第六章直流和脉流牵引电动机的试验 为了使机车具有优良的牵引性能,保证牵引电动机的质量是非常关键的环 节,因此,在牵引电动机制造和检修过程中,每一工序之后都要进行检査性的测 量和试验。电机组装就绪准备送出成品时,还要将电机置于专用试验设备上,按 照国家对该类型电机的技术要求进行严格的试验,以评定该电机的装配质量及其 技术性能。 本章介绍牵引电动机的试验项目,分析直流牵引电动机的试验线路,讨论直 流牵引电动机的试验方法,并简要介绍脉流牵引电动机的试验线路 第一节直流牵引电动机的试验项目 铁道部部颁标准“机车电机试验方法一一直流电机”(TB1704-2001)中规定, 牵引电动机的试验分为例行试验、型式试验和研究性试验3种。 、例行试验 例行试验也称为出厂试验,这是每一台电机出厂时都必须进行的试验,其目 的是确定该电机制造、修理和装配的质量,检验其工作特性、部件温升、换向性 能及绝缘性能等是否符合技术要求 例行试验项目的一般试验程序为 (1)电机外观检查及其外形尺寸和安装尺寸的检查 (2)绕组在实际冷态下直流电阻的测定 (3)小时定额下的温升试验 (4)速率特性曲线绘制 (5)超速试验; (6)电枢绕组匝间绝缘介电强度试验; (7)换向器跳动量检查 (8)换向试验; (9)绕组对机座及绕组相互间绝缘电阻的测定; (10)绕组对机座及绕组相互间绝缘介电强度试验 (11)其他在供需双方协议书中规定的例行试验项目。 每台牵引电动机的例行试验结果,必须按规定格式认真填写试验记录
第六章 直流和脉流牵引电动机的试验 为了使机车具有优良的牵引性能，保证牵引电动机的质量是非常关键的环 节，因此，在牵引电动机制造和检修过程中，每一工序之后都要进行检查性的测 量和试验。电机组装就绪准备送出成品时，还要将电机置于专用试验设备上，按 照国家对该类型电机的技术要求进行严格的试验，以评定该电机的装配质量及其 技术性能。 本章介绍牵引电动机的试验项目，分析直流牵引电动机的试验线路，讨论直 流牵引电动机的试验方法，并简要介绍脉流牵引电动机的试验线路。 第一节 直流牵引电动机的试验项目 铁道部部颁标准“机车电机试验方法——直流电机”（TB1704-2001）中规定， 牵引电动机的试验分为例行试验、型式试验和研究性试验 3 种。 一、例行试验 例行试验也称为出厂试验，这是每一台电机出厂时都必须进行的试验，其目 的是确定该电机制造、修理和装配的质量，检验其工作特性、部件温升、换向性 能及绝缘性能等是否符合技术要求。 例行试验项目的一般试验程序为： （1）电机外观检查及其外形尺寸和安装尺寸的检查； （2）绕组在实际冷态下直流电阻的测定； （3）小时定额下的温升试验； （4）速率特性曲线绘制； （5）超速试验； （6）电枢绕组匝间绝缘介电强度试验； （7）换向器跳动量检查； （8）换向试验； （9）绕组对机座及绕组相互间绝缘电阻的测定； （10）绕组对机座及绕组相互间绝缘介电强度试验； （11）其他在供需双方协议书中规定的例行试验项目。 每台牵引电动机的例行试验结果，必须按规定格式认真填写试验记录
二、型式试验 型式试验又称为鉴定试验,按照技术标准规定,牵引电动机凡遇下列情况之 均应进行型式试验 (1)新产品试制完成时 (2)电机设计或工艺上的变更足以引起某些特性或参数发生变化时,则应 进行有关的型式试验; (3)当检査试验结果与以前进行的型式试验结果发生不允许的偏差时也应 进行型式试验。 总之,型式试验的目的是对该类型电机作较详细深入的研究,以鉴定试验的 结果与设计数据是否相符,从而对改进该项电机的结构参数、工艺等提供试验数 据,每次型式试验的电机不得少于两台,而且当电机大量生产时,每隔半年或定 期进行抽试。 (1)型式试验的内容除了检查试验中所有试验之外,还包括以下项目: (2)换向器室内空气静压力头与通风空气量关系的测定(仅适应于强迫通 风的电机); (3)确定用以进行温升例行试验的小时定额电流; (4)连续或断续定额下的温升试验; (5)牵引电动机发热及冷却曲线簇的绘制; (6)特性曲线绘制 (7)最佳换向区的测定 (8)起动试验; (9)断开和接上电源试验(仅适应于直接或间接接触网供电的直流和脉流 电动机); (10)湿热试验(允许按部件检查); (11)耐振强度试验(允许按部件检查); (12)重量测定(仅适应新产品试制完成时)。 研究性试验是为了获得补充资料而作的有选择的特殊试验,试验项目和方法 在供需双方协议书中有明确规定 以上列出了牵引电动机例行试验和型式试验的项目。需要特别指出的是,必
