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电机检验要求及过程

电机检验要求及过程

  • 分类:技术知识
  • 作者:何源
  • 来源:
  • 发布时间:2020-07-16 10:32
  • 访问量:0

【概要描述】1.零部件的电性能测试  电机在制造过程中,为鉴定产品及其零部件质量是否符合标准及规范要求、而进行的电气试验。(一般称零部件的电性能测试),零部件的电性能测试也称作半成品试验:根据制造厂的有关规定,电机的重要零部件在成品装配前或转序前所作的试验。  试验的任务是:及时发现并排除零部件的缺陷。预防不合格品混入下道工序,以保证成品质量的稳定,避免零部件装配后再返工,浪费材料和工时,影响生产进度。同时获

电机检验要求及过程

【概要描述】1.零部件的电性能测试  电机在制造过程中,为鉴定产品及其零部件质量是否符合标准及规范要求、而进行的电气试验。(一般称零部件的电性能测试),零部件的电性能测试也称作半成品试验:根据制造厂的有关规定,电机的重要零部件在成品装配前或转序前所作的试验。  试验的任务是:及时发现并排除零部件的缺陷。预防不合格品混入下道工序,以保证成品质量的稳定,避免零部件装配后再返工,浪费材料和工时,影响生产进度。同时获

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  •   1.零部件的电性能测试

  电机在制造过程中,为鉴定产品及其零部件质量是否符合标准及规范要求、而进行的电气试验。(一般称零部件的电性能测试),零部件的电性能测试也称作半成品试验:根据制造厂的有关规定,电机的重要零部件在成品装配前或转序前所作的试验。

  试验的任务是:及时发现并排除零部件的缺陷。预防不合格品混入下道工序,以保证成品质量的稳定,避免零部件装配后再返工,浪费材料和工时,影响生产进度。同时获得必要的半成品试验数据。

  项目和要求:是根据多快好省原则,在综合分析了产品结构;工艺特点;对电机性能和寿命有影响的缺陷;不进行试验会产生废、次品漏网率及其危害等基础上确定的,并在产品工艺文件或生产图纸上标明项目和要求。如对一台电机,主要零部件的电性能测试从上面的流程图可以看出有线圈,嵌线,VPI后的绕组,转子绕组等的耐压试验,匝间试验,介质损耗测定等项目。

  2. 成品试验

  在电机制造厂,每个生产线的终端都应有一个能例行试验的试验站。在出厂前,制造完工的电机100%都要经过试验,合格后,才能出厂。

  例行试验的主要目的是保证所有的电机满足标准的规定和用户要求。

  电机试验的目的主要有:

  o 考核产品的力能指标能否达到该产品规格的保证值,如:测定电机的效率,功率因数等。

  o 考核产品的运行特性能否达到该产品规格的保证值的要求,如:测定电机的最初起动电流,最初起动转矩,起动过程中的最小转矩,最大转矩,转差率等。

  o 电机的温升试验。

  o 安装尺寸检查。

  o 运转的可靠性,如:绝缘电阻,耐压,过载,超速,振动测定等。

  最终试验的目的是验证和检查电机的性能是优于客户的要求和标准

  试验程序

  · 例行试验

  · 型式试验

  · 特殊要求试验

  电机试验的目的:是验证电机的性能是否能达到标准及规范的规定,制造上是否存在影响安全运行的各种缺陷(如:短路、开路、过热、震动、异常声响等等)。另外,通过对试验数据的分析,从中找出改进设计、提高工艺的途径。

  电机试验分为例行试验,型式试验和特殊试验。

  在每个生产线的终端都应有例行试验点,在出厂前制造完成的电机100%经过试验。

  例行试验的主要目的是保证所有的电机满足标准的要求和用户规范

  主要的例行试验的项目:

  · 肉眼检查

  · 气隙测量

  · 绝缘电阻测量

  · 环温下电阻测量

  · 端部标记和旋转方向

  · 轴向间隙

  · 振动测量

  · 空载点

  · 短路点

  · 高压试验

  · 绝缘电阻测量

  例行试验程序在每台电机上执行

  主要的型式试验的项目:

