李吉貴

(佳木斯防爆電機研究所，黑龍江佳木斯154005)

三相異步電動機檢查試驗

李吉貴

(佳木斯防爆電機研究所，黑龍江佳木斯154005)

介紹了三相異步電動機出廠試驗的項目、方法及出廠限值的制定，其中包括絕緣電阻測定、繞阻直流電阻的測定、耐電壓試驗、堵轉試驗、空載試驗、振動試驗、噪聲試驗，旋轉方向檢查等，并詳細解讀了各項試驗數(shù)據(jù)的處理，為電機出廠的實驗檢測提供了可靠的依據(jù)。

電動機；檢查；標準；試驗；判定

0 引言

三相異步電動機(以下簡稱電動機)經(jīng)試制定型后，批量生產(chǎn)時，應對組裝后的電機成品逐臺進行相關項目的試驗，以確保每臺電機都能符合標準要求，順利出廠。不合格的產(chǎn)品，要查出原因和返修項目。本文著重介紹三相異步電動機成品出廠試驗的有關檢驗方法及出廠限值的判定。

關于電動機技術條件方面的標準，包括國家標準、機械行業(yè)標準和企業(yè)自己編制的企業(yè)標準中對電動機的檢查試驗并未詳細闡述，通常只介紹了電動機檢查試驗的試驗項目和方法，并未明確給出檢查試驗中某些試驗數(shù)據(jù)的判定標準。很多技術條件中規(guī)定電動機在檢查試驗時，空載與堵轉的電流和損耗，應在某一范圍之內(nèi)，該數(shù)據(jù)范圍應能保證電動機性能符合技術要求的規(guī)定?？墒莾H憑檢查試驗時的數(shù)據(jù)很難判定該值是否滿足技術要求的規(guī)定、是否可以出廠。檢查試驗時的數(shù)據(jù)與型式試驗時的數(shù)據(jù)比較，也是判定該值是否滿足技術條件中效率、功率因數(shù)、堵轉轉矩、堵轉電流、最大轉矩等保證值的要求。這使得有些企業(yè)在批量生產(chǎn)電動機，對成品進行檢查試驗后，無法判定該電機是否達到出廠要求，最后只能簡單的做一些電阻、絕緣、空載運行等方面的測試，如果沒什么問題就判定可以出廠。這些簡單的測試不能從根本上反映出電動機的性能是否滿足標準要求，因此造成產(chǎn)品在用戶使用中出現(xiàn)啟動困難、轉矩不夠、絕緣損壞等故障，給廠家和用戶造成了很大的麻煩?；谏鲜鲈?，本文重點介紹三相異步電動機成品常規(guī)出廠試驗的有關檢驗方法及出廠限值的判定試驗方法。

1 試驗要求

試驗電源、試驗儀器及試驗環(huán)境完全符合GB/T 1032—2012《三相異步電動機試驗方法》及GB 755—2008《旋轉電機定額和性能》標準中的規(guī)定。

2 試驗項目

(1)絕緣電阻的測定；

(2)繞組在初始(冷)狀態(tài)下直流電阻的測定；

(3)耐電壓試驗；

(4)堵轉試驗(繞線轉子電動機除外)；

(5)空載試驗；

(6)振動的測定；

(7)噪聲的測定；

(8)旋轉方向檢查；

(9)其他試驗或檢驗項目。

3 試驗方法

3.1 絕緣電阻的測定

3.1.1 目的

測量定轉子繞組冷態(tài)下絕緣電阻是否符合技術條件規(guī)定，若冷態(tài)絕緣電阻過低，應查明原因并采取措施。成品電機絕緣電阻測定主要是排除繞組接地或相間短路，為正常試驗做準備。

3.1.2 測量方法

(1)根據(jù)電動機的額定電壓，選用不同電壓等級的兆歐表，分別將接線端子、接地端子接到繞組及機殼上，啟動兆歐表，不小于60s后讀取絕緣電阻值；

(2)如各相繞組的始末端均引出，則應分別測量各繞組對機殼及繞組相互間的絕緣電阻，如三相繞組已在電機內(nèi)部連接僅引出三個出線端，則測量所有連在一起的繞組對機殼的絕緣電阻；

(3)不參加試驗的其他繞組和埋置檢溫計等元件應與鐵心或機殼作電氣連接，機殼應接地；

(4)對于繞線轉子電動機應分別測量定子繞組和轉子繞組的絕緣電阻；

(5)絕緣電阻測量結束后，每個回路應對地放電；

(6)同時測量并記錄定子繞組的溫度。

3.2 繞組在初始(冷)狀態(tài)下直流電阻的測定

3.2.1 目的

電機繞組在實際冷狀態(tài)下的直流電阻是電機主要參數(shù)之一，通過對直流電阻的分析，可以初步判定被試電機繞組的匝數(shù)、線徑、并繞根數(shù)、接線方式及接線質(zhì)量是否達到設計要求。

