【機(jī)械課件】第六章 直流和脈流牽引電動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)

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1、第六章 直流和脈流牽引電動(dòng)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(dòng)機(jī)的質(zhì)量是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，因此，在牽引電動(dòng)機(jī)制造和檢修過(guò)程中，每一工序之后都要進(jìn)行檢查性的測(cè)量和試驗(yàn)。電機(jī)組裝就緒準(zhǔn)備送出成品時(shí)，還要將電機(jī)置于專用試驗(yàn)設(shè)備上，按照國(guó)家對(duì)該類型電機(jī)的技術(shù)要求進(jìn)行嚴(yán)格的試驗(yàn)，以評(píng)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(dòng)機(jī)的試驗(yàn)項(xiàng)目，分析直流牽引電動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)線路，討論直流牽引電動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)方法，并簡(jiǎn)要介紹脈流牽引電動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)線路。 第一節(jié) 直流牽引電動(dòng)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(dòng)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(tái)電機(jī)出廠時(shí)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(cè)定； （3）小時(shí)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(dòng)量檢查； （8）換向試驗(yàn)； （9）繞組對(duì)機(jī)座及繞組相互間絕緣電阻的測(cè)定； （10）繞組對(duì)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(tái)牽引電動(dòng)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(dòng)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(shí)； （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(shí)，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(shí)也應(yīng)進(jìn)行型式試驗(yàn)。 總之，型式試驗(yàn)的目的是對(duì)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(duì)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(tái)，而且當(dāng)電機(jī)大量生產(chǎn)時(shí)，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(cè)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(shí)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(dòng)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(cè)定； （8）起動(dòng)試驗(yàn)； （9）斷開(kāi)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(dòng)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(cè)定（僅適應(yīng)新產(chǎn)品試制完成時(shí)）。 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(dòng)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(dòng)車上的直流和脈流牽引電動(dòng)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(dòng)機(jī)型式試驗(yàn)中的速率特性測(cè)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(cè)定必須在具有實(shí)際脈動(dòng)頻率和電流脈動(dòng)系數(shù)的脈動(dòng)電流下進(jìn)行等。 第二節(jié) 直流牽引電動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)線路 直流牽引電動(dòng)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(duì)于容量較小的直流牽引電動(dòng)機(jī)，可采用圖6-1所示的直接負(fù)載試驗(yàn)線路，此時(shí)，被試電動(dòng)機(jī)M拖動(dòng)發(fā)電機(jī)G作為它的負(fù)載，通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流或負(fù)載電阻R來(lái)調(diào)節(jié)被試電動(dòng)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(shí)都非常方便，而且其線路與電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)相符。缺點(diǎn)是試驗(yàn)時(shí)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(duì)于大容量的直流牽引電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，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(dòng)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(tái)同型號(hào)的直流牽引電動(dòng)機(jī)在電和機(jī)械方面都耦合起來(lái)，使其中一臺(tái)被試電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，而另一臺(tái)電機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，此時(shí)電動(dòng)機(jī)發(fā)出的機(jī)械能拖動(dòng)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(dòng)機(jī)使用，使電動(dòng)機(jī)成為它的電負(fù)載。因此，這兩臺(tái)同型號(hào)的電機(jī)互為能源，互為負(fù)載，在試驗(yàn)時(shí)所消耗的電能僅為兩個(gè)電動(dòng)機(jī)本身?yè)p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(dòng)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(hào)牽引電動(dòng)機(jī)，M為被試電動(dòng)機(jī)，G為陪試發(fā)電機(jī)，這兩臺(tái)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(lì)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(lì)直流發(fā)電機(jī)，分別由三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，它們的勵(lì)磁繞組TS和TH均由單獨(dú)的勵(lì)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(shí)，應(yīng)先起動(dòng)升壓機(jī)S，閉合開(kāi)關(guān)S2，

