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【機(jī)械課件】第六章 直流和脈流牽引電動機(jī)的試驗(yàn)

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1、第六章 直流和脈流牽引電動機(jī)的試驗(yàn) 為了使機(jī)車具有優(yōu)良的牽引性能,保證牽引電動機(jī)的質(zhì)量是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié),因此,在牽引電動機(jī)制造和檢修過程中,每一工序之后都要進(jìn)行檢查性的測量和試驗(yàn)。電機(jī)組裝就緒準(zhǔn)備送出成品時,還要將電機(jī)置于專用試驗(yàn)設(shè)備上,按照國家對該類型電機(jī)的技術(shù)要求進(jìn)行嚴(yán)格的試驗(yàn),以評定該電機(jī)的裝配質(zhì)量及其技術(shù)性能。 本章介紹牽引電動機(jī)的試驗(yàn)項(xiàng)目,分析直流牽引電動機(jī)的試驗(yàn)線路,討論直流牽引電動機(jī)的試驗(yàn)方法,并簡要介紹脈流牽引電動機(jī)的試驗(yàn)線路。 第一節(jié) 直流牽引電動機(jī)的試驗(yàn)項(xiàng)目 鐵道部部頒標(biāo)準(zhǔn)“機(jī)車電機(jī)試驗(yàn)方法——直流電機(jī)”(TB1704-2001)中規(guī)定,牽引電動機(jī)的試驗(yàn)分為例行

2、試驗(yàn)、型式試驗(yàn)和研究性試驗(yàn)3種。 一、例行試驗(yàn) 例行試驗(yàn)也稱為出廠試驗(yàn),這是每一臺電機(jī)出廠時都必須進(jìn)行的試驗(yàn),其目的是確定該電機(jī)制造、修理和裝配的質(zhì)量,檢驗(yàn)其工作特性、部件溫升、換向性能及絕緣性能等是否符合技術(shù)要求。 例行試驗(yàn)項(xiàng)目的一般試驗(yàn)程序?yàn)椋? (1)電機(jī)外觀檢查及其外形尺寸和安裝尺寸的檢查; (2)繞組在實(shí)際冷態(tài)下直流電阻的測定; (3)小時定額下的溫升試驗(yàn); (4)速率特性曲線繪制; (5)超速試驗(yàn); (6)電樞繞組匝間絕緣介電強(qiáng)度試驗(yàn); (7)換向器跳動量檢查; (8)換向試驗(yàn); (9)繞組對機(jī)座及繞組相互間絕緣電阻的測定; (10)繞組對機(jī)座及繞組相互間絕

3、緣介電強(qiáng)度試驗(yàn); (11)其他在供需雙方協(xié)議書中規(guī)定的例行試驗(yàn)項(xiàng)目。 每臺牽引電動機(jī)的例行試驗(yàn)結(jié)果,必須按規(guī)定格式認(rèn)真填寫試驗(yàn)記錄。 二、型式試驗(yàn) 型式試驗(yàn)又稱為鑒定試驗(yàn),按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,牽引電動機(jī)凡遇下列情況之一均應(yīng)進(jìn)行型式試驗(yàn)。 (1)新產(chǎn)品試制完成時; (2)電機(jī)設(shè)計(jì)或工藝上的變更足以引起某些特性或參數(shù)發(fā)生變化時,則應(yīng)進(jìn)行有關(guān)的型式試驗(yàn); (3)當(dāng)檢查試驗(yàn)結(jié)果與以前進(jìn)行的型式試驗(yàn)結(jié)果發(fā)生不允許的偏差時也應(yīng)進(jìn)行型式試驗(yàn)。 總之,型式試驗(yàn)的目的是對該類型電機(jī)作較詳細(xì)深入的研究,以鑒定試驗(yàn)的結(jié)果與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)是否相符,從而對改進(jìn)該項(xiàng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)、工藝等提供試驗(yàn)數(shù)據(jù),每次型式試驗(yàn)

4、的電機(jī)不得少于兩臺,而且當(dāng)電機(jī)大量生產(chǎn)時,每隔半年或定期進(jìn)行抽試。 (1)型式試驗(yàn)的內(nèi)容除了檢查試驗(yàn)中所有試驗(yàn)之外,還包括以下項(xiàng)目: (2)換向器室內(nèi)空氣靜壓力頭與通風(fēng)空氣量關(guān)系的測定(僅適應(yīng)于強(qiáng)迫通風(fēng)的電機(jī)); (3)確定用以進(jìn)行溫升例行試驗(yàn)的小時定額電流; (4)連續(xù)或斷續(xù)定額下的溫升試驗(yàn); (5)牽引電動機(jī)發(fā)熱及冷卻曲線簇的繪制; (6)特性曲線繪制; (7)最佳換向區(qū)的測定; (8)起動試驗(yàn); (9)斷開和接上電源試驗(yàn)(僅適應(yīng)于直接或間接接觸網(wǎng)供電的直流和脈流電動機(jī)); (10)濕熱試驗(yàn)(允許按部件檢查); (11)耐振強(qiáng)度試驗(yàn)(允許按部件檢查); (12)重量

5、測定(僅適應(yīng)新產(chǎn)品試制完成時)。 研究性試驗(yàn)是為了獲得補(bǔ)充資料而作的有選擇的特殊試驗(yàn),試驗(yàn)項(xiàng)目和方法在供需雙方協(xié)議書中有明確規(guī)定。 以上列出了牽引電動機(jī)例行試驗(yàn)和型式試驗(yàn)的項(xiàng)目。需要特別指出的是,必須遵守上述規(guī)定程序依次逐項(xiàng)進(jìn)行,這是因?yàn)殡姍C(jī)的工作特性、換向性能及絕緣性能都與溫度有關(guān),因此,試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作完成后,必須先做做溫升試驗(yàn),再做電機(jī)在熱狀態(tài)下的其他試驗(yàn)項(xiàng)目。另外,用于鐵路干線的電力機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)車及動車上的直流和脈流牽引電動機(jī)的電壓主和電流中都具有高次諧波分量,因此某些項(xiàng)目的試驗(yàn)條件則有所不同,例如:脈流牽引電動機(jī)型式試驗(yàn)中的速率特性測定、換向試驗(yàn)等既要在直流工況下進(jìn)行,又要在脈流

6、工況下進(jìn)行;其溫升試驗(yàn)和效率特性的測定必須在具有實(shí)際脈動頻率和電流脈動系數(shù)的脈動電流下進(jìn)行等。 第二節(jié) 直流牽引電動機(jī)的試驗(yàn)線路 直流牽引電動機(jī)的負(fù)載試驗(yàn)線路可以分為:直接負(fù)載試驗(yàn)線路和反饋負(fù)載試驗(yàn)線路兩類。對于容量較小的直流牽引電動機(jī),可采用圖6-1所示的直接負(fù)載試驗(yàn)線路,此時,被試電動機(jī)M拖動發(fā)電機(jī)G作為它的負(fù)載,通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵磁電流或負(fù)載電阻R來調(diào)節(jié)被試電動機(jī)M的負(fù)載。這種直接負(fù)載試驗(yàn)線路的優(yōu)點(diǎn)是在調(diào)節(jié)或計(jì)量試驗(yàn)參數(shù)時都非常方便,而且其線路與電動機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)相符。缺點(diǎn)是試驗(yàn)時需要消耗大量電能和增加大容量電源設(shè)備的投資。顯然,對于大容量的直流牽引電動機(jī)來說,采用直接負(fù)載試驗(yàn)線路是

