6.1.11电动机接线盒(如有)应具有适当的体积以容纳接线装置，并使其电气问隙和爬电距离满足GB/T32350.1-2015的要求，防护等级应满足GB/T4942—2021中IP55的要求。6.1.12电动机转子动平衡品质级别不应低于GB/T9239.1-2006中G2.5级。6.1.13机车电动机轴承应符合TB/T3594的规定。6.2性能要求6.2.1.1电动机的外形和安装尺寸应满足图样要求。6.2.1.2电动机表面的防护涂层应干燥，无污损、无锈蚀和无裂痕等现象。6.2.1.3裸露的金属构件如机座、端盖、悬挂安装面和紧固件等表面应具有防锈保护。6.2.1.4紧固件上应做防松标识，接线端和引线的相序标志、接地标志和防触电警告标志应完整清晰6.2.1.5电动机上应设有防脱落结构和排水结构。动车组电动机外壳防护等级不应低于GB/T4942—2021规定的IPX3。6.2.1.6电动机上应设有接地点，应具备良好导电性能6.2.1.7机车电动机在加油嘴附近应有油脂类型、加油量及加油周期的标志。6.2.2定子绕组直流电阻电动机定子绕组的直流电阻值(换算至20℃)不应超过典形值的±10%,且与定子绕组的直流电阻算术平均值的偏差不应超过±2%。其中典型值指首批4台电动机(包括型式检验电动机)测量直流电阻值(换算至20℃)的平均值6.2.3绝缘电阻6.2.3.1定子终组绝缘电阻电动机的定子绕组热态绝缘电阻值不应低于按照公式(1)计算得出的R,值。5R,=U,/(1.000+P/100) 型式检验时，应测量定子绕组的冷态绝缘电阻和热态绝缘电阻；出厂检验时，6.2.3.2温度传盛器(如有)绝缘电阻6.2.3.3速度传感器(如有)绝缘电阻速度传感器导线对外壳(或机座)绝缘电阻不应小6.2.4温度传盛器(如有)功能当电动机配备有温度传感器时，电动机冷态下温度传感器所测得的温6.2.5速度传感器(如有)功能当电动机配备有速度传感器时，根据传感器类型，速度传感器的输出波形应符合TB/T2760.1、应保持一致。6.2.7空载电流容差在典型特性曲线上10%-100%转速之问电动机出现最大磁通的电压下，电动机的空载电流不应超过典型值的±10%。其中典型值为首批4台电动机(包括型式检验电动机)的平均值。6.2.8堵转电流容差电动机的堵转电流不应超过典型值的±5%。其中典型值为首批4台电动机(包括型式检验电动机)的平均值。当电动机转速小于或等于3600r/min时，其振动速度不应超过3.5mm/s;当电动机转速大于电动机的噪声不应超过图2规定的限值。6图2噪声限值6.2.11温升限值6.2.11.1变流器供电下的温升限值电动机由车载变流器供电，或者由电源波形和谐波分量与车载变流器类似的电源供电。在持续定额下进行温升试验。当周围环境冷却空气温度在10℃~40℃时，采用不同热分级的绝缘系统的定子绕组以及电动机其他部件，在试验台上相对于冷却空气温度的允许温升值不应超过表1的规定。表1温升限值轴承和润滑脂(泊)允许应用的最高温度“减去试验冷6.2.11.2正弦波供电下的温升容差电动机在正弦波供电条件下的定子绕组温升值不应超过最初型式检验测量值的±8%或±10K(取最大值)。6.2.12转矩和损耗容差要求在规定特性曲线上，从最大转矩所对应的转速至90%最高工作转速之间的任一点输入电功率时的典型转矩不应小于规定值的95%6.2.12.2损耗容差在持续定额时测得的电动机损耗不应超过从规定特性曲线推导值的15%。76.2.13效率要求正弦波供电条件下，200km/h及以上动车组电动机额定效率不应低于0.94,其中CRH5A平台动车组电动机额定效率不应低于0.935,其他动车组电动机应符合9.2.4的规定。6.2.14超速要求电动机在热态下按1.2倍最高工作转速运转2min,电动机应无有害变形。