9、調(diào)節(jié)S的勵(lì)磁電流，升壓機(jī)S產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)ES向電機(jī)M與G的閉合回路中輸送電流IB。此時(shí)，由于流過(guò)電機(jī)M與G的電樞電流大小相等，而且兩臺(tái)電機(jī)的磁通也大小相等，故對(duì)M—G機(jī)組而言，兩臺(tái)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(dòng)作好準(zhǔn)備。 然后起動(dòng)線路發(fā)電機(jī)H，閉合開(kāi)關(guān)S1，并調(diào)節(jié)其勵(lì)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(shí)，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(guò)陪試機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩與兩臺(tái)電機(jī)空載轉(zhuǎn)矩之和時(shí)，機(jī)組開(kāi)始按規(guī)定方向起動(dòng)。在機(jī)組起動(dòng)的同時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)節(jié)升壓機(jī)S的勵(lì)磁電流，并使起產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)ES與陪試機(jī)EG同向，且ES+EG〉UH。按照?qǐng)D6-2中所示的電流方向及電勢(shì)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(dòng)機(jī)運(yùn)行。被試電動(dòng)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(jiàn)，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(shí)也可用來(lái)調(diào)節(jié)被試機(jī)M的負(fù)載電流。因此，在試驗(yàn)過(guò)程中，過(guò)份降低升壓機(jī)的勵(lì)增電流是不允許的，因?yàn)樯龎簷C(jī)勵(lì)磁電流過(guò)低時(shí)，可能使ES+EF≤UH，這時(shí)電機(jī)M與G均為處于空載狀態(tài)下的串勵(lì)電動(dòng)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(dòng)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定順序操作，即先起動(dòng)升壓機(jī)，合上開(kāi)關(guān)S2；后起線路發(fā)電機(jī)，合上開(kāi)關(guān)S1；試驗(yàn)完成后，應(yīng)先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1，后斷開(kāi)開(kāi)

12、關(guān)S2。 （2）機(jī)組起動(dòng)的同時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)節(jié)升壓機(jī)勵(lì)磁電流，使之不能太小，以保證被試電動(dòng)機(jī)M有一定的負(fù)載。 （3）對(duì)于串勵(lì)直流牽引電動(dòng)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(shí)，造成機(jī)組飛速。 采用此線路進(jìn)行反饋試驗(yàn)時(shí)，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(lái)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(kāi)線路電源UH，僅由升壓機(jī)的S供電時(shí)，機(jī)組是無(wú)法起動(dòng)的；只有同時(shí)接通線路電源UH后，才能使機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。因此，兩臺(tái)電機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)，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(shí)供電時(shí)，M、G才有一定的負(fù)載。因此，兩臺(tái)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(dòng)機(jī)的工況調(diào)節(jié)非常簡(jiǎn)單。改變升壓機(jī)的勵(lì)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(lì)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?jī)H為直接負(fù)載試驗(yàn)所消耗能量的20%左右。 （3）被試電動(dòng)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(lái)確定。 （4）在試驗(yàn)線路中裝上轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，可使被試機(jī)和陪試機(jī)互換，兩臺(tái)同型號(hào)電機(jī)都能在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)下試驗(yàn)，不必在試驗(yàn)臺(tái)上移動(dòng)，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(lì)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(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(dòng)著?；谏鲜鲈?，近來(lái)一些廠、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(gè)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(shí)保持某一恒定的電機(jī)端電壓，為了防止電機(jī)直接起動(dòng)時(shí)過(guò)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(gè)閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)；對(duì)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(wú)其他特殊要求，為使線路簡(jiǎn)化，采用開(kāi)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(guò)載能力差，即使是瞬時(shí)過(guò)電壓或過(guò)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(guò)電壓保護(hù)，采用快速熔斷器及自動(dòng)開(kāi)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(lì)的反饋試驗(yàn)線路 圖6-4 陪試機(jī)他勵(lì)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(shí)，可采用陪試機(jī)他勵(lì)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(hào)的兩臺(tái)直流牽引電動(dòng)機(jī)，M為被試電動(dòng)機(jī)，陪試發(fā)電機(jī)G的主極繞組CG改接成他勵(lì)，有單獨(dú)的勵(lì)磁機(jī)LG供電，主回路中只串聯(lián)了一個(gè)升壓機(jī)S。試驗(yàn)時(shí)只要調(diào)節(jié)升壓機(jī)S和勵(lì)磁機(jī)LG的電壓，就可以廣泛地調(diào)節(jié)被試電動(dòng)機(jī)的負(fù)載。但是，他勵(lì)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(lì)磁機(jī)電壓，都會(huì)引起被試電動(dòng)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(duì)被試電動(dòng)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(shì)ES時(shí)，使被試機(jī)電壓改變，而負(fù)載電流不變；調(diào)節(jié)勵(lì)磁機(jī)電勢(shì)EL時(shí)，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(shí)，除了陪試機(jī)G的主極繞組銅耗由勵(lì)磁機(jī)LG供給外，兩臺(tái)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(tái)電機(jī)的勵(lì)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(shí)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(jiǎn)單，因此在不需要精確測(cè)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(jiǎn)單可行的。目前，在部分有牽引電動(dòng)機(jī)檢修能力，需要進(jìn)行牽引電動(dòng)機(jī)負(fù)載試驗(yàn)的廠、段，他勵(lì)法試驗(yàn)臺(tái)已陸續(xù)投入使用。 第三節(jié) 直流牽引電動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)方法（*） 直流牽引電動(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)例行試驗(yàn)規(guī)定的程序，簡(jiǎn)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(cè)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(cè)定 如果繞組表面溫度與周圍環(huán)境溫度之差不大于4K時(shí)，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(cè)量，測(cè)量時(shí)，兆歐表手柄應(yīng)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（一般控制在90-150r/min），并在指針?lè)€(wěn)定后讀數(shù)。測(cè)量結(jié)束，繞組應(yīng)對(duì)地放電。各繞組對(duì)機(jī)座及各繞組相互間的絕緣電阻應(yīng)分別測(cè)量，測(cè)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(cè)定 為了用電阻法測(cè)定電機(jī)在熱態(tài)下各繞組的溫升，在試驗(yàn)前應(yīng)先測(cè)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(cè)量繞組直流電阻時(shí)，電樞應(yīng)靜止不動(dòng)，用電壓表、電流表法進(jìn)行測(cè)量。用電壓表、電流表法測(cè)量組直流電阻時(shí)，應(yīng)采用穩(wěn)定的直流電源，被測(cè)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(cè)繞組的出線端上進(jìn)行測(cè)量，如圖6-5所示。測(cè)量電流通常為被測(cè)繞組額定電流的10%以下，通電測(cè)量時(shí)，電流表、電壓表讀數(shù)要同時(shí)盡快讀出。改變電流值測(cè)量3次，取3次測(cè)量求得的電阻平均值作為測(cè)量結(jié)果。若某次測(cè)量求得的電阻值與平均值之差大于2%時(shí)，則應(yīng)重新測(cè)量。