二、型式试验 型式试验又称为鉴定试验，按照技术标准规定，牵引电动机凡遇下列情况之 一均应进行型式试验。 （1）新产品试制完成时； （2）电机设计或工艺上的变更足以引起某些特性或参数发生变化时，则应 进行有关的型式试验； （3）当检查试验结果与以前进行的型式试验结果发生不允许的偏差时也应 进行型式试验。 总之，型式试验的目的是对该类型电机作较详细深入的研究，以鉴定试验的 结果与设计数据是否相符，从而对改进该项电机的结构参数、工艺等提供试验数 据，每次型式试验的电机不得少于两台，而且当电机大量生产时，每隔半年或定 期进行抽试。 （1）型式试验的内容除了检查试验中所有试验之外，还包括以下项目： （2）换向器室内空气静压力头与通风空气量关系的测定（仅适应于强迫通 风的电机）； （3）确定用以进行温升例行试验的小时定额电流； （4）连续或断续定额下的温升试验； （5）牵引电动机发热及冷却曲线簇的绘制； （6）特性曲线绘制； （7）最佳换向区的测定； （8）起动试验； （9）断开和接上电源试验（仅适应于直接或间接接触网供电的直流和脉流 电动机）； （10）湿热试验（允许按部件检查）； （11）耐振强度试验（允许按部件检查）； （12）重量测定（仅适应新产品试制完成时）。 研究性试验是为了获得补充资料而作的有选择的特殊试验，试验项目和方法 在供需双方协议书中有明确规定。 以上列出了牵引电动机例行试验和型式试验的项目。需要特别指出的是，必
须遵守上述规定程序依次逐项进行,这是因为电机的工作特性、换向性能及绝缘 性能都与温度有关,因此,试验前的准备工作完成后,必须先做做温升试验,再 做电机在热状态下的其他试验项目。另外,用于铁路干线的电力机车、内燃机车 及动车上的直流和脉流牵引电动机的电压主和电流中都具有高次谐波分量,因此 某些项目的试验条件则有所不同,例如:脉流牵引电动机型式试验中的速率特性 测定、换向试验等既要在直流工况下进行,又要在脉流工况下进行;其温升试验 和效率特性的测定必须在具有实际脉动频率和电流脉动系数的脉动电流下进行 第二节直流牵引电动机的试验线路 直流牵引电动机的负载试验线路可以分为:直接负载试验线路和反馈负载试 验线路两类。对于容量较小的直流牵引电动机,可采用图6-1所示的直接负载试 验线路,此时,被试电动机M拖动发电机G作为它的负载,通过调节发电机励 磁电流或负载电阻R来调节被试电动机M的负载。这种直接负载试验线路的优 点是在调节或计量试验参数时都非常方便,而且其线路与电动机实际运行状态相 符。缺点是试验时需要消耗大量电能和增加大容量电源设备的投资。显然,对于 大容量的直流牵引电动机来说,采用直接负载试验线路是很不经济的。 U MHH 负载 HI Ho C 图6-1直接负载试验线路 目前,大容量直流牵引电动机的试验已广泛采用反馈负载试验线路,其基本 原理是:把两台同型号的直流牵引电动机在电和机械方面都耦合起来,使其中 台被试电动机运行,而另一台电机作发电机运行,此时电动机发出的机械能拖动 发电机运转,使发电机作为它的机械负载;而发电机发出的电能又回送给电动机 使用,使电动机成为它的电负载。因此,这两台同型号的电机互为能源,互为负 载,在试验时所消耗的电能仅为两个电动机本身损耗之和。显然,反馈负载试验