7、很不經(jīng)濟(jì)的。 圖6-1 直接負(fù)載試驗(yàn)線路 目前,大容量直流牽引電動機(jī)的試驗(yàn)已廣泛采用反饋負(fù)載試驗(yàn)線路,其基本原理是:把兩臺同型號的直流牽引電動機(jī)在電和機(jī)械方面都耦合起來,使其中一臺被試電動機(jī)運(yùn)行,而另一臺電機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行,此時電動機(jī)發(fā)出的機(jī)械能拖動發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),使發(fā)電機(jī)作為它的機(jī)械負(fù)載;而發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能又回送給電動機(jī)使用,使電動機(jī)成為它的電負(fù)載。因此,這兩臺同型號的電機(jī)互為能源,互為負(fù)載,在試驗(yàn)時所消耗的電能僅為兩個電動機(jī)本身損耗之和。顯然,反饋負(fù)載試驗(yàn)比直接負(fù)載試驗(yàn)經(jīng)濟(jì)得多,而且被試電動機(jī)容量不受限制。 反饋負(fù)載試驗(yàn)線路有多種形式,目前應(yīng)用最為廣泛的是帶有升壓機(jī)的反饋試驗(yàn)線路,

8、但在設(shè)備不足或條件限制的情況下,也可采用其他形式的反饋試驗(yàn)線路。 一、帶升壓機(jī)的反饋試驗(yàn)線路 帶有升壓機(jī)的反饋負(fù)載試驗(yàn)線路原理如圖 6-2所示。圖中M、G為同型號牽引電動機(jī),M為被試電動機(jī),G為陪試發(fā)電機(jī),這兩臺電機(jī)的同名端借助聯(lián)軸器機(jī)械耦合,電方面按圖6-2連接。其中,電機(jī)M與G的主極串勵繞組CM與CG反向連接后串聯(lián)在被試機(jī)M的電樞電路中;升壓機(jī)S串聯(lián)在陪試機(jī)G的電樞電路中。升壓機(jī)S和線路發(fā)電機(jī)H均為他勵直流發(fā)電機(jī),分別由三相異步電動機(jī)驅(qū)動,它們的勵磁繞組TS和TH均由單獨(dú)的勵磁可調(diào)電源供電。 圖 6-2 帶升壓機(jī)的反饋負(fù)載試驗(yàn)線路 反饋試驗(yàn)時,應(yīng)先起動升壓機(jī)S,閉合開關(guān)S2,

9、調(diào)節(jié)S的勵磁電流,升壓機(jī)S產(chǎn)生的感應(yīng)電勢ES向電機(jī)M與G的閉合回路中輸送電流IB。此時,由于流過電機(jī)M與G的電樞電流大小相等,而且兩臺電機(jī)的磁通也大小相等,故對M—G機(jī)組而言,兩臺電機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩大小相等,方向相反,故M—G機(jī)組處于靜止?fàn)顟B(tài),為機(jī)組的起動作好準(zhǔn)備。 然后起動線路發(fā)電機(jī)H,閉合開關(guān)S1,并調(diào)節(jié)其勵磁電流,使H的輸出電壓UH逐步達(dá)到被試機(jī)M的額定電壓,則線路電源UH向電機(jī)M和G兩條支路分別輸入空載電流IOM和IOG。此時,在電機(jī)M支路中的總電流為: IM=IB+IOM 而在電機(jī)G支路中的總電流為:

10、 IG=IM-IOG 被試機(jī)M支路電流IM的增加,使電磁轉(zhuǎn)矩增大;陪試機(jī)G支路電流減小,電磁轉(zhuǎn)矩減小,當(dāng)被試機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩超過陪試機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩與兩臺電機(jī)空載轉(zhuǎn)矩之和時,機(jī)組開始按規(guī)定方向起動。在機(jī)組起動的同時,應(yīng)及時調(diào)節(jié)升壓機(jī)S的勵磁電流,并使起產(chǎn)生的感應(yīng)電勢ES與陪試機(jī)EG同向,且ES+EG〉UH。按照圖6-2中所示的電流方向及電勢極性,IG的方向與EG的方向相同,則陪試機(jī)G作發(fā)電機(jī)運(yùn)行;而IM的方向與EM方向相反,被試機(jī)M作電動機(jī)運(yùn)行。被試電動機(jī)M的負(fù)載電流IM主要取決于陪試機(jī)G的負(fù)載電流IG,IG的大小為:

11、 (6-1) 式中 RaS——升壓機(jī)S的電樞繞組和換向繞組的電阻; RaG——陪試機(jī)G的電樞、換向極及補(bǔ)償繞組電阻。 由此可見,升壓機(jī)S在反饋試驗(yàn)線路中的作用是使陪試機(jī)G作發(fā)電機(jī)運(yùn)行,同時也可用來調(diào)節(jié)被試機(jī)M的負(fù)載電流。因此,在試驗(yàn)過程中,過份降低升壓機(jī)的勵增電流是不允許的,因?yàn)樯龎簷C(jī)勵磁電流過低時,可能使ES+EF≤UH,這時電機(jī)M與G均為處于空載狀態(tài)下的串勵電動機(jī),機(jī)組有飛速的危險(xiǎn)。 為此,試驗(yàn)中應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn): (1)機(jī)組起動時,應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定順序操作,即先起動升壓機(jī),合上開關(guān)S2;后起線路發(fā)電機(jī),合上開關(guān)S1;試驗(yàn)完成后,應(yīng)先斷開開關(guān)S1,后斷開開

12、關(guān)S2。 (2)機(jī)組起動的同時,應(yīng)及時調(diào)節(jié)升壓機(jī)勵磁電流,使之不能太小,以保證被試電動機(jī)M有一定的負(fù)載。 (3)對于串勵直流牽引電動機(jī),升壓機(jī)應(yīng)有一定的保護(hù)裝置,以避免在升壓機(jī)失壓時,造成機(jī)組飛速。 采用此線路進(jìn)行反饋試驗(yàn)時,被試電機(jī)的各種損耗可以直接由升壓機(jī)和線路發(fā)電機(jī)的輸出功率來分別確定,因此能很方便地確定被試電機(jī)的效率。 電機(jī)M與G的鐵耗及機(jī)械損耗由線路發(fā)電機(jī)供給。因?yàn)楫?dāng)斷開線路電源UH,僅由升壓機(jī)的S供電時,機(jī)組是無法起動的;只有同時接通線路電源UH后,才能使機(jī)組轉(zhuǎn)動起來。因此,兩臺電機(jī)在轉(zhuǎn)動后才產(chǎn)生的鐵耗及機(jī)械損耗必須由線路電源供給,為此被試電機(jī)M的鐵耗及機(jī)械損耗可確定為線路