21、 圖6-5 用伏安法測(cè)量直流電阻 對(duì)于牽引電動(dòng)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(cè)繞組出線端進(jìn)行測(cè)量。而測(cè)量電樞繞組電阻時(shí)，應(yīng)將毫伏表通過(guò)金屬棒接到預(yù)先做有標(biāo)志的兩片換向片上進(jìn)行測(cè)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(cè)量的準(zhǔn)確度，電機(jī)制造廠在試驗(yàn)時(shí)，通常用雙臂電橋來(lái)測(cè)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(guò)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(shí)，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(guò)程行。轉(zhuǎn)速應(yīng)逐漸上升，在升速過(guò)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(wú)異常振動(dòng)及噪音；軸承、換向器及電刷應(yīng)無(wú)過(guò)熱現(xiàn)象；電刷與換向器的接觸面積應(yīng)不小于80%。對(duì)于需在兩個(gè)轉(zhuǎn)向運(yùn)行的牽引電動(dòng)機(jī)，在應(yīng)正、反兩個(gè)轉(zhuǎn)向各運(yùn)行30min。 5．電機(jī)的電刷中性線測(cè)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(guò)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(cè)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(dòng)機(jī)法3

23、種。用感應(yīng)法測(cè)定電刷的中性線位置時(shí)，電機(jī)不必轉(zhuǎn)動(dòng)，不僅測(cè)試方法簡(jiǎn)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(cè)定電刷中性線的方法是：使被試電機(jī)的電樞靜止不動(dòng)，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(lì)，通以5%-10%的額定勵(lì)磁電流，如圖6-6所示。借助開(kāi)關(guān)S，交替接通和斷開(kāi)勵(lì)磁回路時(shí)，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(dòng)。調(diào)整刷架位置，重新進(jìn)行測(cè)量，直到開(kāi)關(guān)接通或斷開(kāi)勵(lì)磁回路時(shí)，毫伏表指針停止擺動(dòng)或擺動(dòng)所顯示的毫伏數(shù)最?。ɡ缧∮?mV），此時(shí)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(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，可以稍微轉(zhuǎn)動(dòng)電樞，在