须遵守上述规定程序依次逐项进行，这是因为电机的工作特性、换向性能及绝缘 性能都与温度有关，因此，试验前的准备工作完成后，必须先做做温升试验，再 做电机在热状态下的其他试验项目。另外，用于铁路干线的电力机车、内燃机车 及动车上的直流和脉流牵引电动机的电压主和电流中都具有高次谐波分量，因此 某些项目的试验条件则有所不同，例如：脉流牵引电动机型式试验中的速率特性 测定、换向试验等既要在直流工况下进行，又要在脉流工况下进行；其温升试验 和效率特性的测定必须在具有实际脉动频率和电流脉动系数的脉动电流下进行 等。 第二节 直流牵引电动机的试验线路 直流牵引电动机的负载试验线路可以分为：直接负载试验线路和反馈负载试 验线路两类。对于容量较小的直流牵引电动机，可采用图 6-1 所示的直接负载试 验线路，此时，被试电动机 M 拖动发电机 G 作为它的负载，通过调节发电机励 磁电流或负载电阻 R 来调节被试电动机 M 的负载。这种直接负载试验线路的优 点是在调节或计量试验参数时都非常方便，而且其线路与电动机实际运行状态相 符。缺点是试验时需要消耗大量电能和增加大容量电源设备的投资。显然，对于 大容量的直流牵引电动机来说，采用直接负载试验线路是很不经济的。 图 6-1 直接负载试验线路 目前，大容量直流牵引电动机的试验已广泛采用反馈负载试验线路，其基本 原理是：把两台同型号的直流牵引电动机在电和机械方面都耦合起来，使其中一 台被试电动机运行，而另一台电机作发电机运行，此时电动机发出的机械能拖动 发电机运转，使发电机作为它的机械负载；而发电机发出的电能又回送给电动机 使用，使电动机成为它的电负载。因此，这两台同型号的电机互为能源，互为负 载，在试验时所消耗的电能仅为两个电动机本身损耗之和。显然，反馈负载试验
比直接负载试验经济得多,而且被试电动机容量不受限制。 反馈负载试验线路有多种形式,目前应用最为广泛的是带有升压机的反馈试 验线路,但在设备不足或条件限制的情况下,也可采用其他形式的反馈试验线路 带升压机的反馈试验线路 带有升压机的反馈负载试验线路原理如图6-2所示。图中M、G为同型号 牵引电动机,M为被试电动机,G为陪试发电机,这两台电机的同名端借助联轴 器机械耦合,电方面按图6-2连接。其中,电机M与G的主极串励绕组CM与 CG反向连接后串联在被试机M的电枢电路中;升压机S串联在陪试机G的电枢 电路中。升压机S和线路发电机H均为他励直流发电机,分别由三相异步电动 机驱动,它们的励磁绕组Ts和TH均由单独的励磁可调电源供电。 后 CI 图6-2带升压机的反馈负载试验线路 反馈试验时,应先起动升压机S,闭合开关S2,调节S的励磁电流,升压机 S产生的感应电势Es向电机M与G的闭合回路中输送电流IB。此时,由于流过 电机M与G的电枢电流大小相等,而且两台电机的磁通也大小相等,故对M一 G机组而言,两台电机产生的电磁转矩大小相等,方向相反,故MG机组处于 静止状态,为机组的起动作好准备 然后起动线路发电机H,闭合开关S1,并调节其励磁电流,使H的输出电 压UH逐步达到被试机M的额定电压,则线路电源UH向电机M和G两条支路 分别输入空载电流IoM和IoG。此时,在电机M支路中的总电流 IM=IB+IOM 而在电机G支路中的总电流为: IG=IM-I 被试机M支路电流IM的增加,使电磁转矩増大;陪试机G支路电流减小
比直接负载试验经济得多，而且被试电动机容量不受限制。 反馈负载试验线路有多种形式，目前应用最为广泛的是带有升压机的反馈试 验线路，但在设备不足或条件限制的情况下，也可采用其他形式的反馈试验线路。 一、带升压机的反馈试验线路 带有升压机的反馈负载试验线路原理如图 6-2 所示。图中 M、G 为同型号 牵引电动机，M 为被试电动机，G 为陪试发电机，这两台电机的同名端借助联轴 器机械耦合，电方面按图 6-2 连接。其中，电机 M 与 G 的主极串励绕组 CM 与 CG 反向连接后串联在被试机 M 的电枢电路中；升压机 S 串联在陪试机 G 的电枢 电路中。升压机 S 和线路发电机 H 均为他励直流发电机，分别由三相异步电动 机驱动，它们的励磁绕组 TS 和 TH 均由单独的励磁可调电源供电。 图 6-2 带升压机的反馈负载试验线路 反馈试验时，应先起动升压机 S，闭合开关 S2，调节 S 的励磁电流，升压机 S 产生的感应电势 ES 向电机 M 与 G 的闭合回路中输送电流 IB。此时，由于流过 电机 M 与 G 的电枢电流大小相等，而且两台电机的磁通也大小相等，故对 M— G 机组而言，两台电机产生的电磁转矩大小相等，方向相反，故 M—G 机组处于 静止状态，为机组的起动作好准备。 然后起动线路发电机 H，闭合开关 S1，并调节其励磁电流，使 H 的输出电 压 UH 逐步达到被试机 M 的额定电压，则线路电源 UH 向电机 M 和 G 两条支路 分别输入空载电流 IOM 和 IOG。此时，在电机 M 支路中的总电流为： IM=IB+IOM 而在电机 G 支路中的总电流为： IG=IM-IOG 被试机 M 支路电流 IM 的增加，使电磁转矩增大；陪试机 G 支路电流减小