3.2.2 測量方法

(1)電機靜止放置在試驗平臺上，用溫度計(或埋置檢溫度)測得的繞組端部溫度或電機表面溫度與環(huán)境溫度之差不超2K時進行電阻測量；

(2)測量時電動機的轉子靜止不動。定子繞組端電阻應在電機的出線端上測量，繞線轉子電動機，轉子繞組端電阻應盡可能在繞組與集電環(huán)連接的連接片(柱)上測量；

(3)采用雙臂電橋或單臂電橋分別測量定子繞組三相電阻值，每一電阻測量一次，取三相電阻算術平均值作為該電機電阻的實際值，并計算出三相電阻不平衡度；

(4)同時測量并記錄定子繞組的溫度。

3.3 耐電壓試驗

3.3.1 目的

考核定子繞組對地絕緣介電強度。

3.3.2 測量方法

(1)將電動機放在有良好接地的鐵質(zhì)試驗平臺上，將耐電壓試驗器高壓一端接到定子繞組上，另一端接到機殼上，試驗時施加的電壓應從不超過試驗全值的一半開始，然后均勻地或以每步不超過全值的5%逐步增至試驗電壓全值，電壓從半值增至全值的時間應不小于10s，耐電壓時間1min并自動停斷，如果繞組擊穿將自動報警；

(2)定子繞組試驗電壓值按標準規(guī)定為1000+2UN；

(3)再次試驗時按首次試驗的80%電壓進行試驗；

(4)試驗結束后繞組對地放電；

(5)對于批量生產(chǎn)的200kW(或kVA)及以下，額定電壓小于等于1kV的電機進行常規(guī)試驗時，1min試驗可以用1s的試驗代替，但試驗電壓值應為規(guī)定全值的120%。

3.4 堵轉試驗

3.4.1 目的

考核電機在堵轉試驗電壓作用下，電流和功率損耗是否符合要求。YZR等繞線轉子電動機不進行該項試驗。

3.4.2 測量方法

(1)堵轉試驗在電機接近實際冷狀態(tài)下進行；

(2)先通電試電動機的轉向，然后切斷電源停機，用制動棒將轉子短路且堵??；

(3)接通電源調(diào)節(jié)調(diào)壓器，當所施定子電壓調(diào)到所需數(shù)值(一般情況下額定電壓為380V時為100V，額定電壓為660V時為170V)，電流穩(wěn)定時，立即同時讀取三相電壓、三相電流和堵轉輸入功率。然后迅速切斷電源，作好記錄；

(4)電機堵轉時，轉子也可不用堵住，快速施加規(guī)定電壓試驗，讀取數(shù)據(jù)時電機轉速不能高于同步轉速的60%，如堵轉數(shù)據(jù)存在異議時，以轉子堵住試驗數(shù)據(jù)為準。

3.5 空載試驗

3.5.1 目的

測定空載電流及空載損耗，判別空載電流及空載損耗是否合格，通過電流和損耗值考核鐵心質(zhì)量是否合格。

3.5.2 測量方法

空載試驗時，在電動機出線端加額定頻率的三相電壓，電機根據(jù)設備容量采用不同電壓下降壓方式啟動，電動機空載運轉一段時間，使電動機的機械耗達到穩(wěn)定狀態(tài)之后(通常運行30min左右)，測量額定電壓時的空載電流及空載損耗并做好記錄。H280以下電動機空載運轉時間可適當縮短。

3.6 振動的測定

3.6.1 目的

考核電機的運轉是否平穩(wěn)，轉子動平衡的質(zhì)量，軸承及零部件加工、裝配質(zhì)量和結構設計是否合格。

3.6.2 電機的安裝要求

(1)在測定電機振動時應采用剛性安裝。檢查試驗時電機可直接放置在鐵地或鋼性支架上。批量檢查試驗電動機自由放置在鐵地或立式工裝上即為剛性安裝方式。

(2)為保證電機的平衡，對軸伸開有鍵槽的電動機，應配上半鍵套后測量。4極及以上電機可不配半鍵套試驗，但振動結果有爭議時，以帶半鍵套測試數(shù)據(jù)為準。