  除了常规的例行试验以外,还包括:

  · 温升试验

  · 空载曲线

  · 短路曲线

  · 损耗和效率确定

  · 转动惯量

  型式试验程序通常是在定单的一台电机上执行

  主要的特殊试验的项目:

  · 电压调节器试验

  · 噪声测量

  · 轴电压测量

  · 电压波形测量

  · 过载试验

  · 过电压试验

  · V形曲线测量

  · 突然短路试验

  · 等等

  3.电机的检验标准

  电动机的检验标准在国际上广泛采用的是国际电工委员会(IEC)的现行有效标准。我国电动机生产的国内标准主要是国家标准和行业标准。常用的标准有:

  3.1 国际电工委员会(IEC标准)

  IEC 60034-1 旋转电机.第1部分:额定值和性能

  IEC 60034-2 旋转电机.第2部分:旋转电机损耗和效率的试验测定方法(不包括牵引车辆用电机)

  IEC 60034-3 旋转电机.第3部分:50Hz三相汽轮发电机的额定值和特性

  IEC 60034-4 旋转电机.第4部分:同步电机参数的试验测定方法

  IEC 60034-5 旋转电机.第5部分:整体设计的防护等级(IP代码)分级

  IEC 60034-6 旋转电机.第6部分:冷却方法

  IEC 60034-7 旋转电机第7部分旋转电机结构和安装型式的分类(IM代号)

  IEC 60034-8 旋转电机.第8部分:线端标志和旋转方向

  IEC 60034-9 旋转电机.第9部分:噪声极限值

  IEC 60034-11 旋转电机.第11部分:内装式热保护.第1章:旋转电机的保护规则

  IEC 60034-12 旋转电机.第12部分:单速三相笼型感应电动机的起动性能

  IEC 60034-14 旋转电机.第14部分:轴中心高56mm及以上的电机可靠机械振动强度的测量、评价和极限值

  IEC 60034-15 旋转电机第15部分:交流电机定子成形线圈耐冲击电压水平

  IEC 60072 旋转电机尺寸和输出功率等级

  IEC 60079-0 爆炸气体环境中的电气设备.第0部分:一般要求

  IEC 60079-1 爆炸气体环境中的电气设备.第1部分:隔爆型外壳“d”

  IEC 60079-2 爆炸气体环境中的电气设备.第2部分:正压外壳“P”

  IEC 60079-7 爆炸气体环境中的电气设备.第7部分:增安型

  IEC 60079-15 爆炸气体环境中的电气设备.第15部分: "n"型电气设备的结构、试验和标志

  3.2 国际标准化组织(ISO)

  ISO1680 旋转电机噪声测定方法

  ISO 1940-1 刚性转子平衡品质 许用不平衡的确定

  3.3 国家标准(GB)

  GB 755-2008 旋转电机 定额和性能

  GB/T 756-1990 旋转电机 圆柱形轴伸

  GB/T 757-1993 旋转电机 圆锥形轴伸

  GB/T 997-2003 旋转电机结构及安装型式(IM代码)

  GB/T 1029-2005 三相同步电动机试验方法

  GB/T 1032-2012 三相异步电动机试验方法

  GB/T 1971-2006 旋转电机 线端标志与旋转方向

  GB/T 1993-1993 旋转电机冷却方法

  GB/T 4208-1993 外壳防护分级(IP代码)

  GB/T 4772-1999 旋转电机尺寸和输出功率等级

  GB/T 4942.1-2006 旋转电机整体外壳结构的防护分级(IP代码)分级

  GB/T 7064-2002 透平型同步电机技术要求

  GB/T 7409.3-1997 同步电机励磁系统大、中型同步发电机励磁系统技术要求

  GB 10068-2000 轴中心高为56mm及以上电机的机械振动 振动的测量、评定及限值

  GB/T 10069-2006 旋转电机噪声测定方法及限值

  GB/T 12351-1990 热带型旋转电机环境技术要求

  GB/T 13957-1992 大型三相异步电动机基本系列 技术条件

  GB 18613-2013 中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级

  GB 3836.1-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第1部分:通用要求

  GB 3836.2-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第2部分:隔爆型“d”