电磁转矩减小,当被试机电磁转矩超过陪试机电磁转矩与两台电机空载转矩之和 时,机组开始按规定方向起动。在机组起动的同时,应及时调节升压机S的励磁 电流,并使起产生的感应电势Es与陪试机EG同向,且Es+EG)UH。按照图6-2 中所示的电流方向及电势极性,IG的方向与FG的方向相同,则陪试机G作发电 机运行;而IM的方向与EM方向相反,被试机M作电动机运行。被试电动机M 的负载电流IM主要取决于陪试机G的负载电流IG,IG的大小为: L=(Es+Ec Ros +r 式中Ras-一升压机S的电枢绕组和换向绕组的电阻; RaG-—陪试机G的电枢、换向极及补偿绕组电阻。 由此可见,升压机S在反馈试验线路中的作用是使陪试机G作发电机运行, 同时也可用来调节被试机M的负载电流。因此,在试验过程中,过份降低升压 机的励增电流是不允许的,因为升压机励磁电流过低时,可能使Es+EF≤UH,这 时电机M与G均为处于空载状态下的串励电动机,机组有飞速的危险。为此, 试验中应特别注意以下几点: (1)机组起动时,应严格按规定顺序操作,即先起动升压机,合上开关S2; 后起线路发电机,合上开关S1;试验完成后,应先断开开关S1,后断开开关S2 (2)机组起动的同时,应及时调节升压机励磁电流,使之不能太小,以保 证被试电动机M有一定的负载。 (3)对于串励直流牵引电动机,升压机应有一定的保护装置,以避免在升 压机失压时,造成机组飞速 采用此线路进行反馈试验时,被试电机的各种损耗可以直接由升压机和线路 发电机的输出功率来分别确定,因此能很方便地确定被试电机的效率 电机M与G的铁耗及机械损耗由线路发电机供给。因为当断开线路电源UH, 仅由升压机的S供电时,机组是无法起动的;只有同时接通线路电源UH后,才 能使机组转动起来。因此,两台电机在转动后才产生的铁耗及机械损耗必须由线 路电源供给,为此被试电机M的铁耗及机械损耗可确定为线路发电机输出功率 PH的一半 电机M与G的铜耗则由升压发电机供给。因为试验线路只有线路电源供电
电磁转矩减小，当被试机电磁转矩超过陪试机电磁转矩与两台电机空载转矩之和 时，机组开始按规定方向起动。在机组起动的同时，应及时调节升压机 S 的励磁 电流，并使起产生的感应电势 ES 与陪试机 EG 同向，且 ES+EG〉UH。按照图 6-2 中所示的电流方向及电势极性，IG 的方向与 EG 的方向相同，则陪试机 G 作发电 机运行；而 IM 的方向与 EM 方向相反，被试机 M 作电动机运行。被试电动机 M 的负载电流 IM 主要取决于陪试机 G 的负载电流 IG，IG的大小为： aS aG S G H G R R E E U I + + − = ( ) （6-1） 式中 RaS——升压机 S 的电枢绕组和换向绕组的电阻； RaG——陪试机 G 的电枢、换向极及补偿绕组电阻。 由此可见，升压机 S 在反馈试验线路中的作用是使陪试机 G 作发电机运行， 同时也可用来调节被试机 M 的负载电流。因此，在试验过程中，过份降低升压 机的励增电流是不允许的，因为升压机励磁电流过低时，可能使 ES+EF≤UH，这 时电机 M 与 G 均为处于空载状态下的串励电动机，机组有飞速的危险。 为此， 试验中应特别注意以下几点： （1）机组起动时，应严格按规定顺序操作，即先起动升压机，合上开关 S2； 后起线路发电机，合上开关 S1；试验完成后，应先断开开关 S1，后断开开关 S2。 （2）机组起动的同时，应及时调节升压机励磁电流，使之不能太小，以保 证被试电动机 M 有一定的负载。 （3）对于串励直流牵引电动机，升压机应有一定的保护装置，以避免在升 压机失压时，造成机组飞速。 采用此线路进行反馈试验时，被试电机的各种损耗可以直接由升压机和线路 发电机的输出功率来分别确定，因此能很方便地确定被试电机的效率。 电机 M 与G 的铁耗及机械损耗由线路发电机供给。因为当断开线路电源 UH， 仅由升压机的 S 供电时，机组是无法起动的；只有同时接通线路电源 UH 后，才 能使机组转动起来。因此，两台电机在转动后才产生的铁耗及机械损耗必须由线 路电源供给，为此被试电机 M 的铁耗及机械损耗可确定为线路发电机输出功率 PH 的一半。 电机 M 与 G 的铜耗则由升压发电机供给。因为试验线路只有线路电源供电