6.2.15耐压要求6.2.15.1定子绕组对地耐压要求定子绕组对地耐压应采用工频电压试验。在第4章规定的海拔条件下，给定子绕组施加(2U,+1000)V工频电压值，持续1min,不应出现击穿或闪络现象。6.2.15.2温度传感器(如有)对地耐压给温度传感器(如有)施加500V的工频电压，持续1min,应无击穿或闪络现象。6.2.15.3速度传感器(如有)对地耐压给速度传感器(如有)施加500V的工顺电压，持续1min,应无击穿或闪络现象。6.2.16重量限值电动机重量允差为规定值的±3%。6.2.17冲击和振动要求电动机按7.18完成冲击和振动试验后，应满足以下要求；a)悬挂及各部件无裂纹、紧固件无松动；b)定子绕组直流电阻满足6.2.2的要求；e)定子绕组绝缘电阻满足6.2.3.1的要求；d)空载电流值不超过62.7规定的范围；e)堵转电流值不超过6.2.8规定的范围；f)耐压性能满足6.2.15.1的要求，其中耐压试验值为6.2.15.1中试验值的85%。若试验条件不满足，可通过计算校核和装车运用考核进行。6.2.18悬挂结构强度在7.19所述的载荷下，电动机悬挂结构应力不应超过材料屈服级限。对于已按7.18的规定完成冲击和振动试验的电动机，可不进行此项试验。6.2.19湿热性能动力分散动车组电动机按7.20完成湿热试验后，应满足：a)表面涂层不应出现起泡和脱落等现象；b)定子绕组绝缘电阻满足6.2.3.1的要求；e)耐压性能满足6.2.15.1的要求，其中耐压试验值为6.2.15.1中试验值的85%。6.2.20低温性能电动机按7.21在低温下进行存放、启动及运行试验时，空载启动和转动应正常。试验完成后电动机表面涂层不应出现起泡和脱落等现象。6.2.21盐雾性能动力分散动车组电动机按7.22完成盐雾试验后，应满足：a)表面涂层不应出现起泡和脱落等现象；b)定子绕组绝缘电阻满足6.2.3.1的要求e)耐压性能满足6.2.15.1的要求，其中耐压试验值为6.2.15.1中试验值的85%。6.2.22高温性能动力分散动车组电动机按7.23进行高温试验，试验完成后，电动机应空载启动运行正常。7试验方法7.1.1电动机的试验方法应根据下述原则加以确定：a)凡本文件有规定者，应符合本文件；b)凡本文件未规定者，按GB/T25123.2-2018和GB/T1032-2023进行。7.1.2当采用变流器进行相关试验(温升试验、特性试验)时，宜采用车载变流器，也可采用与车载变流器电源波形和谐波分量类似的电源供电。测量仪器的准确度应满足GB/T25117-2020和GB/T25123.3—2011的要求。7.1.3如采用正弦波电源进行试验，试验电源应满足GB/T1032-2023中5.2的要求7.1.4除变流器供电的温升试验和特性试验外，其他试验的测试仪器应满足GB/T1032-2023中5.3的要求。7.2外观检查7.2.1检查电动机的外观和装配质量，包括电动机的外形与安装尺寸、表面涂层和棵露金属面的防锈措施、接地点、防脱落结构和排水结构等7.2.2目测检查标识内容的正确性，包括紧固件防松标识、接地标志、加油标志、接线端和引线的相序标识、防触电警告标志等。7.2.3动车组电动机外壳防护检查按GB/T4942—2021进行。7.3定子绕组直流电阻测量定子绕组直流电阻的测量和计算按GB/T1032—2023中6.2进行。电动机冷态时，测量并记录每对出线端子UV、vw及WU之间的定子绕组电阻R_、R,_。和R,同时记录环境(机座)温度。换算到20℃下定子烧组的电阻值。7.4绝绿电阻测量定子绕组绝缘电阻测量按GB/T1032—2023中6.1进行。其中的额定电压用直流环节的最高对地平均电压替代。