24、不同位置上作幾次測(cè)量。 圖6-6 感應(yīng)法測(cè)定電刷中性線 6．機(jī)組的安裝及測(cè)量?jī)x器的選擇 將經(jīng)過(guò)上述檢查和測(cè)試合格的兩臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)吊入試驗(yàn)臺(tái)位。通過(guò)聯(lián)軸器耦接的兩臺(tái)電機(jī)水平、成直線地固定在試驗(yàn)臺(tái)上，以免試驗(yàn)過(guò)程中電機(jī)發(fā)生振動(dòng)、跳躍或移動(dòng)。兩臺(tái)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(cè)量?jī)x表，電氣測(cè)量?jī)x表精度應(yīng)不低于0.5級(jí)；分流器為0.2級(jí)；其他測(cè)量?jī)x器為1級(jí)，儀表量程應(yīng)使待測(cè)數(shù)值在其20%-95%范圍內(nèi)。試驗(yàn)臺(tái)上應(yīng)有標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)筒，向兩臺(tái)電機(jī)同時(shí)供給的需的冷卻風(fēng)量。在完成試驗(yàn)臺(tái)的安裝與調(diào)試工作后，方可開(kāi)始進(jìn)行電機(jī)的小時(shí)溫升試驗(yàn)。 二、小時(shí)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(dòng)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(cè)量方法也有所不同，通常各繞組的溫升采用電阻法來(lái)測(cè)定，而換向器、軸承和表面溫度則用溫度計(jì)進(jìn)行測(cè)量。 小時(shí)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(guò)程中供給電機(jī)的風(fēng)量應(yīng)保持額定風(fēng)量不變。對(duì)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(cè)量冷卻空氣的溫度。起動(dòng)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(shí)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(lái)測(cè)量，最好每隔10-15min測(cè)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(cè)量，

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

27、根據(jù)不同時(shí)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(zhǎng)到與縱坐標(biāo)相交，交點(diǎn)即為試驗(yàn)結(jié)束時(shí)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(cè)量結(jié)束后應(yīng)盡快地起動(dòng)電機(jī)，恢復(fù)被試電機(jī)原來(lái)的工作狀態(tài)。 圖6-7 試驗(yàn)結(jié)束時(shí)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(shí)間常數(shù)較小的溫度計(jì)來(lái)測(cè)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(cè)溫儀直接測(cè)量該處溫度，測(cè)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(duì)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(cè)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(cè)部位的表面，減少熱量的喪失（但存在變化磁場(chǎng)的位置不能用水銀溫度計(jì)）。也可用紅外線測(cè)溫儀直接進(jìn)行溫度測(cè)量。 根據(jù)國(guó)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(guò)其絕緣等級(jí)規(guī)定的溫升限值；電機(jī)滾動(dòng)軸承的溫升應(yīng)不超過(guò)55℃（冷卻空氣溫度不超過(guò)40℃）。例行試驗(yàn)時(shí)采用反饋試驗(yàn)法進(jìn)行的溫升試驗(yàn)結(jié)果對(duì)被試機(jī)和陪試機(jī)均是有效的。 三、速率特性的測(cè)定 測(cè)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(dòng)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(dòng)機(jī)安裝在同一臺(tái)機(jī)車上，使機(jī)車的