时,电机M、G都处于空载状态(注:试验中绝不允许),只有铁耗和机械损耗, 当升压电源同时供电时,M、G才有一定的负载。因此,两台电机在负载后产生 的铜耗由升压电源供给,为此被试电机M的铜耗可确定为升压发电机输出功率 Ps的一半。 总上所述,带有升压机的反馈试验线路具有以下优点 (1)被试电动机的工况调节非常简单。改变升压机的励磁电流,就能平滑 地调节被试机的负载电流;改变线路发电机的励磁电流,就能调节被试机的端电 压。 (2)试验所消耗的能量仅为直接负载试验所消耗能量的20%左右。 (3)被试电动机的各种损耗可直接由升压机和线路发电机的输出功率来确 定 (4)在试验线路中装上转换开关,可使被试机和陪试机互换,两台同型号 电机都能在电动机状态下试验,不必在试验台上移动,方便操作。 这种反馈试验线路的缺点是,需要大容量的直流发电机组,如果加上其他辅 助电机及励磁机组、控制电源等,所需要旋转机组的数量将更庞大,这些数量众 多的交、直流旋转电机不仅给设备投资、试验耗电量以及维修等增加了费用,而 且整个实验台都将被噪音所充斥,这不但不利于试验,而且污染环境,损害劳动 着。基于上述原因,近来一些厂、段已采用了由晶闸管供电装置代替一些直流发 电机的反馈试验线路。 用晶闸管供电装置的反馈试验线路 比较 电压 四圆 电流反馈 U HD 给定 P鬥调节器 触发器 CF SCR, 图6-3采用晶闸管供电装置的反馈线路 图6-3所示为采用晶闸管供电系统的反馈线路方框图,在这一系统中,晶闸
时，电机 M、G 都处于空载状态（注：试验中绝不允许），只有铁耗和机械损耗， 当升压电源同时供电时，M、G 才有一定的负载。因此，两台电机在负载后产生 的铜耗由升压电源供给，为此被试电机 M 的铜耗可确定为升压发电机输出功率 PS 的一半。 总上所述，带有升压机的反馈试验线路具有以下优点： （1）被试电动机的工况调节非常简单。改变升压机的励磁电流，就能平滑 地调节被试机的负载电流；改变线路发电机的励磁电流，就能调节被试机的端电 压。 （2）试验所消耗的能量仅为直接负载试验所消耗能量的 20%左右。 （3）被试电动机的各种损耗可直接由升压机和线路发电机的输出功率来确 定。 （4）在试验线路中装上转换开关，可使被试机和陪试机互换，两台同型号 电机都能在电动机状态下试验，不必在试验台上移动，方便操作。 这种反馈试验线路的缺点是，需要大容量的直流发电机组，如果加上其他辅 助电机及励磁机组、控制电源等，所需要旋转机组的数量将更庞大，这些数量众 多的交、直流旋转电机不仅给设备投资、试验耗电量以及维修等增加了费用，而 且整个实验台都将被噪音所充斥，这不但不利于试验，而且污染环境，损害劳动 着。基于上述原因，近来一些厂、段已采用了由晶闸管供电装置代替一些直流发 电机的反馈试验线路。 二、采用晶闸管供电装置的反馈试验线路 图 6-3 采用晶闸管供电装置的反馈线路 图 6-3 所示为采用晶闸管供电系统的反馈线路方框图，在这一系统中，晶闸
管供电装置取代线路发电机和升压机,图中SCR1作为线路电源U1,SCR2则作 为升压电源。 在这个系统中,线路机组SCR1采用了电压负反馈以使电机在试验时保持某 一恒定的电机端电压,为了防止电机直接起动时过大的冲击电流,在系统中引入 了电流截止负反馈,因此SCR1供电装置是一个闭环自动调节系统;对于升压机 组SCR装置则只要求改变起端电压以调节负载,无其他特殊要求,为使线路简 化,采用开环控制。 