建筑工程管理引电动机基本技术条件征求意见稿河南工程建.docx

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建筑工程管理引电动机基本技术条件征求意见稿河南工程建

（建筑工程管理）引电动机基本技术条件（征求意见稿）河南工程建

目次

前言…………………………………………………………………………………………………Ⅱ

1范围………………………………………………………………………………………………1

2规范性引用文件……………………………………………………………………………………1

3术语和定义…………………………………………………………………………………………2

4使用条件……………………………………………………………………………………………3

5技术要求……………………………………………………………………………………………3

6试验…………………………………………………………………………………………………5

7检验规则……………………………………………………………………………………………11

8标志、包装、运输、贮存…………………………………………………………………………11

9使用、维护及保质期限……………………………………………………………………………12

前言

本标准是为了适应城市轨道交通发展的需要而制订的。

本标准由建设部标准定额研究所归口。

本标准起草单位：

市地下铁道总公司、中国南车集团株洲电力机车研究所、中国南车四方机车车辆股份XX公司、交通大学、长春轨道客车股份XX公司。

本标准主要起草人：

×××

本标准于××××年××月首次发布。

城市轨道交通直线异步牵引电动机基本技术条件

1范围

本技术条件适用于驱动地铁车辆和轻轨车辆的单边短定子三相直线异步牵引电动机（以下或简称直线电机）。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T2900.36-2003电工术语电力牵引

GB/T2900.25-1994电工术语旋转电机

GB/T16318-1996旋转牵引电机基本试验方法

GB755-2000旋转电机定额和性能

GB/T1032-1985三相异步电动机试验方法

GB1971-1980电机线端标志和旋转方向

GB/T7928-2003地铁车辆通用技术条件

城市轨道交通直线电机车辆通用技术条件

GB11345－1989钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级

GB/T3880－1997铝及铝合金轧制板材

GB/T4172－2000焊接结构用耐候钢

TB/T3001-2000铁路机车车辆用电子变流器供电的交流电动机

JB/T7823-1995三相直线异步电动机

JB6480-1992旋转牵引电机基本技术条件

JB/T5811-1991交流低压电机成型绕组匝间绝缘试验方法及限值

IEC60349－2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

IEC60349－3电力牵引-铁路机车车辆和公路车辆用旋转电机第3部分:

