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| 标准编号 | GB/T 25123.4-2015 (GB/T25123.4-2015) | | 中文名称 | 电力牵引 轨道机车车辆和公路车辆用旋转电机 第4部分:与电子变流器相连的永磁同步电机 | | 英文名称 | Electric traction -- Rotating electrical machines for rail and road vehicles -- Part 4: Permanent magnet synchronous electrical machines connected to an electronic converter | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | S35 | | 国际标准分类 | 29.280 | | 字数估计 | 39,356 | | 发布日期 | 2015-12-31 | | 实施日期 | 2016-07-01 | | 起草单位 | 株洲南车时代电气股份有限公司 | | 归口单位 | 全国牵引电气设备与系统标准化技术委员会(SAC/TC 278) | | 标准依据 | 国家标准公告2015年第43号 | | 提出机构 | 国家铁路局 | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 25123.4-2015: 电力牵引 轨道机车车辆和公路车辆用旋转电机 第4部分:与电子变流器相连的永磁同步电机
GB/T 25123.4-2015 英文名称: Electric traction -- Rotating electrical machines for rail and road vehicles -- Part 4: Permanent magnet synchronous electrical machines connected to an electronic converter
中华人民共和国国家标准
电力牵引
轨道机车车辆和公路车辆用旋转电机
第4部分:与电子变流器
相连的永磁同步电机
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
1 范围
GB/T 25123的本部分适用于与电子变流器相连的用于轨道机车车辆和公路车辆电力牵引的永磁
同步电机(电动机或发电机),包括以下四种电机:
a) 牵引电动机:用于驱动轨道机车车辆和公路车辆的电动机;
b) 主发电机:给机车车辆上的牵引电动机供电的发电机;
c) 辅助电动机:GB 755不涉及的驱动压缩机、风扇、辅助发电机或其他辅助机械的电动机;
d) 辅助发电机:GB 755不涉及的给空调、采暖、照明、蓄电池等辅助设备供电的发电机。
本部分为通过试验确定电机的性能并评定该电机对某一规定工作制的适应性以及与其他电机进行
比较提供依据。
注1:本部分亦适用于由动力车辆牵引的拖车上的电机。
注2:本部分的基本要求可适用于特种车辆(如工矿机车)用电机,但不包括电机的防爆要求或可能提出的其他特殊
要求。
注3:本部分不适用于小型地面车辆(如蓄电池供电的搬运车、在厂区内使用的货车)用电机和用于各种车辆上的微
型电机(如挡风玻璃刮水器用电动机等)。
注4:如能验证符合GB 755规定的工业用电动机在变流器供电下的运行满足应用要求,可采用该电动机。
本部分涉及的电动机的供电电源为电子变流器,涉及的发电机的输出与整流器或变流器相连。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
4 环境条件
除非用户另有规定,本部分设定的环境条件为:
---海拔不超过1400m;
---遮阴处的温度不超过40℃。
当电机需要在超过以上限值的条件下运行时,供需双方可进行协商,具体可见GB 755。
用户也应将电机可能承受的诸如尘埃、湿度、温度、雪、冲击和振动等特别严酷的环境条件通知制
造商。
