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GB／T 40294-2021 确定电励磁同步电机参数的试验方法.pdf简介：

"GB/T 40294-2021 确定电励磁同步电机参数的试验方法"是一份由中国国家标准管理机构制定并发布的国家标准。这份标准详细规定了如何通过一系列试验来确定电励磁同步电机（Electromechanical Synchronous Motor）的各种参数，如电机的电气参数（如电感、电阻、电磁转矩等）、机械参数（如转速、转矩特性、振动和噪声等）以及动态性能参数（如阶跃响应、稳态精度等）。

这份标准对于电机的设计、制造、检验和维护都具有重要意义，它为电机制造商和用户提供了统一、科学的试验方法，以确保电机的性能满足预期，同时也有助于提升电机产品的质量和可靠性。通过遵循该标准，可以确保电励磁同步电机的性能参数测量的准确性和一致性。

GB／T 40294-2021 确定电励磁同步电机参数的试验方法.pdf部分内容预览：

试验时，将转子堵住，在电枢绕组施加额定频率的三相电压，励磁绕组短路或根据需要接 动电阻。

在此情况下，可以进行一系列降低电压试验，从而可以用外推法确定额定电压下的参数。由于饱和 效应，施加的降低电压的值宜足够高，以便准确外推额定电压下的点。通常，试验时的电枢电流宜超过 其额定值的2倍。 施加电压的时间应限制在读数所需时间和使转子部分发热，且持续时间宜少于10S。 记录： 所有三相的电枢电压和电流； 一输人功率（可取）。 本试验不适用于永磁电机

6.25降低电压异步运行试验

试验时，被试电机施加额定频率降低的对称电压（0.01U~0.2U），电压来自外部电源。 励磁绕组短接。若电机的剩磁电压超过外施电压的0.3倍，则试验前应将转子去磁。试验时，测量 和记录线间电压、线电流和输人功率。在计算中，可考虑使用这些参数在整个波动期间的平均值。 逐步改变电机旋转速度；在每个速度下，电压电枢绕组施加电压一段时间以便测量读数和进行记 录。在小转差率（低于0.05)范围，在需要的精度内保持旋转速度恒定变得困难。这种情况下，可以在低 威速率下进行带瞬态记录的试验（对小电机来说不超过0.04倍额定转速每秒；对大电机来说，由于其成 套的内在特性减速率将更小）。 以功率和电流的平均值对转差率作关系曲线（见图5）。 本试验不适用于永磁电机

桩基工程专项评估体系培训PPT(52页)图5功率和电流对转差率曲线（示例）

5.26零功率因数和可调电枢电压时的过励磁试验

试验时，电机运行在发电状态或者电动状态。电机作为发电机运行时其有功功率宜等于零。电机 作为电动机运行时其轴上的负载宜为零。 试验中，电枢绕组电流保持恒定且等于额定值，电枢电压在至少额定值到能保持稳定的最低值之间 调节。为获得适当的准确性，建议电枢电压宜降低到其额定值的0.5倍以下。 应注意使励磁绕组不发生过热。 本试验不适用于永磁电机。

6.27静态下外施可调频率电压试验

此试验时，将可调频率电压施加到电枢绕组的一对线端。电机处于静止状态。电枢绕组由一个 可调频率的功率放大器供电。电机接法为星接，可以给U端和V端供电，第三端W端开路或短接 端。励磁绕组短接。图6是基本连接原理图

图6静态下外施可调频率试验原理图

中，转子定位于一个位置使励磁绕组中感应电流为最大值（直轴），另一次定位使感应电流为最 零）（交轴）。测量和记录供电电压和电枢绕组电流以及它们之间的相位角；由时间函数按公 式（4）来确定，见图7。

f./f=(f,Lb)/(fnL1 =2元·(L+L")/(2L)