用损耗总和法来确定变流器供电的交流电动机的总损耗

IEC61377-2006电力牵引-机车车辆-逆变器供电的交流电动机及其控制系统的综合试验

IEC61373-1999铁路应用机车车辆设备冲击和振动试验

3术语和定义

3.1

连续额定功率ratedoutputpowerofamotorforcontinuousduty

电动机于额定电压、额定频率和连续工作制下的输出功率。

3.2

小时额定功率one-hourratedoutputpower（onehourrating）

电动机于额定电压、额定频率和小时定额下的输出功率。

3.3

定子（初级）stator（primary）

直线电动机和车辆相对静止的部分，由开有齿槽的硅钢片叠压而成的铁心和绕组组成。

3.4

感应板（次级）reactionplate/reactionrail（secondary）

直线电动机安装于轨道上的部分，由导电板、导磁板和支座组成。

3.5

导电板conductingsheet

感应板的壹部分，具有良导电性的金属板，由铝或铜制成。

3.6

导磁板back-ironplate

感应板的壹部分，和导电板复合壹起,用于固定和加强导电板且起到磁路作用，由钢板或钢条制成。

3.7

支座supportingrail

感应板的壹部分，支撑导磁板的构件。

3.8

气隙airgap

直线电机的定子铁心齿表面和对向的感应板表面之间的距离称为气隙，也称为机械气隙。

3.9

电磁间隙electromagneticgap

磁路内铁磁性部分中的间隙，包括气隙和感应板中导电板的厚度，称为电磁间隙。

3.10

最大推力maximumthrust

直线电动机于额定频率和额定电压下所能产生的最大稳态异步推力。

3.11

垂向力verticalforce

于电机定子和感应板之间由电磁作用产生的，和牵引力平面垂直的吸引力或排斥力。

3.12

动推力kineticthrust

直线电动机以壹定的频率运行，缓慢增加负载推力，可运行的最大推力。

3.13

启动推力startingthrust

以壹定的电流励磁，定子处于平衡状态，于无摩擦的状态下让定子移位所需要的力。

3.14

纵向边端效应longitudinalendeffect

由于直线电机定子俩端是开断的铁心，定子绕组于俩端不连续，各相之间的互感不相等，所以会于各相绕组中产生不对称电流，从而产生阻力和造成附加损耗，称为第壹类纵向边端效应；另外，于高速运动时，定子磁场和感应板涡流磁场之间的相互作用使定子进入端和离开端的磁场产生畸变，称为第二类纵向边端效应。

这俩类效应统称为纵向边端效应。

3.15

横向边缘效应transverseedgeeffects

于扁平形直线电机中，当电磁间隙和定子铁心宽度比值较大，感应板宽度又等于定子铁心宽度时，必须考虑铁心横向边缘处磁场的削弱，这种效应称为第壹类横向边缘效应；另外，感应板的宽度和电导率会使横向磁场的分布不均匀，这种效应称为第二类横向边缘效应。

这俩类效应统称为横向边缘效应。

3.16

同步速度synchronousspeed

由电机供电系统的频率f和电机定子极距τ所决定的速度,即。

4使用条件

除用户有特殊要求外，使用条件如下。

4.1环境温度

最高运行环境温度：

避日照处温度40℃以下；最低运行环境温度：

-25℃之上。

4.2相对湿度

最大相对湿度：

100%；最小相对湿度：

10%。

4.3海拔

海拔1200m以下。

4.4振动和冲击

直线异步牵引电动机于运行使用过程中，必须能承受IEC61373所规定的振动及冲击。

4.5其它

使用的直线异步牵引电动机有超过上述4.1至4.4中的壹项或多项规定极限值时，允许供货商和用户之间协商设定环境条件。

另外，如直线异步牵引电动机的运行使用环境条件特别严酷，如尘埃、雪、风沙、酸性雨等，用户必须向制造商事先说明这些环境条件。

5技术要求

5.1总体技术要求

5.1.1信息交换

直线电机设计者应向变流器设计者提供所有的信息，这些信息是对全面评估直线电机和变流器之间相互影响所必需的。

变流器设计者应向直线电机设计者提供特性曲线，如变流器输出电压（包括重复峰值电压）、电流、基波频率、谐波以及功率等，这些参量应是于整个应用范围内，包括最高和最低网压下运行的值。