13、發(fā)電機(jī)輸出功率PH的一半。 電機(jī)M與G的銅耗則由升壓發(fā)電機(jī)供給。因?yàn)樵囼?yàn)線路只有線路電源供電時,電機(jī)M、G都處于空載狀態(tài)(注:試驗(yàn)中絕不允許),只有鐵耗和機(jī)械損耗,當(dāng)升壓電源同時供電時,M、G才有一定的負(fù)載。因此,兩臺電機(jī)在負(fù)載后產(chǎn)生的銅耗由升壓電源供給,為此被試電機(jī)M的銅耗可確定為升壓發(fā)電機(jī)輸出功率PS的一半。 總上所述,帶有升壓機(jī)的反饋試驗(yàn)線路具有以下優(yōu)點(diǎn): (1)被試電動機(jī)的工況調(diào)節(jié)非常簡單。改變升壓機(jī)的勵磁電流,就能平滑地調(diào)節(jié)被試機(jī)的負(fù)載電流;改變線路發(fā)電機(jī)的勵磁電流,就能調(diào)節(jié)被試機(jī)的端電壓。 (2)試驗(yàn)所消耗的能量僅為直接負(fù)載試驗(yàn)所消耗能量的20%左右。 (3)被試電動機(jī)的

14、各種損耗可直接由升壓機(jī)和線路發(fā)電機(jī)的輸出功率來確定。 (4)在試驗(yàn)線路中裝上轉(zhuǎn)換開關(guān),可使被試機(jī)和陪試機(jī)互換,兩臺同型號電機(jī)都能在電動機(jī)狀態(tài)下試驗(yàn),不必在試驗(yàn)臺上移動,方便操作。 這種反饋試驗(yàn)線路的缺點(diǎn)是,需要大容量的直流發(fā)電機(jī)組,如果加上其他輔助電機(jī)及勵磁機(jī)組、控制電源等,所需要旋轉(zhuǎn)機(jī)組的數(shù)量將更龐大,這些數(shù)量眾多的交、直流旋轉(zhuǎn)電機(jī)不僅給設(shè)備投資、試驗(yàn)耗電量以及維修等增加了費(fèi)用,而且整個實(shí)驗(yàn)臺都將被噪音所充斥,這不但不利于試驗(yàn),而且污染環(huán)境,損害勞動著?;谏鲜鲈颍鼇硪恍S、段已采用了由晶閘管供電裝置代替一些直流發(fā)電機(jī)的反饋試驗(yàn)線路。 二、采用晶閘管供電裝置的反饋試驗(yàn)線路 圖

15、6-3 采用晶閘管供電裝置的反饋線路 圖6-3所示為采用晶閘管供電系統(tǒng)的反饋線路方框圖,在這一系統(tǒng)中,晶閘管供電裝置取代線路發(fā)電機(jī)和升壓機(jī),圖中SCR1作為線路電源U1,SCR2則作為升壓電源。 在這個系統(tǒng)中,線路機(jī)組SCR1采用了電壓負(fù)反饋以使電機(jī)在試驗(yàn)時保持某一恒定的電機(jī)端電壓,為了防止電機(jī)直接起動時過大的沖擊電流,在系統(tǒng)中引入了電流截止負(fù)反饋,因此SCR1供電裝置是一個閉環(huán)自動調(diào)節(jié)系統(tǒng);對于升壓機(jī)組SCR2裝置則只要求改變起端電壓以調(diào)節(jié)負(fù)載,無其他特殊要求,為使線路簡化,采用開環(huán)控制。 采用晶閘管供電裝置的反饋試驗(yàn)線路優(yōu)點(diǎn)很多,但起過載能力差,即使是瞬時過電壓或過電流,都是可能損

16、壞元件,因此必須采用硒堆和阻容吸收裝置進(jìn)行過電壓保護(hù),采用快速熔斷器及自動開關(guān)作短路保護(hù)等,這些都增加了試驗(yàn)線路的復(fù)雜性。 三、陪試機(jī)他勵的反饋試驗(yàn)線路 圖6-4 陪試機(jī)他勵的反饋試驗(yàn)線路 由于條件的限制而難以得到直流高壓線路電源時,可采用陪試機(jī)他勵的試驗(yàn)方法,其試驗(yàn)線路如圖6-4所示。圖中:M、G為同型號的兩臺直流牽引電動機(jī),M為被試電動機(jī),陪試發(fā)電機(jī)G的主極繞組CG改接成他勵,有單獨(dú)的勵磁機(jī)LG供電,主回路中只串聯(lián)了一個升壓機(jī)S。試驗(yàn)時只要調(diào)節(jié)升壓機(jī)S和勵磁機(jī)LG的電壓,就可以廣泛地調(diào)節(jié)被試電動機(jī)的負(fù)載。但是,他勵法試驗(yàn)線路如不采取適當(dāng)措施,電機(jī)試驗(yàn)中的調(diào)節(jié)將十分困難,試驗(yàn)中單

17、獨(dú)調(diào)節(jié)升壓電源電壓或勵磁機(jī)電壓,都會引起被試電動機(jī)電壓和電流的變化,給電機(jī)工作點(diǎn)(電壓、電流、轉(zhuǎn)速)的確造成困難。為了改善對被試電動機(jī)的調(diào)節(jié),該線路中的升壓電源必須是具有電壓(速度)、電流雙閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的晶閘管整流電源,以確保在調(diào)節(jié)升壓機(jī)電勢ES時,使被試機(jī)電壓改變,而負(fù)載電流不變;調(diào)節(jié)勵磁機(jī)電勢EL時,改變被試機(jī)負(fù)載電流,而電機(jī)電壓基本保持穩(wěn)定。 采用這種試驗(yàn)線路時,除了陪試機(jī)G的主極繞組銅耗由勵磁機(jī)LG供給外,兩臺電機(jī)的其余銅耗及全部鐵耗、機(jī)械損耗均由升壓電源供給。由于這兩臺電機(jī)的勵磁電流不同,其鐵耗與附加損耗也各不相等,因此在求取被試電機(jī)的效率時將十分復(fù)雜和困難。但由于線路中省去了直流

18、高壓電源,使試驗(yàn)線路變得較為簡單,因此在不需要精確測定電機(jī)效率或僅作為一般性例行試驗(yàn)的情況下,采用這種線路還是簡單可行的。目前,在部分有牽引電動機(jī)檢修能力,需要進(jìn)行牽引電動機(jī)負(fù)載試驗(yàn)的廠、段,他勵法試驗(yàn)臺已陸續(xù)投入使用。 第三節(jié) 直流牽引電動機(jī)的試驗(yàn)方法(*) 直流牽引電動機(jī)的試驗(yàn)是根據(jù)鐵道部部頒標(biāo)準(zhǔn)“機(jī)車電機(jī)試驗(yàn)方法——直流電機(jī)”(TB1704-2001)以及各型牽引電動機(jī)試驗(yàn)大綱規(guī)定的方法進(jìn)行。以下按直流牽引電動機(jī)例行試驗(yàn)規(guī)定的程序,簡要介紹其主要項(xiàng)目的試驗(yàn)方法和技術(shù)要求。 一、試驗(yàn)前的準(zhǔn)備 1.一般性檢查 一般性檢查的目的是檢查電機(jī)的裝配質(zhì)量,其主要內(nèi)容包括:外觀尺寸檢查;各

19、零件連接強(qiáng)度檢查;磁極極性與磁極線圈電壓降測量;刷架裝置檢查及換向器工作表面狀態(tài)檢查等。 2.繞組在實(shí)際冷態(tài)下絕緣電阻的測定 如果繞組表面溫度與周圍環(huán)境溫度之差不大于4K時,即可認(rèn)為電機(jī)處于冷態(tài)。 繞組絕緣電阻采用1000V兆歐表測量,測量時,兆歐表手柄應(yīng)勻速轉(zhuǎn)動(一般控制在90-150r/min),并在指針穩(wěn)定后讀數(shù)。測量結(jié)束,繞組應(yīng)對地放電。各繞組對機(jī)座及各繞組相互間的絕緣電阻應(yīng)分別測量,測量結(jié)果應(yīng)不低于按下式確定的數(shù)值: (6-2) 式中 R—電機(jī)繞組的絕緣電阻; UN—電機(jī)的額定電壓(V); PN—電機(jī)的額定功率(kW)。 3.繞組在實(shí)際