采用晶闸管供电装置的反馈试验线路优点很多,但起过载能力差,即使是瞬 时过电压或过电流,都是可能损坏元件,因此必须采用硒堆和阻容吸收装置进行 过电压保护,采用快速熔断器及自动开关作短路保护等,这些都增加了试验线路 的复杂性 三、陪试机他励的反馈试验线路 ∈图 H 图6-4陪试机他励的反馈试验线路 由于条件的限制而难以得到直流高压线路电源时,可采用陪试机他励的试验 方法,其试验线路如图6-4所示。图中:M、G为同型号的两台直流牵引电动机, M为被试电动机,陪试发电机G的主极绕组CG改接成他励,有单独的励磁机 LG供电,主回路中只串联了一个升压机S。试验时只要调节升压机S和励磁机 LG的电压,就可以广泛地调节被试电动机的负载。但是,他励法试验线路如不 采取适当措施,电机试验中的调节将十分困难,试验中单独调节升压电源电压或 励磁机电压,都会引起被试电动机电压和电流的变化,给电机工作点(电压、电 流、转速)的确造成困难。为了改善对被试电动机的调节,该线路中的升压电源 必须是具有电压(速度)、电流双闭环调节系统的晶闸管整流电源,以确保在调 节升压机电势Es时,使被试机电压改变,而负载电流不变;调节励磁机电势E
管供电装置取代线路发电机和升压机，图中 SCR1 作为线路电源 U1，SCR2 则作 为升压电源。 在这个系统中，线路机组 SCR1 采用了电压负反馈以使电机在试验时保持某 一恒定的电机端电压，为了防止电机直接起动时过大的冲击电流，在系统中引入 了电流截止负反馈，因此 SCR1 供电装置是一个闭环自动调节系统；对于升压机 组 SCR2 装置则只要求改变起端电压以调节负载，无其他特殊要求，为使线路简 化，采用开环控制。 采用晶闸管供电装置的反馈试验线路优点很多，但起过载能力差，即使是瞬 时过电压或过电流，都是可能损坏元件，因此必须采用硒堆和阻容吸收装置进行 过电压保护，采用快速熔断器及自动开关作短路保护等，这些都增加了试验线路 的复杂性。 三、陪试机他励的反馈试验线路 图 6-4 陪试机他励的反馈试验线路 由于条件的限制而难以得到直流高压线路电源时，可采用陪试机他励的试验 方法，其试验线路如图 6-4 所示。图中：M、G 为同型号的两台直流牵引电动机， M 为被试电动机，陪试发电机 G 的主极绕组 CG 改接成他励，有单独的励磁机 LG 供电，主回路中只串联了一个升压机 S。试验时只要调节升压机 S 和励磁机 LG 的电压，就可以广泛地调节被试电动机的负载。但是，他励法试验线路如不 采取适当措施，电机试验中的调节将十分困难，试验中单独调节升压电源电压或 励磁机电压，都会引起被试电动机电压和电流的变化，给电机工作点（电压、电 流、转速）的确造成困难。为了改善对被试电动机的调节，该线路中的升压电源 必须是具有电压（速度）、电流双闭环调节系统的晶闸管整流电源，以确保在调 节升压机电势 ES 时，使被试机电压改变，而负载电流不变；调节励磁机电势 EL
时,改变被试机负载电流,而电机电压基本保持稳定。 采用这种试验线路时,除了陪试机G的主极绕组铜耗由励磁机LG供给外 两台电机的其余铜耗及全部铁耗、机械损耗均由升压电源供给。由于这两台电机 的励磁电流不同,其铁耗与附加损耗也各不相等,因此在求取被试电机的效率时 将十分复杂和困难。但由于线路中省去了直流高压电源,使试验线路变得较为简 单,因此在不需要精确测定电机效率或仅作为一般性例行试验的情况下,采用这 种线路还是简单可行的。目前,在部分有牵引电动机检修能力,需要进行牵引电 动机负载试验的厂、段,他励法试验台已陆续投入使用。 第三节直流牵引电动机的试验方法(* 直流牵引电动机的试验是根据铁道部部颁标准“机车电机试验方法一一直流 电机”(TB1704-2001)以及各型牵引电动机试验大纲规定的方法进行。以下按直 流牵引电动机例行试验规定的程序,简要介绍其主要项目的试验方法和技术要 求 、试验前的准备 般性检查 一般性检查的目的是检查电机的装配质量,其主要内容包括:外观尺寸检查 各零件连接强度检査;磁极极性与磁极线圈电压降测量:刷架装置检査及换向器 工作表面状态检查等 2.绕组在实际冷态下绝缘电阻的测定 如果绕组表面温度与周围环境温度之差不大于4K时,即可认为电机处于冷 绕组绝缘电阻采用1000V兆欧表测量,测量时,兆欧表手柄应匀速转动( 般控制在90-150r/min),并在指针稳定后读数。测量结束,绕组应对地放电。各 绕组对机座及各绕组相互间的绝缘电阻应分别测量,测量结果应不低于按下式确 定的数值: R (MQ) (6-2) 1000+ PN 式中R一电机绕组的绝缘电阻;