(3)如振動數(shù)據(jù)有爭議時，電機以四個底腳(立式法蘭盤壓緊點不少于3點)同時壓緊測試數(shù)據(jù)為準。壓緊力可感觀判定或扭矩扳手為準。

3.6.3 測定時電機運行狀態(tài)

測量時開啟電氣控制裝置，保證電機供電頻率和電壓為額定值，測量時電動機應在空載穩(wěn)定運行狀態(tài)下進行測量。

3.6.4 振動測量點

測量電機振動時，測量點數(shù)為6點。在電機兩端按軸向、垂直方向和水平徑向各配置1點，其中測點垂直徑向和水平徑向的測量方向延長線盡可能通過軸承支撐點的中心。如電機上有冷卻用的風機，要按照標準JB/T 8689方法測量風機的振動。

3.7 噪聲的測定

3.7.1 目的

檢查電動機的結構設計是否合理及裝配質(zhì)量是否合格。

3.7.2 電機的安裝要求參照3.6.2。

3.7.3 測定時電機運行狀態(tài)參照3.6.3。

3.7.4 測點配置

(1)電動機軸中心高為90mm及以下，采用半球測試面，測試半徑0.4m，測點為4點，在電機的前后左右四個相互垂直的方向上配置，測點高度0.25m；

(2)電動機軸中心高為225mm及以下且電動機長度小于1m，仍采用半球測試面，測試半徑1m，測點為5點，在電機的前后左右四個相互垂直的方向上及電動機中心上方配置，四周測點高度0.25m，上方測點高度為距反射地面1m；

(3)電動機軸中心高大于225mm或電動機長度大于1m，采用平行六面體測試面，測點距電動機外表面垂直距離為1m，測點為5點，在電機的前后左右四個相互垂直的方向上及電動機中心上方配置，四周測點高度等于軸中心高，上方測點高度為距電動機表面1m；

(4)如相鄰兩測點聲壓級之差大于5dB(A)，則需在兩測點間增加測試點,直至差值小于5dB(A)為止。

3.8 旋轉方向檢查

3.8.1 目的

檢查電機內(nèi)部接線及旋轉方向是否符合特征要求。

3.8.2 檢查方法

電機旋轉方向檢查一般在堵轉試驗前進行。檢查時對電機短時給電，待軸轉動后于軸伸端檢查軸的旋轉方向是否符合特征要求。電機沒有特殊說明為正轉(軸伸端視之為順時針)。對特征要求為雙旋向的電機應改變接線相序后進行第二次檢查。

3.9 其他試驗或檢驗項目

其他試驗或檢驗項目在有要求時進行。

3.9.1 軸承絕緣電阻的測定

軸承絕緣電阻選用不大于1000V的兆歐表測量。測量方法和考核標準按提出此項檢驗要求方提供的方法和標準執(zhí)行。

3.9.2 埋置式檢溫計絕緣電阻的測定

考核標準：常溫絕緣電阻應不小于100MΩ；上限溫度絕緣電阻應不小于10MΩ。

試驗方法：試驗環(huán)境溫度15℃～35℃，環(huán)境相對濕度不大于80%，選用500V絕緣電阻表。測量時應將各個接線端子相互短接，并接至絕緣電阻表的一個接線柱上，絕緣電阻表的另一個接線柱的導線夾緊于包緊熱電阻的金屬箔，然后進行測量。測量上限絕緣電阻之前，應讓檢溫計在試驗溫度至少停留30min。測量溫度值為180℃±2℃，選用500V絕緣電阻表測量。

3.9.3 加熱器絕緣電阻的測定

考核標準：由提出此項檢驗要求方提供。

試驗方法：絕緣電阻表接在電加熱器任一引出棒與外殼之間，選用500V絕緣電阻表測量。測量狀態(tài)分為冷態(tài)絕緣電阻測量和熱態(tài)絕緣電阻測量。

冷態(tài)絕緣電阻測量方法：測量之前，應將被測電加熱器放在測量室內(nèi)不少于24h，在測量前1h內(nèi)，室溫的變化不超過3℃。

熱態(tài)絕緣電阻測量方法：試驗應在電加熱器處于正常工作條件下，達到工作溫度時進行。在正常工作條件下，使電加熱器達到工作溫度并保持10min后斷電，在斷電后1min內(nèi)完成測量。在測量過程中不得對被測對象冷卻降溫。

3.10 軸承運行狀態(tài)監(jiān)測

監(jiān)測項目：軸承運行異響、軸承溫度。

考核標準：整機裝配后，軸承在空載運轉過程中沒有連續(xù)的異常響聲；軸承溫度監(jiān)測結果折算到環(huán)境溫度40℃時軸承溫度不超過70℃。判定軸承異響后，允許注油一次后再次運行30min，期間軸承異響消失的，可判定為合格；反之則判定為不合格。