20、冷態(tài)下直流電阻的測定 為了用電阻法測定電機(jī)在熱態(tài)下各繞組的溫升,在試驗(yàn)前應(yīng)先測得繞組的冷態(tài)直流電阻及周圍冷卻空氣溫度,以便在溫升試驗(yàn)后算出電機(jī)各繞組的溫升。 測量繞組直流電阻時,電樞應(yīng)靜止不動,用電壓表、電流表法進(jìn)行測量。用電壓表、電流表法測量組直流電阻時,應(yīng)采用穩(wěn)定的直流電源,被測繞組應(yīng)與可變電阻器及電流表串聯(lián)在電路中,電壓表要直接接在被測繞組的出線端上進(jìn)行測量,如圖6-5所示。測量電流通常為被測繞組額定電流的10%以下,通電測量時,電流表、電壓表讀數(shù)要同時盡快讀出。改變電流值測量3次,取3次測量求得的電阻平均值作為測量結(jié)果。若某次測量求得的電阻值與平均值之差大于2%時,則應(yīng)重新測量。

21、 圖6-5 用伏安法測量直流電阻 對于牽引電動機(jī)的主極繞組、換向極繞組和補(bǔ)償繞組的電阻,采用電壓表、電流表法在被測繞組出線端進(jìn)行測量。而測量電樞繞組電阻時,應(yīng)將毫伏表通過金屬棒接到預(yù)先做有標(biāo)志的兩片換向片上進(jìn)行測量。如果電刷不提起,毫伏表應(yīng)接在位于相鄰兩組電刷中心線下的換向片上。由于電樞繞組的直流電阻較小,為了提高測量的準(zhǔn)確度,電機(jī)制造廠在試驗(yàn)時,通常用雙臂電橋來測量電樞繞組直流電阻。 4.空轉(zhuǎn)檢查 在試驗(yàn)前電機(jī)通電空轉(zhuǎn)的目的是為了初步檢查電機(jī)各部件的裝配質(zhì)量及軸承運(yùn)轉(zhuǎn)情況,通過空轉(zhuǎn)可以研磨電刷,使電刷接觸面更為理想。 空轉(zhuǎn)檢查時,電機(jī)應(yīng)放置平穩(wěn),在低電壓、空載、不強(qiáng)迫通風(fēng)的條件

22、下進(jìn)速過程行。轉(zhuǎn)速應(yīng)逐漸上升,在升速過程中注意監(jiān)視電機(jī)的狀態(tài),最終使電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速或最大轉(zhuǎn)速下運(yùn)行30min。要求電機(jī)各部件(電樞、軸承、電刷、磁極、機(jī)座)應(yīng)無異常振動及噪音;軸承、換向器及電刷應(yīng)無過熱現(xiàn)象;電刷與換向器的接觸面積應(yīng)不小于80%。對于需在兩個轉(zhuǎn)向運(yùn)行的牽引電動機(jī),在應(yīng)正、反兩個轉(zhuǎn)向各運(yùn)行30min。 5.電機(jī)的電刷中性線測定。 電刷安裝位置正確與否將直接影響電機(jī)的換向質(zhì)量,因而電機(jī)試驗(yàn)前要通過試驗(yàn)使實(shí)際的電刷位置與理想的電刷位置之間的差異越小越好。 在電刷與換向器接觸良好(電刷接觸面積達(dá)80%以上)的狀態(tài)下,測定電刷中性線的方法有:感應(yīng)法、正反轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)法和正反轉(zhuǎn)電動機(jī)法3

23、種。用感應(yīng)法測定電刷的中性線位置時,電機(jī)不必轉(zhuǎn)動,不僅測試方法簡便,而且準(zhǔn)確性也較高,是目前最常用的一種方法。 用感應(yīng)法測定電刷中性線的方法是:使被試電機(jī)的電樞靜止不動,在相鄰的兩組電刷上接上小量程的雙向直流毫伏表(或微安表),主極繞組采用他勵,通以5%-10%的額定勵磁電流,如圖6-6所示。借助開關(guān)S,交替接通和斷開勵磁回路時,如果電刷位置偏離電刷中性線,則毫伏表的指針將出現(xiàn)擺動。調(diào)整刷架位置,重新進(jìn)行測量,直到開關(guān)接通或斷開勵磁回路時,毫伏表指針停止擺動或擺動所顯示的毫伏數(shù)最?。ɡ缧∮?mV),此時的電刷位置可以認(rèn)為是在較理想的電刷中性線上。為確定測定結(jié)果的準(zhǔn)確性,可以稍微轉(zhuǎn)動電樞,在

24、不同位置上作幾次測量。 圖6-6 感應(yīng)法測定電刷中性線 6.機(jī)組的安裝及測量儀器的選擇 將經(jīng)過上述檢查和測試合格的兩臺牽引電動機(jī)吊入試驗(yàn)臺位。通過聯(lián)軸器耦接的兩臺電機(jī)水平、成直線地固定在試驗(yàn)臺上,以免試驗(yàn)過程中電機(jī)發(fā)生振動、跳躍或移動。兩臺電機(jī)按反饋試驗(yàn)線路圖連接成試驗(yàn)電路,并接入所需的測量儀表,電氣測量儀表精度應(yīng)不低于0.5級;分流器為0.2級;其他測量儀器為1級,儀表量程應(yīng)使待測數(shù)值在其20%-95%范圍內(nèi)。試驗(yàn)臺上應(yīng)有標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)筒,向兩臺電機(jī)同時供給的需的冷卻風(fēng)量。在完成試驗(yàn)臺的安裝與調(diào)試工作后,方可開始進(jìn)行電機(jī)的小時溫升試驗(yàn)。 二、小時定額下的溫升試驗(yàn) 溫升試驗(yàn)的目的是檢查

25、被試牽引電動機(jī)的電樞繞組、定子繞組(主極繞組、換向極繞組及補(bǔ)償繞組)、換向器和軸承的發(fā)熱情況。由于這些間件所處位置不同,溫升測量方法也有所不同,通常各繞組的溫升采用電阻法來測定,而換向器、軸承和表面溫度則用溫度計(jì)進(jìn)行測量。 小時定額下的溫升試驗(yàn)采用圖6-2所示的直流反饋試驗(yàn)線路,在試驗(yàn)過程中供給電機(jī)的風(fēng)量應(yīng)保持額定風(fēng)量不變。對于強(qiáng)迫通風(fēng)的電機(jī)則應(yīng)在電機(jī)進(jìn)風(fēng)口用溫度計(jì)測量冷卻空氣的溫度。起動試驗(yàn)機(jī)組并調(diào)節(jié)被試電機(jī)M的電壓為額定電壓,電流為小時額定電流,保持此工況運(yùn)行1h。 定子各繞組的電阻用電壓表、電流表法來測量,最好每隔10-15min測量一次,并在溫升試驗(yàn)結(jié)束前10s內(nèi)進(jìn)行最后一次測量,