  GB 3836.3-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第3部分:增安型“e”

  GB 3836.4-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第4部分:本质安全型“i”

  GB 3836.5-2004 爆炸性气体环境用电气设备 第3部分:正压外壳型“e”

  GB 3836.8-2003 爆炸性气体环境用电气设备 第8部分:“n”型电气设备

  4. 电机的检验准备

  4.1 阅读合同,识别检验范围,检验依据,交付报告。

  4.2 消化合同涉及的规范、图纸

  4.3 收集规范图纸中提及的标准。收集以往的检验大纲和检验报告。

  4.4 编制检验计划。

  4.5 日常检验,应注意如下几点:

  4.5.1 检验员应仔细研读客户技术规格书及产品图纸(均为客户批准的最新版本),对存在异议、疑问处,及时与技术人员沟通,请其出具书面的技术更改,切忌根据自己经验,自作主张,或者只是获得客户口头上的通知或认可。

  4.5.2 激发工厂从主管领导到操作人员的质量意识,发动工厂的质检力量,配合监造人员的工作。

  4.5.3 定期查看工厂的现场检验记录以及产品质检报告,推动工厂质检工作的开展,提高质检工作的效果。

  4.5.4 检验过程中发现生产所暴露的问题应及时和工厂沟通,并反映在报告中。

  5. 电机的检验流程

  这里我们所举例的是异步电动机的典型检验流程,包括铸铁电机和模块化电

  机,同样也包括鼠笼电机和绕线式电机,基本上包含了电动机检验的相关类型产品。

  2、 型式试验:该项目将根据国家有关标准执行,每一规格第一台电机将进行型式试验。如该规格已进行过型式试验,此试验项目将不再进行。

  检验员在检验之前首先需要仔细检查所收集的内容,标准号,检验项目,控制点等。对电机检验而言,基本上所有相关的试验项目都有对应的GB和IEC标准。外观,油漆与包装检验主要依据的是合同的要求。尺寸相关的公差和要求可以参考合同和批复的图纸。主要的检验点介绍如下:

  5.1原材料检验

  电机是组装机械,它的原材料部分通常对于电机而言都是零部件,而不是常规的板材或者钢铁类的材料检验。

  电机的原材料包括硅钢片,铜线/铜排,锻轴,冷却器和轴承。对于硅钢片和铜线/铜排,通常需要审核产品合格证和工厂的抽样检验记录。

  对于锻轴,这是电机转子的核心部件。工厂需要对其采购的锻轴做相关的化学成分分析,机械性能试验和探伤,相关试验可以选择见证或者审核记录。

  对于冷却器和轴承,查验产品的合格证和相关测试报告,这种零部件一般在组装的工厂是很难做相关的试验测试的,资料的审核就是最主要的控制点。

  5.2定转子检验

  在电机总装配之前,需要先完工定子和转子,根据上述ITP,对定子和转子也需要相应的控制点。

  转轴的精加工检验依据的对应型号电机的批准的图纸和文件,检验员需要检查尺寸公差是否符合要求。

  对于绕线式异步电机,定转子都是有绕组的,就需要对相应的绕组做相关依据图纸设计的尺寸检查和相关的中间过程的电气试验。

  在定子装配之前,定子机座的相关检验,主要是尺寸与精加工检查也是可以执行的。

  在转子与定子进行总装配之前,完工的转子是需要做动平衡测试的,这会直接影响整机的振动,噪音及其他电性能指标,主要的参考标准是ISO 1940-1,通常工厂会制定对应的执行文件来规定转子的允许不平衡量。

  5.3总装配检验

  电动机的总装配并没有具体的执行标准予以规定,主要是取决于设计。对于铸铁电机,完全是靠设计来完成的,所以之前的精加工尺寸检查就很关键了。对于模块化电机,总装过程的外观与气隙测量是有必要的。外观主要是外观有误破损,铭牌等信息是否正确,固定螺栓等是否固定到位等。气隙测量是大型异步电机装配的主要控制点,它会直接影响电机的电气运行性能,电气振动,机械振动等。主要依据是工厂的设计图纸中规定的公差。

