直流和脈流牽引電動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)

第六章為了使機(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，并簡要介紹脈流牽引電動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)線路。第一節(jié)牽引電動(dòng)機(jī)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。第一節(jié)牽引電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)項(xiàng)目例行試驗(yàn)項(xiàng)目的一般試驗(yàn)程序?yàn)椋海?）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。第一節(jié)牽引電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)項(xiàng)目二、型式試驗(yàn)型式試驗(yàn)又稱為鑒定試驗(yàn)

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)

（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)）；第一節(jié)牽引電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)項(xiàng)目（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。

第二節(jié)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)，可采用直接負(fù)載試驗(yàn)線路優(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。第二節(jié)牽引電動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)線路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，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(dòng)機(jī)容量不受限制。

第二節(jié)牽引電動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)線路一、帶升壓機(jī)的反饋試驗(yàn)線路（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。第二節(jié)牽引電動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)線路二、采用晶閘管供電裝置的反饋試驗(yàn)線路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(shí)過電壓或過電流，都是可能損壞元件，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(dòng)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。第二節(jié)牽引電動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)線路三、陪試機(jī)他勵(lì)的反饋試驗(yàn)線路由于這兩臺(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(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)直流牽引電機(jī)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。一、試驗(yàn)前的準(zhǔn)備1．一般性檢查2．繞組在實(shí)際冷態(tài)下絕緣電阻的測(cè)定3．繞組在實(shí)際冷態(tài)下直流電阻的測(cè)定4．空轉(zhuǎn)檢查5．電機(jī)的電刷中性線測(cè)定。6．機(jī)組的安裝及測(cè)量儀器的選擇第三節(jié)直流牽引電機(jī)試驗(yàn)方法二、小時(shí)定額下的溫升試驗(yàn)溫升試驗(yàn)的目的是檢查被試牽引電動(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。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)車的負(fù)載能在各牽引電動(dòng)機(jī)中均勻分配。第三節(jié)直流牽引電機(jī)試驗(yàn)方法四、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)。試驗(yàn)后電機(jī)各轉(zhuǎn)動(dòng)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。第三節(jié)直流牽引電機(jī)試驗(yàn)方法六、最佳換向區(qū)的測(cè)定

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，1.正確補(bǔ)償情況2.過補(bǔ)償情況

3.欠補(bǔ)償情況七、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。第三節(jié)直流牽引電機(jī)試驗(yàn)方法八、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1KV·A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(cè)量。

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)脈流牽引電機(jī)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。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。第三節(jié)直流牽引電機(jī)試驗(yàn)方法一、帶升壓機(jī)電源的脈流試驗(yàn)線路。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：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)。

二、采用疊加法的反饋試驗(yàn)線路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)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)，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)車用直流電機(jī)