5.1.2直线电机定子采用单边型短定子结构，感应板可采用整体式或叠片式。

5.1.3直线电机的特性，须满足车辆牵引系统的功能要求。

牵引系统提出的特性曲线，应作为直线电机设计的依据。

5.1.4直线电机定子的供应商应提供感应板的和电磁有关的参数和材料要求。

5.1.5定额

定额分为俩类：

连续定额和小时定额。

如无特别规定，应以小时定额作为电机的设计、制造和验收的依据。

5.1.6冷却方法

冷却方法分为自然风冷和强迫通风冷却。

5.2制造要求

5.2.1直线电机产品应符合本技术条件的要求，且按照经规定程序批准的图纸及技术文件制造。

5.2.2同型号的直线电机,无论是整机仍是零部件均应具有互换性。

5.3性能要求

5.3.1基准温度

不论直线电机定子采用何种绝缘等级，它的所有特性，均按绕组基准温度为150℃时绘制，该温度应于特性曲线上注明。

5.3.2特性及其允差

牵引（制动）特性应表示出直线电机电流、电压、效率、功率因数、滑差率、推力（牵引力或制动力）、垂向力和速度的关系。

热态时，于最大电流下，其最大静推力不得小于规定值的95％。

5.3.3温升限值

小时定额下，于试验台上测得定子绕组的高于冷却空气温度的温升限值如下：

部件名称

测量方法

绝缘等级

F级

H级

200级

定子绕组

电阻法

155K

180K

200K

5.3.4绝缘电阻

直线电机定子绕组的绝缘电阻于热状态下或温升试验后应不低于式

（1）求得的数值：

…………………………………………………………

（1）

式中：

——定子绕组的绝缘电阻，单位为兆欧（MΩ）；

——直线电机的额定电压，单位为伏（V）；

——直线电机的额定功率，单位为千瓦（kW）。

5.3.5绝缘介电强度

绕组对铁心及绕组相互间应能承受1min的绝缘耐电压试验。

试验电压为交流50Hz，波形尽可能接近正弦波形。

试验电压应轮流加于每个绕组和铁心之间，此时所有其他绕组均和铁心相连。

试验应于规定的例行试验完成后，直线电机处于热态时立即进行。

试验电压选用下表所列出的最高电压值，且且逐渐地施加上去，初始电压不应超过最终值的三分之壹，达到最终值后，应该保持60s。

5.3.6绕组匝间绝缘介电强度

本标准采用“冲击波形比较法”,试验方法、试验限值、试验判别按JB/T5811－1991规定进行。

5.3.7耐振强度试验

直线电机应能承受以下试验条件的振动：

振动加速度值，对于通过悬挂机构悬挂于轮对轴箱上的电动机采用≮100m/s2；

5.3.8浸水试验

于制造过程中，对前10台、以及后面每10台抽样1台的方式进行浸水试验，浸水试验时间为24小时，试验过程中要定时记录绝缘电阻，试验结束时的绝缘电阻值应大于10MΩ。

5.4接口要求

5.4.1直线电机应采用可靠的悬挂方式，能够采用以下俩种方式的其中壹种：

（1）直线电机定子通过特定的悬挂机构悬挂于转向架构架上；

（2）直线电机定子通过特定的悬挂机构悬挂于轮对轴箱上。

5.4.2直线电机定子铁心平面和轨顶面的距离应可方便调整，以满足气隙的要求。

直线电机高度调整好后，应能将其锁定于该位置。

5.4.3直线电机定子铁心平面以及电机排障器和感应板允许间隙范围应由牵引系统供应商和直线电机制造厂家协商。

5.4.4直线电机定子须设置防跌落装置。

5．5感应板

5.5.1感应板的技术要求由直线电机定子设计者提供。

5.5.2感应板主要由复合板（导电板＋导磁板）、支座组成，各部分材料和物理性质，机械性能以及形状尺寸应符合图纸设计要求。

5.5.3导电板材料可采用铝或铜，导磁板可采用普通结构钢，导电板和导磁板材料也可由制造厂和用户另外商定。

5.5.4感应板导电板和导磁板之间可采用爆炸焊接或紧固件方式来连接。

5.5.5感应板应能满足用户提出的环境要求，寿命期限内满足电气性能和机械性能。

5.5.6感应板的结构应满足强度和力学性能的要求，于各种最恶劣使用工况组合情况下，感应板于垂向和横向的变形均不得大于和直线电机定子之间的最小气隙允许值。

5.5.7应按照GB11345－1989《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》对感应板的焊缝进行超声波探伤，或采用其他探伤方式，保证焊缝不存于缺陷。

6试验

6.1试验分类

试验分为4种类型：

——型式试验

——例行试验

——装车试验

——研究性试验

6.1.1型式试验

型式试验主要用来确定新类型电机的定额、特性和性能。

凡遇到下列情况之壹时，也必须进行型式试验:

a）当设计或工艺发生变更，足以引起某些特性和参数发生变化时，应进行有关项目的型式试验；

b）例行试验结果和以前进行的型式试验的结果发生不可允许的偏差时；

c）转厂生产；

d）成批或大量生产时，定期抽检；

e）逆变器的输出特性发生变化时。

对每种情况，选1台进行型式试验。

除非另有规定，应于首批10台中任选1台。

于试验开始前，制造厂应向用户提供试验大纲。

试验结束后，制造厂应向用户提供试验方案。

6.1.2例行试验

例行试验的目的是验证电机组装是否正确、能否承受规定的电压、于机械和电气上能否正常工作。

每台电动机出厂前均应进行，包括已做过型式试验的电动机。

于签订合同时，制造厂和用户也能够采取替代措施，但定子绕组对机座的介电强度试验、定子绕组匝间介电强度试验、绝缘电阻测量试验于每台电机上必须进行。

6.1.3装车试验

新产品于型式试验后，仍应进行装车运行试验，考核产品的性能和可靠性。

装车电机不少于2台，考核km数壹般不少于10万km，但运行时间不少于1年，于装车运行中应安全可靠地工作，零部件状态应正常。

装车试验内容由用户和制造厂协商解决，且列入整车试验项目中。

6.1.4研究性试验

为获得补充资料而选择的特殊试验（例如直线电机定子的固有频率试验、噪音试验、电磁兼容性试验等），仅于用户和制造厂达成协议时进行。

除非另有规定，研究性试验结果不影响电机的验收。

6.2试验项目

试验项目参见表1

表1试验项目

序号

试验项目

型式试验

例行试验

装车试验

6.3.1

外观及外形尺寸的检查

√

√

6.3.2

定子绕组对机座绝缘电阻的测定（冷态和热态下）

√

√

6.3.3

定子绕组冷态直流电阻测定

√

√

6.3.4

通风试验（对强迫通风冷却）

√

6.3.5

温升试验（连续定额和小时定额）

√

6.3.6

静态特性的测定

√

6.3.7

动态特性试验

*

√

6.3.8

耐振强度试验

√

6.3.9

浸水试验

√

**

6.3.10

定子绕组对机座的介电强度试验

√

√

6.3.11

定子绕组匝间介电强度试验

√

√

6.3.12

定子绕组电抗值测量

√

√

称重

√

说明：

“*”如果有条件，应进行此试验；

“**”不是所有电机的例行试验均做此项试验，具体要求参照6.3.9项规定。

6.3试验方法

电机的试验方法根据下列原则确定：

凡本标准有具体规定者，需符合本标准；

凡本标准未作规定者，可参照GB/T1032；

主要试验仪器：

三相对称电压供电试验时，采用的电气测量仪表的准确度应不低于0.5级（兆欧表除外）。

电量变送器的准确度应不低于0.5级。

互感器的准确度应不低于0.2级。

测力传感器的准确度不低于0.5级。

温度计的误差于1.0℃以内。

试验采用逆变器电源供电时,建议采用多功能测量仪和微机对非正弦量进行测量、处理和记录。

6.3.1外观及外形尺寸的检查检查电动机的外观及外形尺寸，电缆线的标志,应和外形图及相应图纸符

合；

6.3.2定子绕组对机座绝缘电阻的测定将三相绕组短接,于热态和冷态下,用1000V兆欧表测量定子绕

组的绝缘电阻。

6.3.3定子绕组于实际冷状态下的直流电阻测定

6.3.3.1电动机处于实际冷态，用伏-安法或电桥测量定子绕组相间（U-V、V-W、U-W）电阻，记录

测量时的环境温度和绕组表面温度，且将绕组表面温度作为绕组温度，绕组表面的温度和环境温度相比

较应不超过2K。

6.3.3.2每相电阻值测量3次，取3次测量结果的算术平均值作为每相于实际冷态下的冷态电阻，每壹

次测量值和平均值相差不得大于±0.5%，否则重新测量；

根据测定的值，按公式

（2）和公式（3），计算150℃时每相绕组相应的电阻值。