26、以此測量結(jié)果按下式計(jì)算各繞組的溫升: 式中 ——試驗(yàn)結(jié)束時的繞組電阻(); R?!獙?shí)際冷態(tài)時的繞組電阻(); t。——實(shí)際冷態(tài)時的繞組溫度(℃); ——試驗(yàn)結(jié)束時的冷卻空氣溫度(℃)。 其中,溫度應(yīng)取試驗(yàn)過程的最后1/4時間內(nèi)幾個相等時間間隔的溫度計(jì)讀數(shù)的平均值。 溫升試驗(yàn)結(jié)束時,應(yīng)急速制停機(jī)組(切斷線路電源后,增加升壓機(jī)的勵磁),同時立即停止通風(fēng),以便進(jìn)行電樞繞組電阻的測量。測量應(yīng)在切斷電源、停止通風(fēng)后45s內(nèi)開始,持續(xù)5min,每次測量的時間間隔為:前3min內(nèi)不超過20s;此后不超過30s。

27、根據(jù)不同時刻的電阻值,畫出如圖6-7所示的電樞繞組電阻冷卻曲線,然后將曲線延長到與縱坐標(biāo)相交,交點(diǎn)即為試驗(yàn)結(jié)束時的電樞繞組電阻值。據(jù)此值用公式(6-3)即可計(jì)算出電樞繞組的溫升。測量結(jié)束后應(yīng)盡快地起動電機(jī),恢復(fù)被試電機(jī)原來的工作狀態(tài)。 圖6-7 試驗(yàn)結(jié)束時的電樞繞組電阻的確定 換向器溫度經(jīng)常采用半導(dǎo)體點(diǎn)溫計(jì)或其他熱時間常數(shù)較小的溫度計(jì)來測量,電機(jī)停轉(zhuǎn)后,應(yīng)立即將溫度計(jì)放到換向器表面發(fā)熱最嚴(yán)重且易于接觸的部位,待儀表指示基本穩(wěn)定后讀數(shù)。也可用紅外線測溫儀直接測量該處溫度,測量方法是:在儀器的有效范圍內(nèi)使其所發(fā)出的紅外線對正發(fā)熱部位,待溫度穩(wěn)定后直接讀取溫度數(shù)值。 電機(jī)軸承溫度常采用膨

28、脹式溫度計(jì)測量,溫度計(jì)球部應(yīng)用油灰包住并牢固地粘貼在前后軸承蓋上,以使溫度計(jì)盡可能貼附在被測部位的表面,減少熱量的喪失(但存在變化磁場的位置不能用水銀溫度計(jì))。也可用紅外線測溫儀直接進(jìn)行溫度測量。 根據(jù)國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,電機(jī)各繞組和換向器的溫升應(yīng)不超過其絕緣等級規(guī)定的溫升限值;電機(jī)滾動軸承的溫升應(yīng)不超過55℃(冷卻空氣溫度不超過40℃)。例行試驗(yàn)時采用反饋試驗(yàn)法進(jìn)行的溫升試驗(yàn)結(jié)果對被試機(jī)和陪試機(jī)均是有效的。 三、速率特性的測定 測定速率特性的目的是核定新設(shè)計(jì)試制的、新制待出廠的或檢修后待出廠的牽引電動機(jī)特性是否符合要求,另外也是為了選擇速率特性相同的牽引電動機(jī)安裝在同一臺機(jī)車上,使機(jī)車的

29、負(fù)載能在各牽引電動機(jī)中均勻分配。特別是對于新設(shè)計(jì)試制的牽引電動機(jī),按國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,應(yīng)對其最初試制的6至10臺電機(jī)制取該類型牽引電動機(jī)的“典型速率特性”。此典型速率特性是在額定電壓、額定磁場以及各磁場削弱級下,進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)試驗(yàn)后求取平均值制成。典型速率特性不僅提供了求取機(jī)車牽引特性的依據(jù),而且對以后制造或修理出廠的牽引電動機(jī)提供了試驗(yàn)的鑒定標(biāo)準(zhǔn)。 速率特性測定試驗(yàn)在電機(jī)熱態(tài)下進(jìn)行,被試電機(jī)在保持額定電壓及規(guī)定勵磁條件下,分別測定正反兩個轉(zhuǎn)向的速率特性,每條曲線應(yīng)從80%最高轉(zhuǎn)速到90%最大電流的電流范圍內(nèi)連續(xù)測量4-5點(diǎn),同時讀取電機(jī)的轉(zhuǎn)速、電樞電流、勵磁電流和端電壓值,根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出

30、速率特性曲線。 國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:例行試驗(yàn),只需測定被試電動機(jī)在額定電壓、額定磁場和最小磁場削弱級下的速率特性。速率特性的制造允差規(guī)定為: (1)在額定電壓和給定的輸入電流下,電動機(jī)在任一轉(zhuǎn)向上測出的轉(zhuǎn)速對典型速率特性上相同電流值時的轉(zhuǎn)差允差為:在額定磁場時不超過3%;在大于50%磁場削弱級時不超過4%;在小于50%磁場削弱級時不超過6%; (2)在額定電壓、額定電流和額定磁場時,電動機(jī)正、負(fù)兩個轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)速差值,對此兩方向轉(zhuǎn)速的算術(shù)平均值之比不超過3%。 牽引電動機(jī)速率特性測定后,往往有可能出現(xiàn)速率特性不合要求的情況,例如:整臺電機(jī)的速率特性偏高或某一轉(zhuǎn)向速率特性偏高等。若整臺電機(jī)速率

31、特性偏差高,多數(shù)是主磁通偏小造成的,主要原因可能是:主極氣隙偏大,主極繞組有短路現(xiàn)象及電樞鐵心疊壓質(zhì)量有問題等,遇到這種情況只能將電機(jī)吊下試驗(yàn)臺后解體處理。若電機(jī)某一轉(zhuǎn)向速率特性偏高,則說明電刷不在中性線上,這時在試驗(yàn)臺上只需順轉(zhuǎn)速偏高的轉(zhuǎn)向移動電刷到中性線上即可。調(diào)試經(jīng)驗(yàn)是:對于額定轉(zhuǎn)速為1000r/min左右的牽引電動機(jī),刷架每移動1mm,轉(zhuǎn)速將增加或減小20r/min左右。 四、超速試驗(yàn)及換向器跳動量檢查 為了檢查電機(jī)各轉(zhuǎn)動部件(如電樞繞組、扎線、槽楔、軸承及換向器)的緊固情況及機(jī)械強(qiáng)度,每臺電機(jī)在熱態(tài)下應(yīng)能承受2min的超速試驗(yàn)。 為了便于調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定上升,試驗(yàn)時將被試電機(jī)

32、作他勵電動機(jī)空載運(yùn)行,陪試電機(jī)被驅(qū)動空轉(zhuǎn),通過減小勵磁電流及增加端電壓(不超過被試電機(jī)的最大電壓)的方法,使電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到該電機(jī)最大轉(zhuǎn)速的1.25倍,持續(xù)2min。試驗(yàn)完成后,可增加勵磁電流及減小端電壓,使轉(zhuǎn)速下降后切斷電源。 試驗(yàn)后電機(jī)各轉(zhuǎn)動部件應(yīng)無任何影響電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械損傷和永久性變形,并仔細(xì)檢查換向器狀態(tài)及其工作表面跳動量。換向器跳動量通常采用磁力百分表來進(jìn)行測量,即將百分表固定在機(jī)座上,表頭接觸換向器工作表面(表頭接觸寬度應(yīng)大于換向器云母槽寬),用手慢慢轉(zhuǎn)動電樞一周,觀察并記錄表針擺動的最大幅值;也可用牽引電動機(jī)換向器橢圓度檢測儀進(jìn)行測量,測量方法是:打開該儀器的電源開關(guān),使其測試