29、負(fù)載能在各牽引電動(dòng)機(jī)中均勻分配。特別是對(duì)于新設(shè)計(jì)試制的牽引電動(dòng)機(jī)，按國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，應(yīng)對(duì)其最初試制的6至10臺(tái)電機(jī)制取該類型牽引電動(dòng)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(chǎng)以及各磁場(chǎng)削弱級(jí)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(duì)以后制造或修理出廠的牽引電動(dòng)機(jī)提供了試驗(yàn)的鑒定標(biāo)準(zhǔn)。 速率特性測(cè)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(lì)磁條件下，分別測(cè)定正反兩個(gè)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(cè)量4-5點(diǎn)，同時(shí)讀取電機(jī)的轉(zhuǎn)速、電樞電流、勵(lì)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(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：例行試驗(yàn)，只需測(cè)定被試電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定磁場(chǎng)和最小磁場(chǎng)削弱級(jí)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(dòng)機(jī)在任一轉(zhuǎn)向上測(cè)出的轉(zhuǎn)速對(duì)典型速率特性上相同電流值時(shí)的轉(zhuǎn)差允差為：在額定磁場(chǎng)時(shí)不超過(guò)3%；在大于50%磁場(chǎng)削弱級(jí)時(shí)不超過(guò)4%；在小于50%磁場(chǎng)削弱級(jí)時(shí)不超過(guò)6%； (2)在額定電壓、額定電流和額定磁場(chǎng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)正、負(fù)兩個(gè)轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)速差值，對(duì)此兩方向轉(zhuǎn)速的算術(shù)平均值之比不超過(guò)3%。 牽引電動(dòng)機(jī)速率特性測(cè)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(tái)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(tái)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(wèn)題等，遇到這種情況只能將電機(jī)吊下試驗(yàn)臺(tái)后解體處理。若電機(jī)某一轉(zhuǎn)向速率特性偏高，則說(shuō)明電刷不在中性線上，這時(shí)在試驗(yàn)臺(tái)上只需順轉(zhuǎn)速偏高的轉(zhuǎn)向移動(dòng)電刷到中性線上即可。調(diào)試經(jīng)驗(yàn)是：對(duì)于額定轉(zhuǎn)速為1000r/min左右的牽引電動(dòng)機(jī)，刷架每移動(dòng)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(dòng)量檢查 為了檢查電機(jī)各轉(zhuǎn)動(dòng)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(tái)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(shí)將被試電機(jī)

32、作他勵(lì)電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行，陪試電機(jī)被驅(qū)動(dòng)空轉(zhuǎn)，通過(guò)減小勵(lì)磁電流及增加端電壓（不超過(guò)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(lì)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(dòng)部件應(yīng)無(wú)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(dòng)量。換向器跳動(dòng)量通常采用磁力百分表來(lái)進(jìn)行測(cè)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(dòng)電樞一周，觀察并記錄表針擺動(dòng)的最大幅值；也可用牽引電動(dòng)機(jī)換向器橢圓度檢測(cè)儀進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量方法是：打開(kāi)該儀器的電源開(kāi)關(guān)，使其測(cè)試

33、探頭與換向器工作表面相接觸，電樞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)該儀器自動(dòng)記錄換向器跳動(dòng)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(cè)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(dòng)機(jī)在熱態(tài)時(shí)，換向器跳動(dòng)量應(yīng)不大于0.04mm；冷態(tài)和熱態(tài)時(shí)的跳動(dòng)量之差應(yīng)不大于0.02mm，但測(cè)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(dòng)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(dòng)機(jī)的換向試驗(yàn)工作點(diǎn) 工作點(diǎn)號(hào) 電壓 電流 轉(zhuǎn)速 勵(lì)

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

35、大值來(lái)確定，如無(wú)特殊規(guī)定則最大電流為額定電流的2倍；對(duì)用于再生制動(dòng)或電阻制動(dòng)的牽引電動(dòng)機(jī)，則應(yīng)選擇制動(dòng)特性上換向條件最困難的工作點(diǎn)來(lái)進(jìn)行。最大轉(zhuǎn)速為機(jī)車正常運(yùn)行時(shí)的最大速度相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。 電機(jī)在調(diào)節(jié)到每個(gè)規(guī)定工作點(diǎn)時(shí)，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(shí)，則應(yīng)根據(jù)這些表面狀態(tài)來(lái)確定火花等級(jí)。對(duì)于可正反轉(zhuǎn)的電機(jī)，每項(xiàng)試驗(yàn)應(yīng)分別在兩個(gè)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(guò)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(gè)較好的接觸表面。但在兩個(gè)轉(zhuǎn)向試驗(yàn)的時(shí)間間隔內(nèi)，不應(yīng)移動(dòng)電刷。 牽引電動(dòng)機(jī)換向