时，改变被试机负载电流，而电机电压基本保持稳定。 采用这种试验线路时，除了陪试机 G 的主极绕组铜耗由励磁机 LG 供给外， 两台电机的其余铜耗及全部铁耗、机械损耗均由升压电源供给。由于这两台电机 的励磁电流不同，其铁耗与附加损耗也各不相等，因此在求取被试电机的效率时 将十分复杂和困难。但由于线路中省去了直流高压电源，使试验线路变得较为简 单，因此在不需要精确测定电机效率或仅作为一般性例行试验的情况下，采用这 种线路还是简单可行的。目前，在部分有牵引电动机检修能力，需要进行牵引电 动机负载试验的厂、段，他励法试验台已陆续投入使用。 第三节 直流牵引电动机的试验方法（*） 直流牵引电动机的试验是根据铁道部部颁标准“机车电机试验方法——直流 电机”（TB1704-2001）以及各型牵引电动机试验大纲规定的方法进行。以下按直 流牵引电动机例行试验规定的程序，简要介绍其主要项目的试验方法和技术要 求。 一、试验前的准备 1．一般性检查 一般性检查的目的是检查电机的装配质量，其主要内容包括：外观尺寸检查； 各零件连接强度检查；磁极极性与磁极线圈电压降测量；刷架装置检查及换向器 工作表面状态检查等。 2．绕组在实际冷态下绝缘电阻的测定 如果绕组表面温度与周围环境温度之差不大于 4K 时，即可认为电机处于冷 态。 绕组绝缘电阻采用 1000V 兆欧表测量，测量时，兆欧表手柄应匀速转动（一 般控制在 90-150r/min），并在指针稳定后读数。测量结束，绕组应对地放电。各 绕组对机座及各绕组相互间的绝缘电阻应分别测量，测量结果应不低于按下式确 定的数值： ＝ （ ） + M 100 P 1000 U R N N （6-2） 式中 R—电机绕组的绝缘电阻；
U一电机的额定电压(V); P一电机的额定功率(kW)。 3.绕组在实际冷态下直流电阻的测定 为了用电阻法测定电机在热态下各绕组的温升,在试验前应先测得绕组的冷 态直流电阻及周围冷却空气温度,以便在温升试验后算出电机各绕组的温升。 测量绕组直流电阻时,电枢应静止不动,用电压表、电流表法进行测量。用 电压表、电流表法测量组直流电阻时,应采用稳定的直流电源,被测绕组应与可 变电阻器及电流表串联在电路中,电压表要直接接在被测绕组的出线端上进行测 量,如图6-5所示。测量电流通常为被测绕组额定电流的10%以下,通电测量时, 电流表、电压表读数要同时尽快读出。改变电流值测量3次,取3次测量求得的 电阻平均值作为测量结果。若某次测量求得的电阻值与平均值之差大于±2%时, 则应重新测量。 图6-5用伏安法测量直流电阻 对于牵引电动机的主极绕组、换向极绕组和补偿绕组的电阻,采用电压表、 电流表法在被测绕组出线端进行测量。而测量电枢绕组电阻时,应将毫伏表通过 金属棒接到预先做有标志的两片换向片上进行测量。如果电刷不提起,毫伏表应 接在位于相邻两组电刷中心线下的换向片上。由于电枢绕组的直流电阻较小,为 了提高测量的准确度,电机制造厂在试验时,通常用双臂电桥来测量电枢绕组直 流电阻。 4.空转检查 在试验前电机通电空转的目的是为了初步检査电机各部件的装配质量及轴 承运转情况,通过空转可以研磨电刷,使电刷接触面更为理想。 空转检査时,电机应放置平稳,在低电压、空载、不强迫通风的条件下进速
UN—电机的额定电压（V）； PN—电机的额定功率（kW）。 3．绕组在实际冷态下直流电阻的测定 为了用电阻法测定电机在热态下各绕组的温升，在试验前应先测得绕组的冷 态直流电阻及周围冷却空气温度，以便在温升试验后算出电机各绕组的温升。 测量绕组直流电阻时，电枢应静止不动，用电压表、电流表法进行测量。用 电压表、电流表法测量组直流电阻时，应采用稳定的直流电源，被测绕组应与可 变电阻器及电流表串联在电路中，电压表要直接接在被测绕组的出线端上进行测 量，如图 6-5 所示。测量电流通常为被测绕组额定电流的 10%以下，通电测量时， 电流表、电压表读数要同时尽快读出。