1 0 . 3 . 3 三 相 异 步 电 动 机 的 空 载 试 验

( 一 ） 试 验 目 的

空载试验是测定空载电流及空载损耗 ， 并从空载损耗中分离出铁耗和风磨耗 （ 机械耗 ） D 判别空载电流及空载损耗是否合格 ， 检查铁心质量是否合格 。

( 二 ） 试 验 方 法

空载试验 （ 见罔 10 - 5 ) 时 ， 在电动机端点加上额定频率的 = 相对称电压 ， 使电动机先运行一段时间 （ 30 min 左右 ） D 当电动机的机械损耗达到稳

定状态之后 ， 再测量额定电压时的空载电流及空载损耗 。

绕线转子电动机在空载试验时 . 应将起动电阻器全部

短路 ， 并将转子绕组短路在集电环上 

(三)空载电流和空载损耗大的厗因及解决措施

_ 当 = 相电源对称,在额定电压下的 = 相空载电流,任何

一相与平均值之差 ,不得大于平均值的 5 %;空载电流和空

载损耗大小与型式试验的比较,不得超过 10 %,否则需重

做型式试验进行验证一般有下列几种情况 ：

( 1） 空载电流和空载损耗增大 ， 而绕组直流电阻正常 ，

一般是定子 、 转子铁心压装质量差 ， 净铁心长度不足 3

( 2 ) 空载电流过大而空载损耗正常 ， 如果检查试验空

载损耗与空载电流之比 ， 大于同规格型式试验所对应空载

电流之比 ， 表明空载电流偏大是由气隙过大或磁路饱和引

起的 ； 反之 ， 则表明电机铁耗和风磨耗偏大 。

( 3 ) 空载电流不平衡且空载损耗大 ， 这表明绕组各并

联支路的匝数不等 . 或有少数线圈匝间短路 。

1 0 . 3 . 4 三相异步电动机的匝间冲击耐电压试验

( 一 ） 试 验 目 的

在于考核绕组的匝间绝缘质量 。

( 二 ） 试 验 方 法

1 . 准备

( 1 ) 检查仪器外壳是否可靠接地

( 2 > 试品铁心应妥善接地,或对地良好绝缘(此时铁心带电 h 试验时.试品接地与

否会改变其阻抗

( 3 ) 检查波形重合 。 将仪器两组测量线分別接至同一绕组上 ， 两振荡波形应完全重合 。

2 . 试验

(1） 0 ( 相 ） 接法适用于检测每相两端均有引 ； 丨丨线端子的绕组 „

任选一组绕组 （ 例 U 相 ） 作为参照品 ， 另一相绕组 （ 例 V 相 ） 作为被试品 ， 在 U 相和 V相上交替地施加规定的峰值和波前时间的冲击波 ， 见图 10 - 6 ， 比较两衰减振荡波形之间的同异 。 再依次转换 ， 重复试验一次 。

每次试验后非被试绕组应予放电 。

( 2 ), ( 线 ） 连接适用丁检测星形连接电机绕组。

对已接成丫的电机绕组 ， 任选一个 （ 两相串联 ） 绕组 （ 例 UW ) 作为参照品 ， 另一个 （ 两相串联 ） 绕组 （ 例 VW ) 作为被试品 ， 在 UW 和 VW 上交替地施加规定峰值和波前时间的冲击波 . 见图 10 - 7 。 比较两衰减振荡波形之间的同异 . 再依次转换 . 重复试验一次 。

( 3 )△ ( 角 ） 连接适用于检测三角形连接电机绕组 3

对已接成 △ 的电机绕组 ， 任选一个 （ 两相绕组串联与第三相绕组并联 ） 绕组 （ 例 UW )作为参照品 ； 另一个 （ 两相绕组串联与第三相绕组并联 ） 绕组 （ 例 VW ) 作为被试品 ， 在UW 和 VW 上交替地施加规定峰值和波前时间的冲击波 . 见图 10 - 8 , 比较两衰减振荡波形 之 间 的 同 再 依 次 转 换 . 重 复 试 验 一 次 „