……………………………………………………

（2）

式中：

——于150℃时，相间电阻相应的电阻值；

——测定的相间电阻；

——常数铜为235,铝为225；

——测定时电机绕组表面温度，单位为度（℃）。

…………………………………………………（3）

式中：

——相间电阻的平均值

、、——指冷态时的相间电阻值

式中：

——150℃时每相绕组相应的电阻值。

6.3.4通风试验

仅强迫通风电动机于型式试验时进行此试验。

检查通风电动机的转向,用皮托管和风速计于进风口测量空气静压力头和空气流量,测量通风电动机的转速,电流及电压值；同时测量各出风口的空气流量和风机的噪声。

6.3.5温升试验

6.3.5.1小时温升试验

于没有感应板条件下，给电机的定子绕组提供小时定额电流，频率及冷却风量为额定值，从实际冷态开始，运行1小时,然后用电阻法测定定子绕组的温升。

6.3.5.2连续温升试验

于没有感应板条件下，给电机的定子绕组提供连续定额电流，频率及冷却风量为额定值，连续运行，直至铁心表面温升稳定（1小时以内温度变化不超过2K）。

然后用电阻法测定定子绕组的温升。

6.3.5.3试验采用和电机配套的逆变器电源供电。

6.3.5.4于连续温升试验起始阶段，允许通过加大负载来缩短达到稳定温度的时间，但之后的额定条

件至少要维持2小时。

6.3.5.5温度的测量

定子绕组的平均温度用电阻法测量；铁心表面、冷却空气的温度及周围空气的温度用温度计测量。

另外，型式试验时定子绕组端部及槽部于估计为温升较高的部位安放热电偶测量该局部的温度。

定子绕组的平均温升（K）按公式（4）计算：

………………………………………（4）

式中：

——试验结束时冷却空气温度，单位为度（℃）

——试验结束时绕组的电阻值，单位为欧姆（）

6.3.5.6热态电阻测量

热态电阻和相应的冷态电阻测量应采用同壹套仪表。

定子绕组热态电阻测量应于断电后的45秒内测出定子绕组第壹个电阻值，测量持续5分钟，每次测量的时间间隔，前3分钟内不超过20秒，此后不超过30秒。

试验结束时的定子绕组温升采用对数坐标的外推法求得。

试验时，若冷却空气温度于10℃至40℃之间，则对所测温升值不修正，如果冷却空气温度于此范围之外，则推荐用公式（5）对温升进行修正：

………………………………（5）

6.3.6静态特性测定

将电动机的定子安装于静态试验台上,调节定子和感应板的气隙达到要求值,由和电动机配套的逆变器供电。

于1～7Hz范围内取5～7不同频率点，于热态下按推力和电流的基本特性进行试验。

测量电动机的频率、推力、垂向力、电流、电压、基波功率因数、输入功率。

绕组的温度应换算到基准温度150℃。

根据计算绘制出电动机的频率、推力、垂向力、基波电压、、基波功率因数、基波电流之间的函数曲线。

（1）测定定子和感应板间的气隙

调整电机气隙均匀，于直线电机俩端的中部测取4～6个气隙值（所测气隙最大值和最小值相差不大于0.3mm），取其平均值为实际气隙值，且应保证其于要求值的公差范围内。

（2）启动推力的测定

1）测定条件和测力传感器的选用

测定条件为滑差率s=1，于模拟直线电机启动工作情况的静态试验台上进行。

测力传感器的精度等级不低于0.5级。

2）测量方法

（a）测定定子的静摩擦力：

将测力传感器负载端和定子壹端固定，沿和感应板水平方向均匀缓慢地向前推动（或拉动）测力传感器，直到定子和感应板开始产生相对移动为止，读取测力传感器的读数。

测量次数不少于3次，取其平均值为F1。

（b）将定子和测力传感器壹端相连接，传感器另壹端和试验台构架固定，保持传感器水平方向受力，且施加适当的预推力（或拉力），以防对传感器的冲击，然后启动直线电机，及时记录推力、电压、电流、功率等参数。