36、試驗(yàn)后，應(yīng)無(wú)機(jī)械損壞、閃絡(luò)、環(huán)火及永久性損傷。其火花等級(jí)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(duì)換向極的補(bǔ)償特性作進(jìn)一步的鑒定，必要時(shí)可采用測(cè)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(cè)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(cè)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(shí)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(gè)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(kāi)始試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)，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(kāi)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(jí)）時(shí)，讀取此時(shí)電樞電流和加饋電流+值；其后倒換開(kāi)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(gè)電流值按同樣步驟進(jìn)行上述測(cè)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(wú)火花換向區(qū)。 無(wú)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(wú)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(wú)火花換向區(qū)域曲線 （a）正確補(bǔ)償； （b）過(guò)補(bǔ)償； （c）欠補(bǔ)償。 1.正確補(bǔ)償情況 此時(shí)換向元件內(nèi)的電抗電勢(shì)與換向電勢(shì)即基本相等，因此在同一電樞電流下，出現(xiàn)1級(jí)火花時(shí)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(wú)火花換向區(qū)曲線的平均線與橫坐標(biāo)重合，則說(shuō)明換向極補(bǔ)償正確，不需作任何調(diào)整。 2.過(guò)補(bǔ)償情況 此時(shí)在某一電樞電流下，換向極未加饋時(shí)所產(chǎn)生的換向電勢(shì)已大于電勢(shì)，因此出現(xiàn)級(jí)火花時(shí)，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(wú)火花換向區(qū)曲線的平均線位于橫坐標(biāo)的下方時(shí)，則說(shuō)明電機(jī)為過(guò)補(bǔ)償換向。處理方法是：在不改變換向極線圈匝數(shù)和勵(lì)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(duì)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(guò)補(bǔ)償時(shí)可減少匝數(shù)。 3.欠補(bǔ)償情況 此時(shí)由于換向極磁勢(shì)過(guò)弱，所以同一電樞電流下的，則無(wú)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(guò)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(lái)檢查電樞繞組的匝間絕緣強(qiáng)度。試驗(yàn)時(shí)，被試電機(jī)作他勵(lì)發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行（他勵(lì)電源可由升壓機(jī)供給），給予額定通風(fēng)量，用增加他勵(lì)電流（不超過(guò)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(guò)1.15倍的額定轉(zhuǎn)

40、速，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不超過(guò)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(ài)的匝間絕緣應(yīng)無(wú)擊穿現(xiàn)象。 八、繞組對(duì)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(shí)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(shí)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(guò)電壓互感器接電壓表來(lái)測(cè)量。 對(duì)于國(guó)產(chǎn)SS系列電力機(jī)車的牽引電動(dòng)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(shí)，通過(guò)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(duì)地電壓（即U=1.16U）。 試驗(yàn)前應(yīng)先測(cè)定繞組的絕緣電阻。試驗(yàn)應(yīng)對(duì)每個(gè)單獨(dú)電路逐一進(jìn)行。試驗(yàn)時(shí)，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(shí)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(guò)1/3試驗(yàn)電壓值開(kāi)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(kāi)電源。在試驗(yàn)過(guò)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(shí)對(duì)地放電，并復(fù)測(cè)絕緣電阻，以確認(rèn)電機(jī)合格。同一臺(tái)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(guò)規(guī)定數(shù)值的85%。 第四節(jié) 脈流牽引電動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)線路 脈流牽引電動(dòng)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(dòng)機(jī)基本相同，但由于它的工作電源性質(zhì)不同，將對(duì)脈流牽引電動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)頻率和電流脈動(dòng)系數(shù)的脈動(dòng)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(dòng)系數(shù)應(yīng)盡可能和實(shí)際運(yùn)行中整個(gè)工作范圍內(nèi)出現(xiàn)的脈動(dòng)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(dòng)機(jī)的型式試驗(yàn)時(shí)，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(dòng)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(gè)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(dòng)機(jī)Ｍ在機(jī)車上的工況而定。電流脈動(dòng)系數(shù)Ki可通過(guò)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(lì)的脈流試驗(yàn)線路

44、 顯然，采用這種線路可以對(duì)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(gè)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(dòng)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(cè)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(dòng)機(jī)Ｍ額定電壓的1.2倍，是一個(gè)高壓整流電源設(shè)備。為了減少試驗(yàn)設(shè)備的投資，對(duì)于一些不需要對(duì)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(lì)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(dòng)電流。被試電機(jī)M的恒定電壓必須通過(guò)SR及TG的同時(shí)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(cè)