( 三 >冲 击 电 压 参 数 和 冲 击 电 压 波 前 时 间

典型电压等级电机匝间绝缘试验冲击电压和冲击电压波前时间 ， 见表 1 U - 24 。

表 10 - 24 典型电压等级电机匝间绝缘试验冲击电压和冲击电压波前时间

( 四 ） 故 障 判 别

以试验波形作为主要判别依据

( 1 ) 若两次试验时显示的衰减振荡波形均基本重合无显著差异 （ 简称重合 ） ， 则为正

常无故障波形即被试绕组匝间绝缘无故障 。

( 2 ) 若出现不符合正常波形的情况 ， 则绕组匝间绝缘有故障 。

显示故障波形时常伴有放电声 ， 甚至可见放电火花和嗅到臭氧 ， 这些信号可协助判别故障类型和定位 。若两次试验波形之一显示有差异 ， 则一相绕组中有故障 ； 若两次试验波形显示均有差异 。 则需进行第三次试验若第三次试验波形显示重合 ， 则一相绕组中有故障 ； 若仍有差异 . 则表示两相及以上绕组中有故障凡第二次和第三次试验 ， 仅需任选一种接线方式即可作出判断

( 3 )# 接法故障判别示例见表 10 - 25 。

( 4 ) 星形连接故障判别示例见表 10 - 26 。

( 5 ) 三角形连接故障判别示例见表 10 - 27 。

表 1 < 1 - 25 0 接法故障判别示例

注：ν'——波形重合；X——波形有差异

 表10-26 星形连接故障判别示例

注：V——波形重合；X——波形有差异

表10-27 三角形连接故障判别示例

注：ν'——波形重合；X——波形有差异

1 0 . 4 三 相 同 步 电 机 的 其 他 试 验 项 目

1 0 . 4 . 1 三 相 同 步 电 机 空 载 特 性 的 测 定

( 一 )•试验目的

空载特性测试的目的是求取同步电机空载特性曲线 。

( 二 ） 试验方法

同步电机空载特性试验是在额定转速下 ， 励磁绕组在他励方式下进行的 ， 可采用发电机方式和电动机方法测定对带有异步起动绕组的同步电动机 ， 空载特性最好采用电动机法 ， 其优点是方便可靠

1 . 电动机方式

将被试同步电动机接到额定频率 、 电压可调的对称电源上,作空载电动机运行,用独立 （ 他励> 的励磁电源励磁,如图 10 - 9 所示 。

将电源电压升到额定电压的 130 % 左右 ， 调节被试电机的励磁电流 （ 调节滑线电阻 r ) ,使电枢电流为最小（ 如用两瓦特表法测量功率时,读数相等方向相同,此时电动机的 功 率 因 数 为 同 时 读 取 外 施 电 压 和 励 磁 电 流 . 作 为 空 载 特 性 的 第 一 点 . 然 后 逐 步降低电源电压,按上述方法测量 7 9 点,立到电机尚不至于失步的最低电压时为止 。