33、探頭與換向器工作表面相接觸,電樞轉(zhuǎn)動時該儀器自動記錄換向器跳動量的最大值和最小值,然后利用其自帶的微型打印機(jī)將測試結(jié)果直接打印出即可。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:牽引電動機(jī)在熱態(tài)時,換向器跳動量應(yīng)不大于0.04mm;冷態(tài)和熱態(tài)時的跳動量之差應(yīng)不大于0.02mm,但測量應(yīng)在換向器前端工作表面的同一位置進(jìn)行。 五、換向試驗(yàn) 換向試驗(yàn)的目的在于確定牽引電動機(jī)在規(guī)定的工作條件下,換向器和電刷之間的火花程度。穩(wěn)定條件下的換向試驗(yàn)應(yīng)在電機(jī)超速試驗(yàn)后、熱態(tài)下進(jìn)行。為了獲得正確的試驗(yàn)結(jié)果,換向試驗(yàn)前應(yīng)預(yù)先消除產(chǎn)生火花的機(jī)械原因。 表6-1 電力機(jī)車牽引電動機(jī)的換向試驗(yàn)工作點(diǎn) 工作點(diǎn)號 電壓 電流 轉(zhuǎn)速 勵

34、磁率 允許火花等級 1 最高電壓 最大電流 ---- 最小磁場 2 2 最高電壓 額定電流 ---- 最小磁場 1 3 最高電壓 ---- 最大轉(zhuǎn)速 最小磁場 1 對于電力機(jī)車牽引電動機(jī),換向試驗(yàn)時應(yīng)在最高工作電壓(對直接從接觸網(wǎng)受電的牽引電動機(jī),其最高工作電壓為額定電壓的1.2倍;對于通過車上變壓器一整流器供電的脈流牽引電動機(jī),其最高工作電壓為額定電壓的1.16倍)、最深磁場削弱級(若沒有磁場削弱級,則為額定磁場)的條件下,對應(yīng)特性上的最大電流、額定電流及最大轉(zhuǎn)速3個工作點(diǎn)進(jìn)行換向試驗(yàn),見表6-1。最大電流應(yīng)根據(jù)牽引電動機(jī)特性曲線使用范圍內(nèi)的最

35、大值來確定,如無特殊規(guī)定則最大電流為額定電流的2倍;對用于再生制動或電阻制動的牽引電動機(jī),則應(yīng)選擇制動特性上換向條件最困難的工作點(diǎn)來進(jìn)行。最大轉(zhuǎn)速為機(jī)車正常運(yùn)行時的最大速度相應(yīng)的電動機(jī)轉(zhuǎn)速。 電機(jī)在調(diào)節(jié)到每個規(guī)定工作點(diǎn)時,應(yīng)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)30s后觀察并記錄火花,如果觀察到的火花程度與相應(yīng)的換向器、電刷表面狀態(tài)不符時,則應(yīng)根據(jù)這些表面狀態(tài)來確定火花等級。對于可正反轉(zhuǎn)的電機(jī),每項(xiàng)試驗(yàn)應(yīng)分別在兩個轉(zhuǎn)向進(jìn)行,改變轉(zhuǎn)向后,允許在新的轉(zhuǎn)向以額定電壓和不超過額定持續(xù)電流的條件下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)5min,以使電刷和換向器之間得到一個較好的接觸表面。但在兩個轉(zhuǎn)向試驗(yàn)的時間間隔內(nèi),不應(yīng)移動電刷。 牽引電動機(jī)換向

36、試驗(yàn)后,應(yīng)無機(jī)械損壞、閃絡(luò)、環(huán)火及永久性損傷。其火花等級應(yīng)在表6-1所規(guī)定的范圍內(nèi)。如果換向試驗(yàn)結(jié)果不能滿足技術(shù)要求,則在嚴(yán)格保證電機(jī)裝配質(zhì)量良好的前提下,應(yīng)考慮對換向極的補(bǔ)償特性作進(jìn)一步的鑒定,必要時可采用測定最佳換向區(qū)的方法,為調(diào)整換向極第二氣隙的大小或換向線圈的匝數(shù)提供依據(jù)。 六、最佳換向區(qū)的測定 圖6-8 接有加饋發(fā)電機(jī)的反饋試驗(yàn)線路 最佳換向區(qū)測定試驗(yàn)應(yīng)在換向區(qū)表面已建立穩(wěn)定氧化膜,電刷接觸面積達(dá)80%以上的條件下進(jìn)行,試驗(yàn)時仍用圖6-2所示的反饋試驗(yàn)線路,只是在被試電機(jī)M的換向極繞組HM兩端并接一個直流加饋發(fā)電機(jī),如圖6-8所示。電機(jī)應(yīng)在額定電壓及正常通風(fēng)和接近

37、正常工作溫度的熱態(tài)情況下開始試驗(yàn)。試驗(yàn)時,先調(diào)節(jié)被試電機(jī)至某一電樞電流并維持恒定,然后合上轉(zhuǎn)換開關(guān)S,逐步增加換向極的正向加饋電流,當(dāng)電刷下將出現(xiàn)而尚未出現(xiàn)火花(1級)時,讀取此時電樞電流和加饋電流+值;其后倒換開關(guān)S位置,改變加饋電流方向,按同樣方法讀取-值。再改變電樞電流的數(shù)值,分別在接近最大電流至接近最大轉(zhuǎn)速的電流范圍內(nèi),選擇4-5個電流值按同樣步驟進(jìn)行上述測定。試驗(yàn)后以電樞電流人為橫坐標(biāo),/%為縱坐標(biāo),繪制出面/%=關(guān)系曲線,坐標(biāo)內(nèi)被上、下兩條曲線包圍的區(qū)域稱為無火花換向區(qū)。 無火花換向區(qū)域曲線如圖6-9所示的3種典型情況,根據(jù)無火花換向區(qū)的曲線形狀,就能確定換向應(yīng)的補(bǔ)償品質(zhì)。

38、 圖6-9 無火花換向區(qū)域曲線 (a)正確補(bǔ)償; (b)過補(bǔ)償; (c)欠補(bǔ)償。 1.正確補(bǔ)償情況 此時換向元件內(nèi)的電抗電勢與換向電勢即基本相等,因此在同一電樞電流下,出現(xiàn)1級火花時換向極所需的,從而得到圖6-9(a)所示的曲線,由此得出結(jié)論:如果無火花換向區(qū)曲線的平均線與橫坐標(biāo)重合,則說明換向極補(bǔ)償正確,不需作任何調(diào)整。 2.過補(bǔ)償情況 此時在某一電樞電流下,換向極未加饋時所產(chǎn)生的換向電勢已大于電勢,因此出現(xiàn)級火花時,換向極所需的,從而得到圖6-9)所示曲線,其結(jié)論是:如果無火花換向區(qū)曲線的平均線位于橫坐標(biāo)的下方時,則說明電機(jī)為過補(bǔ)償換向。處理方法是:在不改變換向極線圈匝數(shù)和勵磁