9采用500V兆欧表测量温度传感器、速度传感器的引线对地的绝缘电阻值。采用500V兆欧表测量轴承的绝缘电阻值。7.5温度传感器功能检查测量并记录电动机冷态下温度传感器的值，同时记录环境温度。当温度传感器采用铂热电阻元件时，测量其电阻值，按GB/T30121将电阻值换算成温度值7.6速度传感器功能检查电动机运转平稳后，速度传感器输入标称电压，测量并记录传感器各信号通道的输出波形。7.7转向检查按电动机出线端标志接线，出线端标志的字母顺序(如U、V、W)与电源的相序一致时，通电使电动机空转，从轴仲端目视检查电动机的转向。7.8空载试验7.8.1试验电源为正弦波电源。7.8.2型式检验时，电动机从冷态开始空载运行，步骤如下；a)在典型曲线上10%~100%转速之间电动机出现最大磁通的电压下，测量空载电流、空载损耗和功率因数，该电压值及对应频率应在被试的第一台电动机中确定，并在随后的试验中采用；b)空载特性试验按GB/T1032—2023中第9章进行，其中“额定电压”用a)中规定的电压代替，测量空载特性曲线(空载电压、空载损耗、功率因数与空载电流之间的关系),并分离出铁耗和风磨耗。7.8.3出厂检验时，施加7.8.2a)中确定的电压和频率，测量空载电流、空载损耗和功率因数。7.9堵转试验7.9.1试验电源为正弦波电源。7.9.2型式检验时，电动机在接近实际冷态下进行，步骤如下；a)堵住转子，测量给定频率下产生额定电流时的电压；b)堵转特性试验按照CB/T1032—2023中第10章进行。测量堵转特性曲线(堵转电压、损耗、功率因数与堵转电流之间的关系)。试验从冷态开始堵住转子，调节电动机电压，使电动机产生1.3倍额定电流的电压，然后逐步降低电压，期间测取5点-7点的堵转电压、堵转电流、输入功率、功率因数。7.9.3出厂检验时，施加7.9.2a)中确定的频率和电压值，记录此时电流值。7.10振动试验按GB/T25123.2—2018中8.4进行。型式检验时，测量整个工作范围内至少10个转速点(包含额定转速和最高工作转速)的横向、纵向和垂向振动速度。出厂检验时，可测试多个转速点下的横向、纵向和垂向振动速度。7.11噪声试验试验按GB/T25123.2—2018中附录D规定的方法进行。测量整个转速范围内至少10个转速点(包含额定转速和最高工作转速)的噪声值。测量点布置应符合图3的规定。当采用强迫通风冷却方式的电动机，测试噪声时的冷却风量为额定风量。图3噪声测量点7.12风量风压测试当电动机采用强迫通风冷却方式时，按附录A规定的方法测量并绘制进风口静压与通风空气量的关系曲线，并得出额定风量下的进风口静压。7.13温升试验7.13.1变流器供电下的温升试验变流器供电的温升试验与系统组合试验一起进行。试验电源采用车载变流器，也可采用与装车变流器的电源波形和谐波分量类似的电源供电电动机采用保证定额进行持续温升试验时，按GB/T25123.2—2018中8.1进行。电动机如采用强迫通风冷却方式，试验中应保证电动机要求的冷却风量试验过程中，每隔15min测量记录定子电压、定子电流、输入功率、功率因数、输出功率、进风温度、出凤温度、环境温度、轴承温度和铁芯温度。电动机温升稳定后，测量治入电功率和输出机械功率，计算损耗和效率7.13.2正弦波供电下的温升试验7.13.2.1型式检验电动机采用正弦波电源供电进行温升试验，可在保证定额下，进行不小于1h的温升试验，停机后按照GB/T25123.2-2018中8.1测量并计算定子绕组的平均温升正弦波供电下的温升试验定额、冷却条件以及试验时间在型式检验中一经确定，可用于后续检验电动机温升一致性。电动机温升稳定后，测量输入电功率和输出机械功率，计算损耗和效率7.13.2.2出厂检验电动机按照7.13.2.1确定的试验定额、冷却条件以及试验时间完成温升试验并测量和计算得到定子绕组的平均温升。