每读取一点 ， 最好能与同规格型式试验空载特性曲线相对照 ， 以判别是否有异常现象川现

同步电动机用异步起动法牵人同步操作时 ， 其励磁              

绕组应经约为 5 10 倍励磁绕组电阻的电阻短接 . 以防

输入电流过大 D 注意励磁绕组在起动时不能开路 ， 以防

感应电压过高 . 损伤绕组绝缘和发生触电事故 。

2 . 发电机方式

试验时将被试电机拖到额定转速 ， 电枢绕组开路 ， 励

磁绕组他励 ， 增加励磁电流 ， 使空载电枢电压接近 1 30 %

额定电压 。 如电机的磁路比较饱和 ， 电枢电压不能调节

到最大值 ， 允许调节励磁电流为额定励磁电流所对应的

电压值 。 读取 = 相端电压 、 励磁电流 ， 作为空载特性第一

点 ， 然后单方向逐步减小励磁电流 。 按上述方法测取

7 9 点 ， 最好在额定值左右多测取几点 ， 最后读取励磁电

流为零时的剩磁电压电动机方式试验电源 ， 可用发电机组供

电或电网经= 相调压器供电 ， 这样电压可调节 . 如果已确定

相端电压为对称 ， 试验时 ， 可仅测量任一端电压 。

若被试电机的引出线有 6 个 ， 绕组可接成三角形或

星形两种方式 。 一般做试验时 . 因受到设备限制 . 只能用

发电机方式进行试验 。

( 三 ） 空 载 特 性 故 障 判 别

( 1 ) 试验曲线与形式试验曲线 ， 在起始直线部分基本重合 . 上升到泡和弯曲部分超

过士 5 % , 这主要是硅钢片材料问题 。

( 2 ) 试验特性曲线低于型式试验曲线 5 % . 减小气隙 ， 磁阻也随之减小 ， 相应曲线上升

( 3 ) 试验特性曲线高于型式试验曲线的 5 % . 增加气隙 ， 磁阻也随之增大 ， 相应曲线下降 。

1 0 . 4 . 2 三 相 同 步 电 机 稳 态 短 路 特 性 的 测 定

( 一 > 试 验 目 的

确定额定励磁电流时的短路电流 . 计算短路比及负载杂散损耗 D

( 二 ） 试 验 方 法

同步电机稳态短路特性试验 . 有惰转法和发电机法两种方式 ：

1 . 惰转法

被试电机先以电动机方式空载运转 ， 不加励磁 . 然后断开电源开关及励磁电源开关

在确保完成上述操作后,将电枢绕组接到事先准备好的三相短路开关上 .然后再通入励磁电流 （ 需要独立的励磁电源供电 L 此时在电枢回路中即产生短路电流 ,调节励磁电流,读取各电枢短路电流及励磁电流,共读取5-7点.这些点应与同规格形式试验短路曲线相比较

由于试验读数是在电机减速惰转过程中进行的 ， 时间比较短暂 ， 为了取得必需的数

据 ， 可按上述步骤继续进行试验 。                                   

2 . 发电机法

试验前将被试电机三相绕组短路 . 使被试机在发电机方式

下以额定转速下运转 。 用独立的励磁电源励磁 ， 增加励磁电流使

电枢电流升至 1.2 倍额定电流 ， 然后从高到低逐点读取电枢电流

和励磁电流 ， 直到励磁电流降到零为止 a 共读取 5 7 点 ， 这些点

应与在同规格形式试验短路曲线作比较 ， 其接线如图 1 U - 10

所示 。

( 三 ） 短 路 特 性 故 障 判 别

同步电机检查试验短路特性一般是一条直线 ， 与形式试验

短路特性比较 . 基本接近 。 若特性曲线有明显差异 、 应做型式试验分析 。

1 0 . 5 直 流 电 机 的 其 他 试 验 项 目

10.5 . 1 直流电机空载特性的测定

( 一 ） 试 验 目 的

测定电枢电压与励磁电流的关系 ， 检查电机磁路饱和情况 。

( 二 ） 试 验 方 法

1 . 空载发电机法

试验时 ， 电机以空载发电机方式运转 ， 励磁绕组他励 . 保持额定转速不变 ， 逐步增加

电机的励磁电流 ， 直到电枢电压接近额定值的 13 0 % 时为止然后逐步减小励磁电流到零 ， 读取 9 11 点 ， 在电枢电压的额定值左右应多读取 JL 点 . 每一点上同时读取电枢电压和励磁电流的数值 。

如电机的磁路比较饱和 ， 电枢电压不能调节到上述数值时 ， 则应调节到可能达到的最大电压时为止 ， 但需注意不使励磁绕组过热 。

试验过程中 ， 励磁电流只允许向同一方向调节 „ 如需反向调节时 ， 应先将励磁电流回复到零 （ 上升分支 ） 或増加到最大值 （ 下降分支 ） 然后再调节到所需数值 。

2 . 空载电动机法

此法仅限于小型电动机的检查试验 。

试验时 ， 励磁绕组他励 ， 并由其他可变电压的直流电源供给电枢 . 作空载电动机运转 。 加在电枢上电压从额定电压的 25 % 左右到 120°左右调节 ， 保持额定转速不变 ， 同时读取电枢电压和励磁电流的数值 D 试验过程中 . 励磁电流只允许句一个方丨 nj 调 节 D 在低电压时 ， 电动机运行很不稳定 ， 应注意不要使电机超速