  5.4出厂试验检验

  每台电机在出厂前都必须做常规的例行出厂试验,主要依据如上阐述的IEC和GB的标准。主要的出厂试验如下:

  · 绝缘电阻测量

  · 环温下电阻测量

  · 端部标记和旋转方向

  · 轴向间隙

  · 振动测量

  · 空载点

  · 短路点

  · 高压试验

  ◆绝缘电阻测量

  电机的绝缘电阻测量主要是针对电机定子绕组的,如是绕线式异步电机,转子绕组也需要做绝缘测试,测试时间60S,电压选择如下表:

  ◆环温下电阻测量

  绕组电阻的测量是为了发现错误的连接以及错误的绕组导线可能存在的绕组不对称温升试验(型式试验)中的冷电阻精确值。

  采用配备有内嵌式恒流源的微电阻计或数字计测量绕组电阻。由恒流电源提供的整体电流必须流过待测绕组(也就是说可能存在的并联电

  路在测量时必须移开)。如果使用可调节电源,则应对U和I都进行测量,然后根据这些数值计算电阻。

  检查使用的电阻测量装置:如果必要进行重设,设置装置测量范围和测量电流。

  定子绕组电阻的测量在以下顺序的接线端之间进行:U-V,U-W,V-W。

  滑环电机转子绕组的电阻测量,直接通过电极提供测量电流,如果无法做

  到,可通过电刷提供测量电流。转子相位电阻KL,KM和LM应在滑环上小

  心测量,避免滑环被刮伤。

  测试后,测定的电阻值必须立即制造信息表格上的检测值作比较,以确认电机内部连接正确。

  如果测定值与信息表内的数值相差超过10%,或测定值之间相差超过3%,继续测试之前应报告设计部门。

  ◆端部标记和旋转方向

  启动设备进行轴向间隙运行,轴承运行或空负载点测量开始时应先检查设备旋转方向。任何情况下可能进行热运行测试之前必须检查旋转方向。这是因为风扇可能单向风扇(也就是说只有在指定方向上风扇才能正常工作)。

  面对设备的D端,如果输电线以L1,L2和L3的顺序与接线端U,V和W连接,设备应始终按顺时针方向转动;如果输电线以L3,L2和L1的顺序与连接器U,V和W连接,设备应该始终按逆时针方向转动。

  装载驱动之前,必须按照以下方式进行检验。

  -采用低压开动设备,在D端检查旋转方向。

  -用相序指示计检查相位顺序。如果能确定导线相位顺序,则无需检查。

  -检验结果应记录在测量记录内。

  ◆ 轴向间隙

  设备生产过程中,定子和转子的安装应与轴成一直线。设备运行时产生轴向的磁力和风扇力可能导致转子和定子移动。电机的套筒轴承可能因为轴向运动而导致轴承和连接器损坏。装载设备也可能遭到损坏。因此定子和转子必须保持定转子磁中心线一致。必要时轴承护罩必须进行加工(或移动定子),以便保持足够大的轴向间隙(通常为16毫米,RENK滑动轴承),并符合客户要求。

  最初转动时对带套筒轴承的电机进行轴向间隙运行。轴向间隙应按所需大小设置,通常双向间隙应相同。

  设备以额定电压和频率无负载旋转时,用软铅笔或压力笔在轴垫圈边缘或指针中心位置作出标记。

  设备未运转或缓慢旋转时(如果必要),首先将转子从轴一端向另一方向(如ND端)推动,直至停止,然后向相反方向推动(如D端)。两个极限位置至机罩的距离都应测量。这一测量完成后,将转子设定在标记的磁性中心,测量从这里到机罩的距离。

  两个极端读数和磁性中心的读数都应在测量记录内记录。

  设备无负载(UN及fN )运转时,磁性中心停留在自由间隙范围内,这样在两个方向上皆有符合客户要求的自由空间谅,这样的轴向间隙就是正确的。转子可能不会停留在任何一端。如果指导书或测量图纸规定客户的要求,例如磁性中心指针及自由间隙为5毫米,那么两个方向上的自由度应都为5mm。据此一般应在端罩处进行切削加工。