测定次数不少于3次（每俩次间隔时间不少于10分钟），取其平均值为F2。

（c）推力的计算：

……………………………………………………………（6）

式中：

——定子静摩擦阻力的平均值，单位为牛顿（N）

——通电后测力传感器读数的平均值，单位为牛顿（N）

（3）垂向力的测定：

电机定子和感应板处于对称状态，于不同气隙的情况下，测量不同供电电源频率、供电电压、电流对电机定子和感应板之间垂向力的影响。

本试验可于推力测定时同时进行。

（4）气隙特性及额定参数的确定

1）于0.7～1.5倍额定气隙之间取4个气隙值，分别于额定电压、额定频率下测定不同气隙时直线电机的电压特性。

2）按测定的电压特性数据，绘制下列额定电压时的气隙特性曲线：

F=f（δ）；I=f（δ）；P=f（δ）；

δ为气隙长度（mm）;F为推力（N）;U为电压（V）;I为电流（A）;P为输入功率（kW）.

3）由额定电压时的气隙特性曲线确定直线电机的额定参数。

6.3.7动态特性试验

本试验需于专门的动态试验台上进行。

条件不具备时,能够装车运行时进行本试验。

电动机由和电动机配套的逆变器供电，于运用频率范围内取7～10点，于热态下按推力和速度基本特性进行试验。

测量电动机的频率、推力、垂向力、电流、电压、输出功率、基波功率因数、速度、输入功率。

绕组的温度应换算到基准温度150℃。

根据计算绘制出电动机的频率、推力、垂向力、基波电流、基波电压、输出功率、基波功率因数、效率和速度之间的函数曲线。

6.3.8耐振强度试验

耐振强度试验于专门的振动台上进行。

试验条件如下：

（1）试验频率为5～100Hz范围的某壹固定频率；

（2）振动加速度值，对于通过悬挂机构悬挂于轮对轴箱上的电动机采用≮100m/s2；

（3）振动持续时间为15小时。

承受耐振强度试验的电机样机数为2台。

若试验条件不具备，可于装车运行试验时，考核其耐振强度。

电机于耐振强度试验后不应有影响电机功能的变化。

6.3.9浸水试验

（1）根据如下原理图进行测定、试验。

（2）绝缘电阻测定：

1）把电机吊入容器中，三相短路，绝缘电阻器按原理图连线，加1000VDC，保持1分钟、确认经过1分钟后，绝缘电阻值要大于20MΩ。

2）往容器中注水，水位到A为止。

3）每隔1小时进行测定绝缘电阻值，其值要大于10MΩ，24小时后的绝缘电阻值要大于10MΩ。

4）把水注到B位置，进行2小时的绝缘电阻测量，间隔时间半小时,其最终的绝缘电阻值要大于10MΩ。

试验完成后，电机需于干燥炉中充分干燥。

6.3.10定子绕组对机座的介电强度试验

电机热态时，绝缘电阻不低于5.3.4项规定值，将定子绕组短接，对机壳施加5.3.5项规定的电压值、50Hz、正弦交流，历时1分钟，无绝缘击穿和闪络的现象。

6.3.11定子绕组匝间介电强度试验

匝间介电强度应采用脉冲耐压的方法。

电机热态时，定子每相绕组施加幅值为5.3.6项规定的脉冲，历时3秒。

6.3.12定子绕组电抗、电感值测量

于没有感应板的条件下，将定子绕组通以三相对称额定频率的正弦电压,设定输入电压分别为额定电压的0.9倍、1.0倍和1.1倍的三个值，测量对应的电压、电流，功率，取平均值。

根据测定结果计算功率因数、阻抗值、电感值。

7检验规则

7.1直线电机制造厂须按照质量保证体系完成工艺过程的记录，每台直线电机须经制造厂质检部门检验

合格，且签发产品合格证后才能出厂。

7.2对每个批次直线电机须进行首件检查，对每台直线电机须进行出厂检查。

7.3抽取2台及之上的电机进行首件检查，检查内容包括但不限于：

（1）检查型式试验方案内容，且抽检型式试验的项目；

（2）例行试验的所有项目