TB T 1450-1982 机车用同步发电机基本技术条件.pdf
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1、中 华 人 民 共 和 国 铁 道 部 部 标 准T B 1 4 5 0 - 8 2机 车 用 同 步 发 电 机 基 本 技 术 条 件第 一 篇 适 用 范 围 及 环 境 条 件1 适 用 范 围本 标 准 适 用 于 干 线 铁 道 内 燃 机 车 和 动 车 上 由 热 机 驱 动 的 同 步 主 发 电 机 及 同 步 辅 助 发 电 机同 步 主 发 电 机 是 用 于 给 同 一 机 车 动 车 的 直 流 或 脉 流 牵 引 电 机 供 电 的 同 步 发 电 机 简 称 为主 发 电 机同 步 辅 助 发 电 机 是 用 于 给 励 磁 控 制 照 明 蓄 电 池 充 电
2、辅 助 电 动 机 及 列 车 加 热 等 供 电的 发 电 机 简 称 为 辅 助 发 电 机下 面 条 款 中 所 称 电 机 如 无 其 他 说 明 系 指 本 标 准 所 适 用 的 全 部 电 机各 类 型 电 机 凡 有 本 标 准 未 规 定 的 附 加 要 求 时 应 在 该 电 机 产 品 技 术 条 件 中 作 补 充 规 定某 些 类 型 电 机 如 在 本 标 准 的 某 些 条 款 上 有 特 殊 要 求 时 应 在 电 机 产 品 的 技 术 条 件 中 作 特 殊规 定2 环 境 条 件电 机 应 能 在 下 列 环 境 下 正 常 运 行 :a.海 拨 不 超
3、过 1200mb.最 高 环 境 空 气 温 度 为 40 遮 荫 处c.最 低 环 境 空 气 温 度 为 -25 允 许 在 -40 存 放d.最 湿 月 月 平 均 最 大 相 对 湿 度 为 90% 该 月 月 平 均 最 低 湿 度 为 25e.冷 却 空 气 没 有 损 害 电 机 绝 缘 及 零 部 件 的 物 质f.具 有 机 车 动 车 正 常 运 行 时 所 产 生 的 冲 击 和 振 动第 二 篇 定 义3 定 额 及 其 分 类定 额 是 由 制 造 厂 按 照 本 标 准 的 要 求 对 电 机 规 定 的 全 部 电 量 和 机 械 量 的 数 值 以 及 运 行
4、的 持续 时 间 和 顺 序 的 组 合 全 部 按 定 额 的 运 行 称 为 额 定 运 行定 额 分 为 以 下 三 类 :3 . 1 连 续 定 额中 华 人 民 共 和 国 铁 道 部 1 9 8 2 - 1 2 - 2 8 发 布 1 9 8 3 - 0 7 - 0 1 实 施 1TB 1450-82是相应于电机在试验台上 按第三篇中温升试验所规定的条件连续运行 而温升不超过第16 17 章规定的限值时所能承受负载的定额本标准中所有其他相应的要求也应同时满足对于主发电机 通常有下列两个连续定额 并符合规定的满功率调整曲线 在满功率调整曲线上 两个连续定额点中间的所有点均可连续工作
5、两个连续定额为:a.低电压连续定额通常是由通过负载电流的所有绕组的温升确定 此时电机具有较大的负载电流及较低的电压b.高电压连续定额通常是由磁场绕组的温升确定此时电机具有较小的负载电流及较高的电压3.2 小时定额是相应于电机在试验台上 按第三篇温升试验所规定的条件 从实际冷状态开始运行一小时 而温升不超过第 16 17 章规定的限值时所能承受负载的定额本标准中所有其他相应的要求也应同时满足对于主发电机 其小时定额应符合第 10 章规定的满功率调整曲线3.3 断续定额是相应于一系列完全相同的周期 每一周期包括一个或几个在规定负载下的工作时间 根据情况 不论是否被一个停止时间所隔开 在长期运行后电
6、机的温升不超过第 16 17 章规定的限值断续定额主要用于某些周期性工作的辅助电机规定试验时电机重复的工作周期 应考虑这些电机的用途及驱动条件 并应规定在预先由用户和制造厂协商后绘制的负载图上4 保证定额由制造厂保证的定额 是设计 制造及验收的依据 若无特殊规定 保证定额为连续定额5 额定值包含在定额中的任保何量的数值5.1 额定功率是电机出线端的额定输出功率 用 kVA为单位的视在功率表示5.2 主发电机的额定输入功率等于热机的最大输出功率减去由它直接或间接拖动的辅助设备可能消耗的最小总功率5.3 额定电压电机在额定运行时其线端的电压 对三相电机是指线电压5.3.1 主发电机的额定电压2TB