改变电流值测量 3 次，取 3 次测量求得的 电阻平均值作为测量结果。若某次测量求得的电阻值与平均值之差大于 2%时， 则应重新测量。 图 6-5 用伏安法测量直流电阻 对于牵引电动机的主极绕组、换向极绕组和补偿绕组的电阻，采用电压表、 电流表法在被测绕组出线端进行测量。而测量电枢绕组电阻时，应将毫伏表通过 金属棒接到预先做有标志的两片换向片上进行测量。如果电刷不提起，毫伏表应 接在位于相邻两组电刷中心线下的换向片上。由于电枢绕组的直流电阻较小，为 了提高测量的准确度，电机制造厂在试验时，通常用双臂电桥来测量电枢绕组直 流电阻。 4．空转检查 在试验前电机通电空转的目的是为了初步检查电机各部件的装配质量及轴 承运转情况，通过空转可以研磨电刷，使电刷接触面更为理想。 空转检查时，电机应放置平稳，在低电压、空载、不强迫通风的条件下进速
过程行。转速应逐渐上升,在升速过程中注意监视电机的状态,最终使电机在额 定转速或最大转速下运行30min。要求电机各部件(电枢、轴承、电刷、磁极、 机座)应无异常振动及噪音;轴承、换向器及电刷应无过热现象;电刷与换向器 的接触面积应不小于80%。对于需在两个转向运行的牵引电动机,在应正、反两 个转向各运行30min 5.电机的电刷中性线测定。 电刷安装位置正确与否将直接影响电机的换向质量,因而电机试验前要通过 试验使实际的电刷位置与理想的电刷位置之间的差异越小越好。 在电刷与换向器接触良好(电刷接触面积达80%以上)的状态下,测定电刷 中性线的方法有:感应法、正反转发电机法和正反转电动机法3种。用感应法测 定电刷的中性线位置时,电机不必转动,不仅测试方法简便,而且准确性也较高 是目前最常用的一种方法 用感应法测定电刷中性线的方法是:使被试电机的电枢静止不动,在相邻的 两组电刷上接上小量程的双向直流毫伏表(或微安表),主极绕组采用他励,通 以5%-10%的额定励磁电流,如图6-6所示。借助开关S,交替接通和断开励磁 回路时,如果电刷位置偏离电刷中性线,则毫伏表的指针将岀现摆动。调整刷架 位置,重新进行测量,直到开关接通或断开励磁回路时,毫伏表指针停止摆动或 摆动所显示的毫伏数最小(例如小于5mV),此时的电刷位置可以认为是在较理 想的电刷中性线上。为确定测定结果的准确性,可以稍微转动电枢,在不同位置 上作几次测量。 直流电流 M 图6-6感应法测定电刷中性线 6.机组的安装及测量仪器的选择 将经过上述检査和测试合格的两台牵引电动机吊入试验台位。通过联轴器耦
过程行。转速应逐渐上升，在升速过程中注意监视电机的状态，最终使电机在额 定转速或最大转速下运行 30min。要求电机各部件（电枢、轴承、电刷、磁极、 机座）应无异常振动及噪音；轴承、换向器及电刷应无过热现象；电刷与换向器 的接触面积应不小于 80%。对于需在两个转向运行的牵引电动机，在应正、反两 个转向各运行 30min。 5．电机的电刷中性线测定。 电刷安装位置正确与否将直接影响电机的换向质量，因而电机试验前要通过 试验使实际的电刷位置与理想的电刷位置之间的差异越小越好。 在电刷与换向器接触良好（电刷接触面积达 80%以上）的状态下，测定电刷 中性线的方法有：感应法、正反转发电机法和正反转电动机法 3 种。用感应法测 定电刷的中性线位置时，电机不必转动，不仅测试方法简便，而且准确性也较高， 是目前最常用的一种方法。 用感应法测定电刷中性线的方法是：使被试电机的电枢静止不动，在相邻的 两组电刷上接上小量程的双向直流毫伏表（或微安表），主极绕组采用他励，通 以 5%-10%的额定励磁电流，如图 6-6 所示。借助开关 S，交替接通和断开励磁 回路时，如果电刷位置偏离电刷中性线，则毫伏表的指针将出现摆动。调整刷架 位置，重新进行测量，直到开关接通或断开励磁回路时，毫伏表指针停止摆动或 摆动所显示的毫伏数最小（例如小于 5mV），此时的电刷位置可以认为是在较理 想的电刷中性线上。为确定测定结果的准确性，可以稍微转动电枢，在不同位置 上作几次测量。 图 6-6 感应法测定电刷中性线 6．机组的安装及测量仪器的选择 将经过上述检查和测试合格的两台牵引电动机吊入试验台位。通过联轴器耦