( 三 > 空 载 特 性 的 故 障 判 别

电机的空载特性超差 ， 均需调整气隙 。

(1) 空载特性偏高时 . 需增加气隙 . 使磁阻増大

( 2 ) 空载特性偏低时 . 与上述情况相反 。

( 3 ) 气隙调整范围按下式计算 ：

在= 2 戌 X 偏差值 ％式 中 在 需调整的气隙 （ mm ) ;

( Ji 原主极气隙 （ mm ) „10.5 . 2 直流电机额定负载试验

( 一 > 试 验 目 的

电机在额定负载下 ， 分别确定发电机的励磁电流和电动机的转速 ， 并检 : 丧换向及其他有无不正常情况 D

( 二 > 试 验 方 法

直流电机加负载的方法,一般采用负载电阻法和回馈法,如受到设备限制,也可采用短路法 。

1 . 负载电阻法

这种方法适用于小功率直流电机对发电机 ， 是将发电机输出的电能直接消耗在负载电阻上 ； 对电动机,是将电动机输出的机械能通过一台同轴连接的发电机,把输出功率消耗在负载电阻上 。

2 . 冋馈法

这种方法是利用两台或数台功率相当的直流电动机,用联轴器直接耦合起来,相互为负载的情况下进行试验.一般有串联回馈法 、 并联回馈法和串联并联回馈法 。

( 三 、 试 验 步 擞

直流发电机的额定负载试验 . 是当发电机在额定电流 、 额定电压及额定转速下 ， 确定励磁电流直流电动机的额定负载试验 ， 是在铭牌电流 、 额定电压 、 额定励磁电流或额定励磁电压下校核转速 。

变速电动机的额定负载试验,应分别在最低额定转速及最高额定转速下进行.