7、 1450-82两个额定电压由制造厂规定 它们对应于 3.1 条规定的两个连续定额 并分别称为额定低电压额定高电压5.3.2 辅助发电机的额定电压由制造厂与用户协商规定 并对应于保证定额5.4 额定电流电机在额定运行时 其线端的电流5.5 额定转速等于或对应于驱动热机能发挥满功率时的转速5.6 额定励磁电压是当磁场绕组内励磁电流达额定值 同时电机冷却介质达最高容许温度的情况下 电机额定运行到稳定温度时 在集电环间的电压5.7 额定励磁电流电机在额定运行时的励磁电流6 最大电流电机使用中应不超过的短时电流 并应清楚地表示在特性曲线上 若无特殊要求 则最大电流及其使用时间由制造厂规定7 最高电压电
8、机正常使用中所能承受的最高电压 但不包括瞬时电压 对于主发电机 其最高电压为额定高电压的 1.1 倍 此时励磁电流仍保持额定高电压对应的额定值8 最大转速等于或对应于驱动热机的最大转速9 电压调整率电机在单独运行的情况下 当负载自额定值减少到空载时 用额定电压的百分数表示的发电机端电压的变化;此时 对他励电机保持额定励磁电流不变 对自励电机使磁场绕组接近运行温度并保持励磁回路电阻不变对于主发电机 额定电压为额定高电压;励磁电统为对应的额定励磁电流若无特殊要求 电压调整率由制造厂规定10 主发电机的恒功率及满功率调整曲线用改变电机励磁的方法 使主发电机输出功率保持恒定值时 其端电压随负载电流变化
9、的关系曲线称恒功率调整曲线 而当主发电机恒定输出功率为额定值时 该关系曲线称为满功率调整曲线3TB 1450-8211 基准工作温度测定电机某些特性曲线时 需要将绕组电阻进行折算的温度对于所有等级的绝缘材料 基准工作温度均为 11512 电机的实际冷状态电机每一部分的温度与周围空气平均温度之差不超过 5K时称电机为实际冷状态13 电机的热状态电机的温度接近于其额定运行时的温升与冷却介质平均温度之和时 称为电机的热状态以空气冷却的电机 其冷却介质平均温度为 2514 电机的热稳定状态电机各部分的温升在 1 小时内的变化不超过 1K时 称为电机的热稳定状态第三篇 温 升15 概述温升试验分为型式试
10、验和例行试验两种形式15.1 型式试验时在保证定额定进行 为了给例行试验的电机有所参考 型式试验的电机也应进行升温例行试验对于带整流器输出工作的电机 应带上具有与装车使用时相同特性的整流器一起进行温升试验 温升试验的方法应采用直接法或能与之等效的其他方法电机的励磁可由适当的电源供电 但对于自励发电机 试验时应带有自励设备或具有相同特性的试验设备15.2 例行试验时 由用户和制造厂协商试验的持续时间 电压 频率 电流 励磁率及通风等数值 以使所有绕组的温升尽可能与型式试验中得到的数值接近如不作这样的协商 则例行试验只在小时定额下进行试验可以在短路下进行 短路电流由用户和制造厂协商确定设计成带整流
11、输出工作的电机 若在型式试验时作了比较试验 则例行试验可不带整流器16 温升限值16.1 电机各部件在试验台上和运行中相对于冷却空气温度的温升限值按表 1 规定 冷却空气的标准值为 2516.2 电机试验时 如果冷却空气温度在 10 至 40 之间 测得的温升一般不作修正如果试验时冷却空气温度在此范围以外 或修正会影响电机的验收时 则绕组温升试验电流 I4TB 1450-82应按下式修正:表 1电机部件 测量方法 不同绝缘材料等级相应于连续小时或断续定额的温升限值 KE B F H定子绕组 电阻法 115 130 155 180旋转绕组 电阻法 105 120 140 160集电环 电温度计法
12、 105 105 105 105与绕组接触的铁芯及其他部件 温度计法 90 95 115 140不与绕组接触的铁芯及其他部件温度计法 这些部件的温升 在任何情况下不应达到使邻近的的任永久短路的无绝缘绕组 温度计法 何绝缘或其他材料有损坏危险的数值I It N=+ 1 25800式中: IN 额定电流16.3 如电机直接或间接受到热机或其他热源影响时 用户和制造厂可协商低于表 1 规定的温升16.4 对于由车箱内取得冷却空气的电机 若用户和制造厂未协商特殊规定时 电机在运行中各部件的温升限值应较表 1 的规定值降低相应于车箱内取得的冷却空气与车箱外空气之温差值16.5 如电机在海拔 1200m
13、至 2500m 之间使用 而由海拔引起的冷却效果的降低可由最高环境温度因海拔升高而相应降低得到补偿时 表 1 规定的温升限值不作修正 否则应对温升限值进行修正 修正值由用户和制造厂协商规定1200m 以上每 100m 所需的环境温度降低的补偿值 规定按温升限值的 1%折算16.6 如电机在海拔超过 2500m 的地点使用时 温升限值由制造厂和用户协商规定17 滚动轴承的温升限值当环境温度不高于 40 时为 5518 温升试验时的通风及冷却空气温度的测量18.1 温升试验时的通风试验时 电机的通风应与使用时相同 对电机温升有影响的所有电机部件均应在位对于强迫通风的电机 在型式试验时应测定电机进风