45、定。 二、采用工加法的反饋試驗(yàn)線路 對(duì)于不可控整流電源下工作的脈流牽引電動(dòng)機(jī)，脈動(dòng)電源中主要包括直流分量和兩倍電網(wǎng)頻率的交流分量?jī)刹糠帧?jù)此，只要在直流反饋試驗(yàn)線路的基礎(chǔ)上，疊加一個(gè)頻率為100HZ的交流電源，即可對(duì)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(lái)實(shí)現(xiàn)，其中SY為三相同步電動(dòng)機(jī)，AS為三相繞線式感應(yīng)電動(dòng)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(shí)，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(dòng)機(jī)SY以同步速率拖動(dòng)三相電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子AS，并使其沿轉(zhuǎn)子ASｚ的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則在感應(yīng)電動(dòng)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(shí)只要將AS的兩相接入調(diào)壓器T，通過(guò)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(shí)只需調(diào)節(jié)升壓機(jī)S的勵(lì)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(jiǎn)便的。疊加法線路雖屬模擬性質(zhì)，但對(duì)計(jì)些不需要精確測(cè)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(duì)脈流牽引電動(dòng)機(jī)的性能影響時(shí)，此線路的優(yōu)點(diǎn)是顯然的。 小 結(jié) 牽引電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的目的在于全面評(píng)定被試電動(dòng)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(dòng)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(tái)出廠電機(jī)都必須進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目，主要包括：小時(shí)溫升試驗(yàn)、速率特性測(cè)定、超速試驗(yàn)、換向試驗(yàn)及耐壓試驗(yàn)等。 直流牽引電動(dòng)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(dòng)機(jī)的試驗(yàn)工況調(diào)節(jié)簡(jiǎn)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(shí)消耗的能量較少。對(duì)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(lì)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(dòng)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(cè)定、空轉(zhuǎn)試驗(yàn)及電刷中性線測(cè)定等。直流牽引電動(dòng)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(shí)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(dòng)機(jī)的試驗(yàn)項(xiàng)目及技術(shù)要求與直流牽引電動(dòng)機(jī)基本相同，但脈流牽引電動(dòng)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(dòng)頻率和電流脈動(dòng)系數(shù)的脈動(dòng)電流下進(jìn)行。因此，脈流試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)在直流反饋試驗(yàn)線路的基礎(chǔ)上，用脈動(dòng)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(dòng)系數(shù)的大小。也可在直流試驗(yàn)線路上疊加一個(gè)100HZ交流電，對(duì)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(dòng)機(jī)的帶升壓機(jī)的反饋試驗(yàn)線路，并說(shuō)明： （1）反饋負(fù)載試驗(yàn)的基本原理是什么？ （2）被試電動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)工況如何調(diào)節(jié)？在調(diào)節(jié)過(guò)程中應(yīng)注

50、意哪些問(wèn)題？ （3）被試電動(dòng)機(jī)的各類損耗如何確定？ 2、直流牽引電動(dòng)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(cè)定及空轉(zhuǎn)試驗(yàn)的目的和要求是什么？ 3、直流牽引電動(dòng)機(jī)測(cè)定電刷中性線的方法有哪幾種？簡(jiǎn)述用感應(yīng)法測(cè)定電劇中性線的方法。 4、直流牽引電動(dòng)機(jī)小時(shí)溫升試驗(yàn)的目的和要求是什么？簡(jiǎn)要說(shuō)明：定子繞組、電樞繞組及換向器的溫升測(cè)量方法有何異同？ 5、簡(jiǎn)述速率特性測(cè)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(dòng)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(gè)工況下進(jìn)行？ 7、畫出直流牽引、電動(dòng)機(jī)最佳換向區(qū)測(cè)定的試驗(yàn)原理線路圖。簡(jiǎn)要說(shuō)明： （1）試驗(yàn)操作步驟和測(cè)定方法； （2）根據(jù)無(wú)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(jiǎn)述直流牽引電動(dòng)機(jī)耐壓試驗(yàn)的方法及要求，耐壓試驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意什么？ 9、脈流牽引電動(dòng)機(jī)的型式試驗(yàn)有何特殊要求？常用的脈流牽引電動(dòng)機(jī)反饋試驗(yàn)線路有何特點(diǎn)？