A0.=△0[1-(t-25)/(235+△0+t)] A9₂=(0-0.)[1-(H-1000)/10000]] b)当1400m<H≤4000m,1000m<H₁≤4000mA0,=(0-02)[1+(H,-H)/10000] (4)7.15特性试验特性试验与牵引系统组合试验一起进行，按GB/T25117—2020的第7章规定的试验方法进行。检查所测的转矩特性曲线是否符合6.2.12.1的要求。7.16耐压试验7.16.1耐压试验电压值修正当电动机的试验地点海拔与使用地点海拔不一致时，7.16.2-7.16.4的耐压试验电压值按TB/T3213-2009中5.2.2进行修正。7.16.2定子绕组对地耐压试验定子绕组对地耐压试验应采用工频电。在定子绕组和机座之间施加6.2.15.1所规定的试验电压。试验电压应逐渐施加上去，初始电压不应超过最终试验电压值的1/3,从初始电压加载达到最终值过程持续时间不少于10s。达到最终值型式检验时，电动机应为热态；出厂检验时，可在冷态下进行。7.16.3温虚传感器对地耐压试验在温度传盛器引线和机座之间施加500V工频电压。该电压应逐渐地施加上去，初始电压不应超过160V,从初始电压加载达到最终值过程持续时间不少于10s,达到最终值后保持1min。7.16.4速度传感器对地耐压试验在速度传感器引线和机座之间施加500V工频电压，该电压应逐箭地施加上去，初始电压不应超过160V,从初始电压加载达到最终值过程持续时间不少于10s,达到最终值后保持1min。采用直接称重法对电动机进行称重。7.18冲击和振动试验按GB/T21563进行冲击和振动试验。试验后，检查电动机外观及悬挂，并按7.3、7.4.7.8.2、7.9.2、7.16.2进行试验验证。7.19悬挂结构强度试验在电动机质量乘以下述加速度的载荷下进行静强度试验，在电动机纵向、横向和垂向三个方向上施加恒定力，测量电动机悬挂处的最大应力：a)纵向加速度：±49m/s²;b)横向加速度：±9.8m/s¹;e)垂向加速度：±cm/s²(抱轴式c=44.1.架悬式c=24.5)。7.20湿热试验电动机按GB/T12665—2017进行6周期的高温40℃下的湿热试验。试验完成后应检查电动机外观，按7.4进行绝缘电阻测量，按7.16.2进行定子绕组对地耐压试验。检验项目应符合表2的规定表2检验项目检验项目1V2√3√√4VV5V√6√√7√√8√9√V√2V√√5√√V√√√9√√√ √V y√非机械特性改动后重新进行的型式检验不包合冲击和振动试验、总挂采用拍检方式。每批电动机200台以下按19标志、包装、运输和储存电动机上所有标志应保证在整个使用期内清晰可辨，不易磨灭和脱落。电动机在地面或安装在车辆上时，电动机上所有标志应方便辨识。电动机的铭牌至少应包含下列内容：a)制造商名称；b)电动机型号；d)制造日期。在每台电动机的定子和转子上应打印相应的序号。9.1.3接线端和引线标志应在电动机引出线和接线盒上设置明显的符合GB/T1971-2021规定的U、V、W标志。9.1.4接地标志电动机接地点附近应设置接地标志，接地标志符号应符合GB/T5465.2的规定。9.1.5警告标志电动机接线盒或带电部分应有明显的防触电警告标志，符合GB2894的规定。9.2.1电动机使用包装箱包装和运输。包装箱外表面应有产品名称、型号、数量和制造商等，同时，还应标有“防雨”“防振”“小心轻敢”和“切勿倒置”等字样。装箱后，轴伸及裸露加工安装处应采取防锈防碰措施。电动机在包装箱内应可意固定并能防止电动机转子转动及轴向窜动。9.2.2包装箱内应采取必要的减振措施，保证产品运输中不被损坏。制造商应提供产品包装以及拆卸的文件