14、口处空气静压力和空气流量的关系曲线18.2 温升试验时冷却空气温度的测量应采用在试验过程中最后四分之一时间内 按相等时间间隔测得的几个温度计读数的平均值 作为试验时的冷却空气温度5TB 1450-82为了避免由于大型电机的温度不能迅速地随着冷却空气温度相应变化而产生误差 应采取一切适当的措施以减少冷却空气温度的变化18.2.1 用周围空气冷却的电机冷却空气的温度可用几个温度计分布在电机四周进行测定 温度计安置在距电机 1 至 2m处 球部所处位置为电机高度的一半 并应防止外来辐射热及气流的影响18.2.2 用外接管道通风冷却的电机冷却空气的温度应在电机的进风口处测量19 停机和冷却开始的时间在
15、试验结束时 应尽可能快地使电机停转型式试验时 应优先采用电流不通过被试电机的制动方法 同时 冷却开始 的时间应是制动前开断电机电路和切除通风的瞬间对于大型电机的型式试验和各种电机的例行试验 为了使电机迅速停转 允许采用电流通过被试电机的制动方法 在此情况下 在制动期间的制动电流应尽可能保持不变 冷却开始的时间应是制动电流比试验电流下降 20%的瞬间 在此瞬间 通风应切除20 电机各部件温度的测量方法电机各部件温度的测量采用温度计法或电阻法20.1 温度计法术语 温度计 包括膨胀式温度计 如水银 酒精等温度计 半导体温度计以及非埋置的热电偶或电阻温度计 在电机存在变化磁场的位置上 不应采用水银温
16、度计 以免影响测量结果的准确性20.2 电阻法 包括双桥带电测量法利用绕组的直流电阻在温度升高后电阻值相应增大的关系来确定绕组的温度 其所测得的是绕组的平均温度采用电阻法时应优先采用双桥带电测温法铜绕组的温升 t 可由下式确定:( ) ( )t R RR t t t= + + 2 111 1 0235K式中: R2 试验结束时的绕组电阻 ;R1 试验开始时的绕组电阻t1 试验开始时的绕组温度t0 试验结束时的冷却介质温度对铜以外的其他材料 应采用该材料在 0 时电阻温度系数的倒数代替上列公式中的235 对于铝绕组 除另有规定外 应采用 22520.3 电机绕组电阻和温度的测量及测量值的修正20
17、.3.1 型式试验6TB 1450-8220.3.1.1. 对于能在电机运转时测量的绕组电阻 最后一次测量必须刚好在温升试验结束以前进行 在短时试验的情况 必须在试验结束前不超过 20 秒内进行 并将测量值绘成随时间变化的 发热曲线20.3.1.2 对于不能在电机运转时测量的绕组 一系列的电阻测量应在 冷却开始 以后不迟于 45 秒内开始 并至少持续 5 分钟对于转动惯量较大的电机 首次测量不能在 冷却开始 以后的 45 秒内进行时 应采用特殊的制动措施和延长首次测量时间每两次测量的时间间隔 在前 3 分钟内不超过 20 秒 此后不应超过 30 秒 然后将测量值绘成随时间变化的 冷却曲线 并外
18、推至 冷却开始 的瞬间 以便计算出试验结束时的绕组温升如在切离线路后 电机某些部分的温度继续上升 则应取测得值中的最高数值作为试验结束时的绕组温升20.3.2 例行试验例行试验时 电机绕组温度的测量方法及验收标准 在各类产品技术条件中规定21 各种定额电机温升试验的持续时间21.1 连续定额电机试验应进行到电机各部分达到热稳定状态 为了缩短试验时间 在试验开始时可适当过载21.2 小时定额电机试验的持续时间为 1 小时 试验应从电机实际冷状态开始21.3 断续定额电机试验应进行到电机各部分达到热稳定状态 温度测量应在最后一个工作周期中最大负载时间的一半终了时进行 为了缩短试验时间 在试验开始时
19、负载可适当持续一段时间第四篇 损耗和效率22 概述电机的效率是电机的有功输出功率和有功输入功率之比 通常用百分数表示效率的测定方法有两种:a.直接测定法测量被试电机的输出和输入功率以确定电机的效率b.间接测定法测量和分析被试电机的总损耗以确定电机的效率23 用间接法测定效率时的总损耗电机的总损耗是电机的有功输入功率和有功输出功率之差 用间接法测定效率时 电机总7TB 1450-82损耗为电机本身的损耗以及与电机成为一体并供电机专用的辅助设备的损耗设计 试验时 电机的总损耗仅计入电机本身的损耗 而辅助设备的损耗由用户计入23.1 电机本身的损耗23.1.1 恒定损耗a.铁损耗 包括空载杂散损耗b
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- TB 1450 1982 机车 同步 发电机 基本 技术 条件