  在轴向间隙运行以及实际轴承运行过程中必须注意轴承的操作

  ◆ 振动测量

  不同的振动力会影响到电机的转子,它们由诸如以下的原因引起:

  转子的静态或动态不平衡

  定子和转子之间的磁引力以及在转动过程中的变量。变量由气隙的不稳定的和不平衡的引起。

  线圈的不对称,线圈错误和线圈损坏。

  转子振动引起轴承和端罩的进一步振动。轴承座测量的振动量又受到电机和轴承结构的影响。测定值表明了振动力大小及其危险程度。不同型号的电机振动极限值是不同的。

  电机配备有平衡夹紧装置。电机以额定电压和频率转动。所有电机都要进行振动测量。

  在轴承座进行水平、垂直和轴向的振动测量。根据需要也可在其他测量点如定子、主要接线盒进行。

  ◆ 空载点

  无载荷点测量方法的目的是检测机器在无载荷下是否运作良好,轴承噪声是否正常,正常电压和频率下的有效电量数。

  键槽上有时不需要键,有时安装一个平衡圈。测量线路与短路点的布置相同。在测试值的基础上选择合适的测量范围。对于滑动环机器,转子线圈被短路。

  通过缓慢地提高发电机的电压来启动检测机器,直到机器开始旋转为止。当转速到达正常速度时,将电压提高到正常值。如果还未检测转向和相位,需要对其进行检测。

  当机器运转了5分钟左右,检测轴承噪声在正常电压下检测无载荷点,并在检测记录上标记如下数量:电流和电压的均值,功率,cosϕ和频率f。

  无载荷电流I0的均值与检测值的最大偏差可能达10%。无载荷功率P0与检测值的最大偏差可能达20%。

  ◆ 短路点

  通过短路点测量可确定设备的漏抗。

  采用双瓦特计测量3-相电机的电压、电流以及电源。

  转子应恰当锁定使其不能转动。转子可以锁定在任何位置。

  定子电压必须仔细提高,直至达额定电流。相电流以及相位间相电压应互

  相比较,确保差别不大。

  以下数值应记录:电流和电压,表观功率,cosϕ以及频率f

  滑环电机还需另外记录:转子电流

  测量应快速完成,确保设备不会升温。

  ◆ 高压试验

  耐电压试验是用来检查设备或辅助设备的绝缘是否有弱点。测试使用50赫兹交流电压每次绝缘测试持续时间始终是1分钟。

  绝缘测试之前临时安装在绕组内的热元件(例如用于可能热运行测试的元件)必须移去。设备绕组内的温度传感器应短路并接地。

  转子与测试设备零线相连或接地导线必须与轴连接,或者轴必须接地。进行绝缘测试时,测试区域关闭,任何外人不得进入靠近试验中的设备。

  如果中性点方便断开,如果设备的额定电压>1kV,则逐一测量每个定子相位。其它相位在测试在过程保持接地。

  测试过程中热敏元件应接地。电压测试的启动电压最大是完全测试电压的50%。测试电压以至少10秒一个等级逐步增加直至全值。

  完全测试电压保持一分钟。断开电压之前应逐步降低测试电压直至零。

  相位绕组上可能有的电荷通过接地瞬间放电。

  建议不要重复进行电压测试。但是如果一台完整经测试的设备必须测试或重新测试是,最大测试电压应设置为设计正常最大测试电压的80%。

  5.5型式试验检验

  型式试验内容中除了常规的例行试验以外,还包括:

  · 温升试验

  · 空载曲线

  · 短路曲线

  · 损耗和效率确定

  · 转动惯量

  型式试验程序通常是在定单的一台电机上执行(买卖双方协议决定)。

  遇到下述情况之一者,必须进行型式试验:

  ①制造厂家首次试制或小批量生产时;

  ②电动机设计或工艺发生重大变动时;

  ③当出厂试验结果与从前进行的型式试验结果发生不可容许的偏差时;