试验时 ， 应测定电枢电压 、 电枢电流 、 励磁电流或转速 „    

1 . 串联回馈法

其接线如图 10 - 11 所示 . 操作步骤如下 。

( 1 ) 起动发电机组 . 调节升压机 GU 的端电压 。

( 2 ) 调节被试电机 M 的励磁 ， 逐步增至额定值 ； 合上负

载开关 Q ， 使电机 M 转动而拖动直流发电机

( 3 ) 校验发电机 G 的极性 ， 使发电机与电动机两端电压

的极性相反 . 再增加发电机的励磁 ， 使发电机转矩与电动机

转矩相反 ， 负载电流开始增大 （ 电流表指示 ） D

( 4 ) 调节 GU 机的励磁 ， 可控制电动机端电压 ， 励磁增

图 10 - 11 串联回馈法 加 ， 电压升高 ； 调节发电机的励磁 ， 可控制电动机负载电流 ，

励磁增加 ， 负载増大 ； 调节电动机的励磁 . 可控制本机转速 ， 励磁增加 . 转速下降 D

2 . 并联回馈法

其接线如图 10 - 12 所示 ， 操作步骤如下 ：

( 丄 ） 起动发电机组 ， 使升压机 GU ( 直流发电 flL ) 发电 。

( 2 ) 调节被试电动机 M 的励磁 ， 逐步增至额定值 ， 合上负载开关 S 1 , 使电动机转动

而拖动直流发电机 G 。

( 3 ) 校验发电机的极性 ， 调节发电机的励磁 ， 使发电机与电动机两端电压相等 ， 极性

相同 （ 并车电压表 V 。 指针为零 > 。

( 4 ) 合上并车开关 S 2 。

( 5 ) 调节 GU 机 、 发电机 、 电动机的励磁 . 使被试电机电压 、 电流 、 转速等达到额定值

3 . 串并联冋馈法

其接线见阁 10 - 13 所示 ， 操作步骤如下 ：

 1 ) 分别起动两套发电机组 ， 使升压机 GU 1 和 GU 2 发电

( 2 ) 增加被试电动机 M 的励磁达到额定值 。

( 3 ) 合上负载开关 S 2 , 稍増加 GU 2 机的励磁 （ 基本上达到额定值 ） ， 电动机开始朝某一个方向旋转

(增加发电机励磁 . 使电动机转速逐渐减慢到零 ， 此时负载电流增加

( 5 ) 合上负载开关 S 1 , 增加 GUI 机励磁 ， 使电动机按第一次方向旋转

( 6 ) 调节 GUI 机的励磁 ， 来调节电动机 M 的端电压 ； 调节 GU 2 机的励磁 ， 来调节电动机 M 的负载电流 ； 调节电动机 M 的劻磁 ， 来调节电动机 M 的转速 ； 调节发电机的励磁 . 来调节电动机 M 的负载电流 

( 四 ） 换 向 检 查

电动机额定负载中进行 ， 检查的方法是将负载自空载或 1 / 4 额定负载 （ 对不允许空

载的电动机 ） 调节到额定值 。 此时 . 在换向器与电刷上的火花等级应等于或小于 1 / 2 级10.5 . 3 直流发电机固有电压调整率或电动机固有转速调整率的测定

( 一 ） 试 验 目 的

检查发电机固有电压调整率和电动机固有转速调整率 。

( 二 ） 试 验 方 法

1 . 电压调整率的测定

( 1 > 被试电机保持额定转速及额定励磁电流不变 . 由额定负载开始 . 逐步减小负载

电流到空载 . 然后逐步又增加负载 . 每隔约 1 / 4 额定负载读取电压及负载电流 . 直至所需过载值 。

( 2 ) 被试电机保持额定转速及额定励磁电流不变 ， 从额定负载开始 、 逐步增加负载到

所需的过载值 . 然 G 再逐步减小负载 . 每隔 1 / 4 额定负载读取电压及负载电流 . 直至空载 。

检查试验中 ， 只需在满载及空载时读取两点数值

2 . 转速调整率的测定

( 1 > 被试电机保持额定电压及额定励磁电流不变 . 由额定负载电流开始 ， 逐步减小

负载电流到空载 （ 对不允许空载的电动机减小到 1 / 4 额定负载 ） . 同时读取转速及负载电

流 、 励磁电流和电枢电压 。

( 2 ) 被试电机保持额定电压及额定励磁电流不变 . 由额定负载电流开始 ， 逐步增加

到所需的过载值 . 然后又逐步减小到空载 （ 对不允许空载的电动机 ， 减小到 V 4 额 定 负载 > ， 每隔约 1 / 4 额定电流读取转速及负载电流 。

检查试验中 ， 允许只在满载及空载 （ 对不允许空载的电动机减小到 1 / 4 额定负载 ）时 ， 读取两点读数 。对于逆转的电动机 . 应在每个旋转方向测定 。

对于多速电动机 ， 应分别在最低额定转速及最高额定转速时测定

( 三 ） 电 压 调 整 率 及 转 速 调 整 率 计 算

( 1 ) 电压调整率 AU :

( 四 ） 电 压 调 整 率 和 转 速 调 整 率 超 差 最 常 见 的 儿 种 原 因

( 1 ) 电刷不在中心线位置 ， 应调整电刷位置 。

( 2 ) 若调整电刷位置后仍不能解决问题 ， 可能是气隙不均匀 ， 应调整气隙 。

( 3 ) 若仍不能解决问题 ， 应从励磁绕组匝数方面考虑 。

10.5 . 4 直流电机电枢绕组匝间绝缘试验

( 一 ） 试 验 目 的

用于考核电枢绕组的匝间绝缘质量 。

( 二 ） 试 验 限

f 直

对于额定电压为 660 V 及以下的一般用途电机 . 片间冲击电压峰值应不低于 350 V 。

对于起重冶金等特殊用途电机以及额定电压为 660 V 以上的电机 ， 片间冲击电压峰值应

不低于 ! 500 \ ^ 冲击次数应不少于 5 次 。

( 三 > 试 验 方 法

一般在总装前的电枢绕组上进行 。 允许在电枢绕组下线打箍后浸漆前进行 。

将由电容器放电产生的冲击电压直接施加于换向器片间 。 试验时 . 电枢轴应接地 。匝间短路的判别可采用波形比较法 。 以被试绕组波形与正常波形比较 ， 波形一致者为合格