5 特性
5.1 信息交流
电机设计者与变流器设计者应相互协作,充分交流技术信息,以确保“电机-变流器”机组满足本部
分的要求。
电机设计者应向变流器设计者提供充分的技术信息,以确保全面评估电机与变流器之间的相互
影响。
变流器设计者应向电机设计者提供在整个应用范围内的工作特性(包括在最高网压和最低网压
下),如变流器输出的线电压(包括重复峰值电压)、电流、基波频率、谐波和功率等。
电机设计者应向变流器设计者提供在电机整个工作范围内,永磁体温度为20℃时,感应电压与电
机转速的关系曲线。为计算永磁体在其他温度下的感应电压,电机设计者还应向变流器设计者提供感
应电压的温度系数值。
记录这些信息交流的文件应成为电机和变流器技术条件的一部分。
5.2 永磁电机运转时的特殊性
应考虑由于不能切断永磁同步电机的感应电压给电机带来的影响,如:
---电机旋转时内部绕组短路所产生的短路电流;
---电机旋转时在接线端子上所产生的开路电压。
同时还应考虑永磁电机存在的齿槽转矩。
5.3 基准温度
无论电机采用何种热分级的绝缘系统,它的所有特性,均按定子绕组基准温度为150℃、永磁体基
准温度为100℃绘制。这两个基准温度应在特性曲线上注明。
5.4 规定特性
电机技术条件通常应包括符合本部分有关条款规定的特性曲线。特性曲线应绘到每个变量设计的
运行极限值。特性曲线应在签订订单之前提交给用户,该特性对应的中间回路电压为标称电压,但供需
双方可另行协商。
5.5 典型特性
典型特性是根据型式检验(见8.1和8.3)的结果得出的特性。
除非事先协商一致,如电机的电磁设计与既有的电机(为同一用户或相同用途制造)的电磁设计相
同,可采用原有电机的典型特性曲线,仅需通过出厂检验来验证其特性的一致性。
5.6 效率特性
效率特性应考虑由于变流器产生的谐波引起的损耗。
5.7 牵引电动机特性
牵引电动机特性应为变流器供电条件下的变频特性,包括电动机在整个工作范围内电动机的线电
压、电流、感应电压、转矩和效率与电动机转速之间的函数关系,其中电压曲线应为电压基波分量的方均
根值与转速之间的函数关系,电流曲线应分别为电流基波分量的方均根值和全部电流分量的方均根值
与转速之间的函数关系。当电机用于制动工况时,也应绘制出类似的特性曲线,包括电动机的输入转矩
和输出电功率与转速之间的函数关系。
注:电动机设计者和变流器设计者之间需进行的信息交流见5.1。
在特性曲线中,可用轮周牵引力和机车车辆速度分别替代电动机的转矩和转速,但此时应标明传动
比、轮对直径和传动损耗。如果传动损耗采用约定值,则传动损耗的约定值应符合附录B的规定。
5.8 主发电机特性
主发电机的特性曲线为在规定转速下的电压、效率与负载电流之间的函数关系。
绘制的特性曲线应与牵引时发动机处于最高转速、额定转速、最低转速和这些速度中间速度时的发
电机输入功率相对应。当发动机具有数个预定的中间转速级时,应绘出与转速相对应的附加曲线,以充
分表示发电机的性能。
特性曲线也可用转速的函数代替。
当发电机用作启动电动机时,其特性曲线应符合5.7的规定。
5.9 辅助电动机特性
辅助电动机特性应为变流器供电条件下的变频特性,该特性包括电动机在整个工作范围内,在每个
工作频率下电动机的线电压、电流、转速和转矩与输出功率之间的函数关系。工作在连续可变频率下的
电动机,仅需绘制在最大和最小频率下的特性。电压曲线应为电压基波分量的方均根值与输出功率之
间的关系,电流曲线应分别为电流基波分量方均根值和全部电流分量的方均根值与输出功率之间的关
系。这些特性应考虑电源谐波产生的附加损耗,并应标出保证定额条件下的效率。
特性曲线也可用转速的函数代替。
注:电动机设计者和变流器设计者之间需进行的信息交流见5.1。
5.10 辅助发电机特性
辅助发电机的特性曲线应为额定转速下的输出电压、功率和效率与输出电流之间的函数关系。对
可调速的发电机,特性曲线应包括发电机在实际运行中的最低和最高转速下的特性,并注明各交流输出
功率的频率。
当发电机作为启动电机时,其特性曲线应符合5.9的规定。
6 标志
6.1 铭牌