  ④成批的电动机定期抽试,至少每年一次。

  ◆ 温升试验

  电机绕组、轴承及其他零件的温度上升情况在温升试验(热试验)中确定。温升试验在额定负载,或者客户根据检验程序所规定负载下进行。电机绕组的温升极限由标准规定,这些极限用于分配给绝缘系统不同的热量等级。

  温升试验中的感应电机通常作为电机运行,并带动负载电机旋转。一台旋转变流器发电机为被测电机提供电源。电压可以进行调整。发电机必须以正确的电压和频率运行,其功率应足够供应电机。

  温升测试或热试验可以在双频测试进行,也称为混合频率或双频率测试。在这样测试中不需要负载电机。正常供给电压由一个较小的大约10赫兹的辅助电压调整。在这种模式下,电机将连续不断加速及减速。实际速度的细微变化也可以注意到。通过调节辅助电压和主电压之间关系,电流可以设置接近额定值。

  双频测试只能测量温升,而不能测量损失或效率。在测试过程中,确定负载的参数,如电压U1,U2,频率f1,f2,以及电流都应保持恒定。测试过程中的参数都记录在检测单中,即使这些参数不能用来计算损失。冷却曲线的测量与普通温升测试(热试验)的方法相同。

  温升测试(热测试)将持续直到达到热平衡,低于2K/h的温度级差就已足够。如有必要可缩短测试持续时间,采用的方法是在测试开始时用硬纸板阻塞吸气孔和/或适当提高负载电流。过载试验后,电机应在额定负载下运转至少一小时才能停车。

  水流以及机油的流速必须在水冷式电机和强制润滑套筒轴承中监控。水流及机油流速和机油质量应该在测试报告中记录。检查系统无漏油。同时也检查水冷却器的坚固度。

  轴承温度在整个测试期间必须进行监控。无任何明显理由(电机未变热,速度未增加)而轴承温度开始快速上升,可能说明轴承存在缺陷。如果轴承温度超过75,应联系设计部门。如果超出以上温度,测试必须立即停止。

  被测电机达到热平衡时,应停车并开始测量冷却曲线。绕组电阻需在停机后大约几分钟的较短间隔内测量。冷却曲线根据测量结果绘出。曲线应向后推到机器停机的时刻。

  ◆ 空载曲线

  空载试验执行的目的是确定电机铁耗、摩擦及通风损耗。

  如果可能的话,空载试验最好在升温试验(热试验)后进行。测试中设备应该无载荷运转,即没有任何负载。如果在轴端有联轴器,连接器应从负载设备上解开。对于快速运转的电机,连接器增加空气阻力以及摩擦损失。滑环式电机内的转子应进行短路,配备有举刷装置的电机,刷子应举起。

  -设备零载荷运行时,测量额定频率下的无载荷特性。设备由一台发电机提供电源。设备降压启动,直至达到额定转速。

  -空载参数值(随后确定)以下列电压,从1,2*UN开始,按降序排列进行测试,1.2,1.1,1.0,0.9,0.8,0.6,0.4,0.3,0.3,0.15*UN。

  测量内容如下:

  -电流及电压平均值,输入功率总计功率系数(cosϕ)及频率f。

  -额定电压及额定转速下的相电流及线路电压

  根据测量结果得出无负载特性Io= f(U1)和Po= f(U1)

  零载荷的无载荷电源及电流,以及摩擦及通风损耗,铁损耗,定子铜损耗可根据无载荷特性读出或推出。计算总损耗时需要用到这些结果。

  5.6发货前检验

  当电机完成并通过试验后,检验员需要核实所有设备相关信息,包括铭牌等等。并且根据电机的总体安装图纸,测量主要电机的尺寸,如安装孔,轴神端,接线盒等。

  每个合同对电机油漆的要求都不尽相同,包括颜色,油漆厚度,不过通常油漆检验包括外观,颜色,厚度,附着力等,可依据合同要求检验。

  油漆检验完成后就需要包装检验。整机包装前需要检查轴固定措施是否到位,防护漆是否已经刷在轴神端,所有固定的螺栓是否到位,整机资料等等。

  通常每个项目电机包装的要求也不尽相同,包装材料,包装盒的要求等等,需要依据合同执行

 

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