亦可采用其他有效的判别方法 。试验方法应根据绕组类型选择 。

1 . 跨距法

选取跨距内的换向片数目应根据绕组类型和试验设备具体确定 . 使片间冲击电压峰值符合规定 ， 一般推荐 5 7 片 。 施加于试样丄的试验电压应低于对地绝缘出厂工频试验电压有效值的 1.6 倍 „

为了使每一片间都经受一个相同条件的电压试验 ， 推荐逐片进行试验 ( 可根据均压线的连接方式减少试验次数 > 。

2 . 片间法

依次对换向器上一对相邻换向片进行试验 ， 试验时 ， 若未测试线圈中产生高的感应电压 ， 则在被测试换向片两侧的换向片上应设置接地装置 ， 并良好接地 。

10 . 6 单相异步电动机其他试验项目

10.6 . 1 单相异步电动机堵转电流及堵转损耗的测定

堵转试验开始前 ， 必须核对电动机的旋转方向 、 用制动棒堵住转子 、 被制动的电动机

接在电压可调节的线路上当调节到额定电压 （ 额定电压的偏差不大于士 W %> 时 ， 接通电源 ， 尽快地读取电压 、 电流及输入功率 ， 应在 5 s 内完成 „ 然后立即将电动机线路断开 ，以防止电动机因短路电流过大而发热 。 测量线路见图 10 - 11 所示 ， 测得在额定电压下的堵转电流的保证值应符合技术要求 

10.6 . 2 单相异步电动机的空载电流和损耗的测定

在进行空载试验之前 ， 电动机应在额定电压下空载运转 10 15 m i n , 使电动机轴承

的温度及摩擦损耗达到稳定状态 ， 然后测量电压 、 电流及输人功率 。 测量功率时 ， 需用低

功率因数瓦特表测量 。

检查试验所测得的空载特性数据 . 必须与型式试验的空载特性曲线进行校对 . 符合

技术条件的认为合格 。

10.6 . 3 单相异步电动机离心开关断开时转速的测定

在被试电动机副绕组离心开关两端线路上串接一只指示灯 ， 并施加适当的电源电

压 ， 此时电动机未转动 ， 离心开关闭合 ， 指 / 下灯亮

3 当被试电动机由可调速的原动机拖动

到空载运转时 （ 如图 1 U - 15 所示 ） ， 调节原动机的转速 . 由零值起逐渐升高转速 ， 并随时测

量被试电动机转速及观察指示灯 ， H 指示灯熄灭 ， 证明离心开关断开 ， 同时记下指示灯熄

灭一瞬间的转速 ， 此转速即为离心开关断开时的转速

10.7防爆安全型电动机转子堵住时间的测定

测定k之前，应先做电机温升试验。当温升达到稳定后，将转子堵住。在额定电压 和额定频率下测量电机的定子、转子温升和时间“以转子堵住瞬间为零）。定子温升可用电阻法测定 . 转子温升由预埋的热电偶来测定 D 在 G 时间内的实际温升 0 , £ 需计人热传导惯性的增量 A ( 见图 10 - 16 „

式中 dN 额定温升 ：

d ：

F — 堵住时间 & 终了 ， 切断电源瞬间测得的温升 ；

Aft ； — 切断电源后 ， 因热传导惯性继续上升的温升増量 ；

d , F — 堵住时间 & 内的实际温升 （ 此值需符合表 10 - 28 中的规定值 ） 

注 ： 为电机的允许温升限度 ， 冷却介质温度为 + 40 ° c 。

从电机在额定温升下被堵住的瞬间开始 . 一直到绕组所增加的温升 （ 包括电源切断

后由于热传导惯性而继续上升的增量 ） 达到表中规定值时切断电源为止 . 这段时间称为

转子堵住时间化 。 在此段时间内 . 绕组温升将迅速升高 . 甚至达到危险温度 D 为了保证

电机有合理的E 值 ， 在设计上应留有足够裕量 。