4 試驗數(shù)據(jù)處理

4.1 繞組在初始(冷)狀態(tài)下直流電阻的測定

如各端電阻的電阻值與三相端電阻平均值之差，對星形接法繞組不大于平均值的2%，對三角形接法的繞組，不大于平均值的1.5%，可判定定子繞組三相電阻值合格。

4.2 堵轉試驗

(1)堵轉試驗標準值的確定

(2)試驗結果判定

測得的堵轉電流應小于Ikmax、大于Ikmin，堵轉功率應大于Pk′，可判定為合格。

4.3 空載試驗

(1)空載試驗標準值的確定

I0′=I0+I1(cosΦtgΦ′-sinΦ)

式中，I0—型式試驗空載電流；I1—型式試驗額定電流；cosΦ—型式試驗功率因數(shù)；sinΦ—型式試驗無功功率因數(shù)；tgΦ′—依據(jù)技術條件(建議取型式試驗)功率因數(shù)允許值計算的正切值。即

式中，P0—型式試驗時空載損耗；η—型式試驗時效率；η′、cosΦ′—技術條件(建議取型式試驗)的效率及功率因數(shù)最低值(減容差)；Pcu1、Pcu2—型式試驗定、轉子銅耗；R1—型式試驗折算到工作溫度時的線電阻；R1′—由于工藝原材料波動性引起電阻變化后定子繞組工作溫度時的線電阻；S—型式試驗轉差率；S′—技術條件(建議取型式試驗S值的1.02%～1.08%)轉差率允許值。

(2)試驗結果判定

當三相電源平衡時，電動機的三相電流中任何一相與三相平均值的偏差應不大于三相平均值的10%，且三相電流平均值小于I0′，測得的空載損耗應小于P0′，可判定為合格。

4.4 振動的測定

測定結果以各測點讀數(shù)的最大值作為被測電機的實測值，以不超過電機技術條件要求的振動值為合格。

4.5 噪聲的測定

4.5.1 平均聲壓級的計算，在所有測點中任何相鄰測點的聲壓級之差小于5dB(A)時

式中，Lp—算術平均值。若在任意兩點之間增加測量點以滿足相鄰兩點差值小于5dB時，該公式右端則自動更改為∑Lpn/n。

A計權聲功率級按下式計算

式中，LW—A計權聲功率級，dB(A)； LP—A計權平均聲壓級，dB(A)；S—測量面面積，m2，S=2πr2；S0—基準面積，S0=1m2；r—測量半徑。

4.5.2 測試結果判定

求得的電機噪聲功率級符合技術條件中的要求值，可判定合格。

5 結語

本文通過公式等方法計算出了電動機在檢查試驗時，空載與堵轉的電流和損耗等的限值范圍，如測得的試驗數(shù)據(jù)在該限值范圍之內(nèi)，即保證了電動機性能符合技術要求的規(guī)定。文中重點介紹了關于三相異步電動機成品常規(guī)出廠試驗的有關檢驗方法及出廠限值的判定，文中有些公式為經(jīng)驗公式，供相關技術人員參考。上述這些試驗方法和判定標準，相信會對企業(yè)在電動機出廠性能檢驗上提供一定的幫助。

[1]GB/T1032—2012三相異步電動機試驗方法.

[2]GB755—2008旋轉電機 定額和性能.

[3]GB/T10069.1—2006旋轉電機噪聲測定方法及限值 第1部分：旋轉電機噪聲測定方法.

[4] 才家剛.電機試驗手冊.北京：中國電力出版社，2011.

Delivery Test of Three-Phase Induction Motor

LiJigui

(Jiamusi Explosion-Proof Electric Machine Institute, Jiamusi 154005, China)

This paper introduces the items, methods and limit values of delivery test of three-phase induction motor, including insulation resistance measurement, d.c. windings resistance measurement, high voltage test, locked-rotor test, no-load test, vibration test, noise test and rotating direction inspection. The treatments of various test data are interpreted in detail. It has provided reliable basis for delivery inspection of the motor.

Electric motor；inspection；standard；test；determination

10.3969/J.ISSN.1008-7281.2017.02.10

TM306

B

1008-7281(2017)02-0030-005

李吉貴 男 1978年生；畢業(yè)于佳木斯大學電氣自動化專業(yè)，現(xiàn)從事防爆電氣審查工作.

2016-07-18