39、電流的情況下,可將換向極第二氣隙加大,即用薄鋼片或環(huán)玻璃布板等非磁性墊片,替換向極第二氣隙中的磁性墊片。對于新設(shè)計(jì)的電機(jī)也可調(diào)整換向極線圈的匝數(shù),過補(bǔ)償時可減少匝數(shù)。 3.欠補(bǔ)償情況 此時由于換向極磁勢過弱,所以同一電樞電流下的,則無火花換向區(qū) 曲線的平均線位于橫坐標(biāo)的上方,如圖6-9)所示。其處理方法與過補(bǔ)償情況相反。 七、電樞繞組匝間絕緣介電強(qiáng)度試驗(yàn) 此項(xiàng)試驗(yàn)在電機(jī)熱態(tài)下進(jìn)行,用來檢查電樞繞組的匝間絕緣強(qiáng)度。試驗(yàn)時,被試電機(jī)作他勵發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行(他勵電源可由升壓機(jī)供給),給予額定通風(fēng)量,用增加他勵電流(不超過1.5倍額定電流)和提高電機(jī)轉(zhuǎn)速(發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速不超過1.15倍的額定轉(zhuǎn)

40、速,電動機(jī)轉(zhuǎn)速不超過最大轉(zhuǎn)速)的方法,使被試電機(jī)的空載電壓達(dá)到1.3倍的額定電壓,持續(xù)運(yùn)行5min后,電樞繞愛的匝間絕緣應(yīng)無擊穿現(xiàn)象。 八、繞組對機(jī)座及繞組相互之間絕緣介電強(qiáng)度試驗(yàn) 此項(xiàng)試驗(yàn)也稱為耐壓試驗(yàn),被試電機(jī)應(yīng)在熱態(tài)及靜止情況下進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn),此時電機(jī)各部件位置相當(dāng)于正常工作狀態(tài),且不得在電機(jī)繞組或引出線之間填以臨時絕緣物體。試驗(yàn)電壓為盡可能正弦波交流電壓,頻率為50HZ,由試驗(yàn)變壓器供給。變壓器容量按每1KV試驗(yàn)電壓不小于1KVA設(shè)置。試驗(yàn)電壓值可在被試端用靜電電壓表或通過電壓互感器接電壓表來測量。 對于國產(chǎn)SS系列電力機(jī)車的牽引電動機(jī),試驗(yàn)電壓值規(guī)定為2.25U+2000(

41、V),式中U為主變壓器原邊繞組在接觸網(wǎng)的額定電壓25KV時,通過主變壓器、硅機(jī)組及平波電抗器可能加在電機(jī)或繞組上的最高對地電壓(即U=1.16U)。 試驗(yàn)前應(yīng)先測定繞組的絕緣電阻。試驗(yàn)應(yīng)對每個單獨(dú)電路逐一進(jìn)行。試驗(yàn)時,試驗(yàn)電壓應(yīng)施加于被試?yán)@組的出線端和機(jī)座之間,此時其他不參與試驗(yàn)的繞組均應(yīng)與機(jī)座連接。施加電壓應(yīng)從不超過1/3試驗(yàn)電壓值開始,逐步均勻增加至全值電壓,在全值電壓下保持1min,然后迅速降至1/3值以下,再斷開電源。在試驗(yàn)過程中,電機(jī)絕緣應(yīng)不被擊穿。 本項(xiàng)試驗(yàn)完成后,繞組應(yīng)及時對地放電,并復(fù)測絕緣電阻,以確認(rèn)電機(jī)合格。同一臺電機(jī)不應(yīng)重復(fù)進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)。但如用戶提出要求,可允許再進(jìn)行

42、一次試驗(yàn),但試驗(yàn)電壓值應(yīng)不超過規(guī)定數(shù)值的85%。 第四節(jié) 脈流牽引電動機(jī)的試驗(yàn)線路 脈流牽引電動機(jī)的例行試驗(yàn)和型式試驗(yàn)項(xiàng)目及要求與直流牽引電動機(jī)基本相同,但由于它的工作電源性質(zhì)不同,將對脈流牽引電動機(jī)的溫升、換向性能及工作特性等方面產(chǎn)生一定的影響。為了確定脈流牽引電動機(jī)在直流工況下和脈流工況下的差別,試驗(yàn)規(guī)則規(guī)定:脈流牽引電動機(jī)的某些型式試驗(yàn)項(xiàng)目(溫升試驗(yàn)、換向試驗(yàn)和速率繪制),應(yīng)在具有實(shí)際脈動頻率和電流脈動系數(shù)的脈動電壓下進(jìn)行;這些試驗(yàn)使用的設(shè)備所產(chǎn)生的電流脈動系數(shù)應(yīng)盡可能和實(shí)際運(yùn)行中整個工作范圍內(nèi)出現(xiàn)的脈動系數(shù)接近。為了滿足上述試驗(yàn)條件的要求,在進(jìn)行脈流牽引電動機(jī)的型式試驗(yàn)時,常用的

43、脈流反饋試驗(yàn)線路有以下3種。 一、帶升壓機(jī)電源的脈流試驗(yàn)線路。 這種反饋線路如圖6-10所示,其試驗(yàn)原理及線路與直流牽引電動機(jī)反饋試驗(yàn)基本相同,區(qū)別僅在于:圖6-10中采用硅整流裝置SR1及SR2代替了直流反饋試驗(yàn)線路中的線路發(fā)電機(jī)及升壓發(fā)電機(jī)。這兩個整流裝置輸人的交流電源也應(yīng)與機(jī)車實(shí)際工作狀態(tài)一致,可以是單相或三相交流電源;SR1及SR2可以是不可控的硅整流裝置,也可以是晶閘管可控整流裝置,視被試電動機(jī)M在機(jī)車上的工況而定。電流脈動系數(shù)Ki可通過鐵心電抗器L的抽頭進(jìn)行調(diào)節(jié)。 圖6-10 帶升壓電源的脈流試驗(yàn)線路 圖6-11 陪試機(jī)他勵的脈流試驗(yàn)線路

44、 顯然,采用這種線路可以對被試電機(jī)M進(jìn)行例行試驗(yàn)和型式試驗(yàn)規(guī)定的各個項(xiàng)目,但由于被試電機(jī)M與陪試電機(jī)G的平均電流及其脈動電流大小不相等,磁特性與雜散附加損耗均不相同,因而采用這種線路難以精確測定其損耗數(shù)值與效率。另外,整流裝置SR1的輸出電壓應(yīng)為被試電動機(jī)M額定電壓的1.2倍,是一個高壓整流電源設(shè)備。為了減少試驗(yàn)設(shè)備的投資,對于一些不需要對電機(jī)作整套型式試驗(yàn)項(xiàng)目的廠、段,也可采用圖6-11所示的陪試機(jī)他勵的反饋試驗(yàn)線路。這種線路中采用硅整流裝置SR取代圖6-4直流試驗(yàn)線路中的直流升壓機(jī),以獲得脈動電流。被試電機(jī)M的恒定電壓必須通過SR及TG的同時調(diào)節(jié)方能達(dá)到,故調(diào)節(jié)較困難,其損耗與效率也難以測