本部分涉及的所有电机的铭牌至少应包含下列内容:
a) 制造商名;
b) 电机型号;
c) 标明为“永磁电机”的标识;
d) 电机序号;
e) 制造年份;
f) 表明总装地点的标识;
g) 额定功率;
h) 额定转速;
i) 重量。
在每台电机的定子和转子上应打印相应的序号。设计成单方向旋转的电机,应带有一个表示旋转
方向的箭头。
6.2 接线端和引线标志
除非另有协议,接线端和引线标志应符合GB 1971的规定。
7 检验规则
7.1 概述
检验分为以下三类:
---型式检验;
---出厂检验;
---研究性试验。
7.2 型式检验
7.2.1 概述
型式检验用于验证新型电机的定额、特性和性能。
在下列情况之一时,应选取一台电机进行型式检验:
a) 新产品试制完成;
b) 产品的结构、工艺或材料的变更影响到电机的某些特性或参数的变化,应部分或全部试验;
c) 出厂检验结果与以前的检验结果发生不允许的偏差;
d) 转厂生产或停产2年及以上重新生产;
e) 连续生产每满4年。
除非另有协议,被试电机应在首批制造的10台电机中选取。
供需双方也可协商确定具体的型式检验。
型式检验用的电机应已通过出厂检验(见第9章)。
制造商应在试验前向用户提供包含符合本部分的试验内容的试验大纲。在型式检验完成后,制造
商应将完整的检验报告提供给用户。
7.2.2 变流器供电下的型式检验
型式检验应采用在实际运行中使用的变流器供电,但也可采用与机车车辆用变流器的控制原理、电
源波形和谐波分量类同的电源供电。
注1:永磁同步电机的多个工作点仅在配套的变流器供电及控制条件下才稳定工作。
注2:带整流器的永磁发电机,可用类似的二极管电路桥代替变流器。
如果用户有要求,制造商应证明试验电源与实际运行时的电源是类同的,并说明它们之间的差异对
电机性能可能产生的影响。
除非另有协议,如果变流器的电气输出特性变化,则应重做型式检验。
7.3 出厂检验
出厂检验用于验证每台电机已正确组装,可承受相应的绝缘试验,并且在机械和电气方面处于良好
的工作状态。
每台电机应按第9章进行出厂检验,但在订货前,供需双方可协商采取替代试验方法,如对于在有
严格的质量保证措施情况下大批量生产的电机可采取以下两种方法中的一种:
---第一种:减少在所有电机上进行的出厂检验项目;
---第二种:从订货产品中随机抽出一定比例的电机进行全部检验项目。
但无论采用哪种方法,每台电机均应按9.4的要求进行绝缘试验。
7.4 研究性试验
研究性试验是为获得补充信息而进行的选择性试验。仅在用户向制造商订购该电机前,供需双方
协商一致后才进行研究性试验。除非协商一致,研究性试验结果不应影响电机的验收。
7.5 检验项目
检验项目见表1。
8 型式检验
8.1 温升试验
8.1.1 概述
本试验在电机的保证定额下进行。
电动机的额定机械输出功率可直接或间接在电机轴上测得,也可不通过测量,而是通过给电动机加
上对应于规定特性曲线上产生额定机械输出功率的电压、电流和频率来获得。
在进行持续定额试验时,可通过在试验起始阶段增加负载或减少电机的通风量来缩短达到稳定温
度的时间。但在起始阶段之后,额定条件应至少维持2h,或维持到由合适的方法证明已达到稳定温度
为止。
注:稳定温度是指在试验结束前的1h内温升的变化小于2K。
8.1.2 定额试验时的冷却方式
试验时应采用与实际使用时相同的冷却方式,即影响电机温升的所有部件(包括作为机车车辆部件
的风道和滤尘器)均应在位,或是在等效冷却条件下进行。供需双方应协商确定是否提供对应于机车车
辆运行时产生的冷却。
如果采用强迫通风冷却,应测量电机进风口处的静压力和空气流量,以绘出这两个量之间的关系
图表。
如果采用自通风冷却,应测量风量与电机转速的函数关系。
如果采用液冷,应测量电机进口处的静压力和液体流量,以绘出这两个量之间的关系图表。
8.1.3 温度测量
温度测量见附录A。
8.1.4 结果评定
在A.4规定的冷却开始时刻的绕组温升不应超过表2给出的......
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