45、定。 二、采用工加法的反饋試驗(yàn)線路 對于不可控整流電源下工作的脈流牽引電動機(jī),脈動電源中主要包括直流分量和兩倍電網(wǎng)頻率的交流分量兩部分。據(jù)此,只要在直流反饋試驗(yàn)線路的基礎(chǔ)上,疊加一個頻率為100HZ的交流電源,即可對被試電機(jī)M進(jìn)行模擬實(shí)際電源的試驗(yàn),其線路原理圖如圖6-12所示。 圖6-12 疊加法反饋試驗(yàn)電路 (a)電流脈動系數(shù)可調(diào)的反饋線路;(b)100HZ交流電源電路。 圖6-12(a)中除了加入調(diào)節(jié)被試電機(jī)M和電源支路的電流脈動系數(shù)的電抗器L和平波電抗器L;以及在升壓機(jī)S支路內(nèi)串人塞流電抗器Ls外,與直流牽引電動機(jī)的反饋試驗(yàn)線路完全相同,其風(fēng)仍為高電壓的直流電源。100

46、HZ交流電源分量的加入則由圖(6-12)所示的線路來實(shí)現(xiàn),其中SY為三相同步電動機(jī),AS為三相繞線式感應(yīng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子AS為其定子,如在AS中供饋50HZ的交流電,則當(dāng)轉(zhuǎn)子在靜止?fàn)顟B(tài)時,其定子AS的三相繞組也感應(yīng)出相應(yīng)的50HZ交流電。顯然,當(dāng)同步電動機(jī)SY以同步速率拖動三相電動機(jī)的轉(zhuǎn)子AS,并使其沿轉(zhuǎn)子ASz的旋轉(zhuǎn)磁場方向轉(zhuǎn)動時,則在感應(yīng)電動機(jī)的定子AS三相繞組中將感應(yīng)出頻率為 100HZ的交流電,此時只要將AS的兩相接入調(diào)壓器T,通過調(diào)節(jié)T即可在1、2端頭得到所需的100HZ交流電,圖6-12)中電容C起到隔直流作用,使直流電源不致進(jìn)入調(diào)壓器T。 試驗(yàn)時只需調(diào)節(jié)升壓機(jī)S的勵磁,即可改變被試

47、電機(jī)的負(fù)載,調(diào)節(jié)調(diào)壓器T及鐵心電抗器L抽頭即可改變被試電機(jī)M的交流分量,線路的調(diào)試是簡便的。疊加法線路雖屬模擬性質(zhì),但對計(jì)些不需要精確測量怕?lián)p耗、效率等)的性能試驗(yàn)已能滿足要求,在專門研究100HZ交流分量對脈流牽引電動機(jī)的性能影響時,此線路的優(yōu)點(diǎn)是顯然的。 小 結(jié) 牽引電動機(jī)試驗(yàn)的目的在于全面評定被試電動機(jī)的部件溫升、工作特性、換向、絕緣及機(jī)械強(qiáng)度等技術(shù)性能。牽引電動機(jī)的試驗(yàn)主要有例行試驗(yàn)和型式試驗(yàn)兩類。例行試驗(yàn)是每臺出廠電機(jī)都必須進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目,主要包括:小時溫升試驗(yàn)、速率特性測定、超速試驗(yàn)、換向試驗(yàn)及耐壓試驗(yàn)等。 直流牽引電動機(jī)的試驗(yàn)線路可以有多種形式,目前廣泛采用帶升壓電源

48、的反饋負(fù)載試驗(yàn)線路,該試驗(yàn)線路的優(yōu)點(diǎn)是:被試電動機(jī)的試驗(yàn)工況調(diào)節(jié)簡便;電機(jī)各類損耗可分別直接由線路電源和升壓電源確定,因此能方便地確定電機(jī)效率;試驗(yàn)時消耗的能量較少。對于僅需作一般性檢查試驗(yàn)的廠、段,也可采用陪試機(jī)他勵的反饋試驗(yàn)線路,該線路的優(yōu)點(diǎn)是可省去高壓線路電源,節(jié)省投資。 直流牽引電動機(jī)試驗(yàn)前應(yīng)做的準(zhǔn)備工作主要有:繞組冷態(tài)直流電阻測定、空轉(zhuǎn)試驗(yàn)及電刷中性線測定等。直流牽引電動機(jī)的例行試驗(yàn)的試驗(yàn)項(xiàng)目必須按規(guī)定程序逐項(xiàng)進(jìn)行,即應(yīng)先進(jìn)行小時溫升試驗(yàn),其他項(xiàng)目均應(yīng)在電機(jī)熱態(tài)下進(jìn)行。各項(xiàng)試驗(yàn)應(yīng)根據(jù)《機(jī)車電機(jī)試驗(yàn)方法一直流電機(jī)》及該型電機(jī)“試驗(yàn)大綱”規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行,試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合《機(jī)車用直流電

49、機(jī)基本技術(shù)條件》中規(guī)定的技術(shù)要求。 脈流牽引電動機(jī)的試驗(yàn)項(xiàng)目及技術(shù)要求與直流牽引電動機(jī)基本相同,但脈流牽引電動機(jī)的某些型式試驗(yàn)項(xiàng)目(溫升、換向和特性曲線試驗(yàn))應(yīng)在具有實(shí)際脈動頻率和電流脈動系數(shù)的脈動電流下進(jìn)行。因此,脈流試驗(yàn)時,應(yīng)在直流反饋試驗(yàn)線路的基礎(chǔ)上,用脈動電源取代直流線路電源和升壓電源,并增設(shè)帶抽頭的平波電抗器,以調(diào)節(jié)電流脈動系數(shù)的大小。也可在直流試驗(yàn)線路上疊加一個100HZ交流電,對被試電機(jī)進(jìn)行模擬實(shí)際電源的試驗(yàn)。 復(fù)習(xí)思考題 1、畫出直流牽引電動機(jī)的帶升壓機(jī)的反饋試驗(yàn)線路,并說明: (1)反饋負(fù)載試驗(yàn)的基本原理是什么? (2)被試電動機(jī)的試驗(yàn)工況如何調(diào)節(jié)?在調(diào)節(jié)過程中應(yīng)注

50、意哪些問題? (3)被試電動機(jī)的各類損耗如何確定? 2、直流牽引電動機(jī)試驗(yàn)前應(yīng)做哪些準(zhǔn)備工作?繞組冷態(tài)直流電阻測定及空轉(zhuǎn)試驗(yàn)的目的和要求是什么? 3、直流牽引電動機(jī)測定電刷中性線的方法有哪幾種?簡述用感應(yīng)法測定電劇中性線的方法。 4、直流牽引電動機(jī)小時溫升試驗(yàn)的目的和要求是什么?簡要說明:定子繞組、電樞繞組及換向器的溫升測量方法有何異同? 5、簡述速率特性測定試驗(yàn)的目的及速率特性的允許偏差標(biāo)準(zhǔn)。速率特性不合要求的原因是什么?應(yīng)如何處理? 6、直流牽引電動機(jī)換向試驗(yàn)的目的和要求是什么?換向試驗(yàn)應(yīng)在哪幾個工況下進(jìn)行? 7、畫出直流牽引、電動機(jī)最佳換向區(qū)測定的試驗(yàn)原理線路圖。簡要說明: (1)試驗(yàn)操作步驟和測定方法; (2)根據(jù)無火花換向區(qū)域曲線形狀,如何調(diào)整換向極的補(bǔ)償作用? 8、簡述直流牽引電動機(jī)耐壓試驗(yàn)的方法及要求,耐壓試驗(yàn)時應(yīng)注意什么? 9、脈流牽引電動機(jī)的型式試驗(yàn)有何特殊要求?常用的脈流牽引電動機(jī)反饋試驗(yàn)線路有何特點(diǎn)?

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