图7静态下可变频率试验记录参数（示例

记录励磁绕组电流仅仅为了评判转子所处位置。对于永磁电机，转子位置得用其他方法确定。 相位角也可以用具有足够精度的其他方法测量。 试验中应采取一定的保护措施。可能在较大（0.3倍到0.5倍额定电枢电流值）电流也可能在很小 电流（0.05倍到0.1倍电枢电流额定值)的时候进行，并且同一相电枢绕组中的直流电流产生的附加磁 通叠加在低频电流上，这样交流电流的峰值低于直流电流值。在所有频率下，交流和直流电流宜一样。 在频率为5Hz及以下，阻抗和电阻间的差异变小，电压和电流间的相位角减小，这导致了相位角度 则量中的额外误差。 若试验中电枢回路电阻压降得到补偿，误差可能大为减少

.1.1空载饱和特性及三相稳态短路特性曲线

将从6.4.2（空载饱和特性）和6.5.2（稳 数据按图8合并绘制成一组曲线，

7.1.2三相突然短路试验

图8饱和特性和短路特性组合曲线

从三相短路电流对时间的数据记录（见6.11)求得每相周期性和非周期性电枢电流分量随时间的变 化关系。 由此，可确定短路电流的包络线，包络线贯穿振荡中的每相电流的各个峰值点。 上下包络线上的峰值并不相关（见图9），应在两个包络线上计算出相关中间点，宜采用合适的插值 算法来计算相关中间点。

图9包络线上确定中间点

每相电流的非周期分量曲线由该相电流上下包络线上电流值和的一半求得。初始值由外推到短 刻确定，三0

每相电流的周期性分量曲线由该相电流上下包络线上电流值差的一半求得。初始值由外推到短路 时刻确定，t=0。 短路时电枢电流周期性分量以三相电流包络线上的周期性分量的算术平均值计算。 稳态短路电流以三相稳态短路试验（见6.5）中完全衰减了的周期性短路电流上的几个连续幅值的 平均值计算。 为确定瞬态（△i）电流分量，由电枢电流周期性分量减去稳态短路电流值i（0）。 为确定瞬态（△i)分量，对在约5倍超瞬态时间常数z（或0.2s)到约为瞬态时间常数t时间段之 间的瞬态电流周期性分量值的包络线的余数作自然对数曲线。瞬态电流对数曲线有明显的初始斜率 初始斜率的倒数即为瞬态时间常数。以直线与曲线纵坐标的交叉点来计算初始瞬态电流（△z）（见 图10）。 为确定超瞬态（△i）分量，由电枢电流周期性分量减去瞬态值（△i）和稳态短路电流i（αo）。 为确定超瞬态（△i）分量，对在限定最大为2×t。时间段内的超瞬态电流周期性分量值的包络线的 余数作自然对数曲线。超瞬态电流对数曲线有明显的初始斜率，初始斜率的倒数即为超瞬态时间常数， 以直线与曲线纵坐标的交叉点来计算初始超瞬态电流（△）（见图11）

图10确定短路电流瞬态分量

按公式（5)分析确定非周期性分量的最大可能值：

图11确定短路电流超瞬态分量

ial，ia2一一三相中任意两相电流非周期性分量的初始值。 确定非周期性分量初始值的过程中，应带入i和i2值的符号。 注：当ia十ia2十ia3=0且电流矢量的相移位分别为2元/3时此公式有效。 励磁电流的周期性分量随时间变化的曲线由励磁电流记录确定。外推曲线至零时间，得到电流周 期性分量的初始值。 若无刷励磁电机的励磁电流无法记录，则电枢短路时间常数宜由电枢非周期性电流分量的衰减曲 线来确定。

7.1.3电压恢复试验

从读数记录上（见6.12），计算稳态电压与从恢复 确定的电压间的差值。对恢复电压值 包络线的余数作自然对数曲线，并外推到短路开关断开的时刻[见图12曲线（1)]。把曲线（1)的直线部 分外推至纵坐标轴，得到电压瞬态分量的初始值△u（O） 由曲线（1)确定的电压和电压瞬态分量△Au之间的差值得到相应时刻的超瞬变电压△u"。

7.1.4静态电枢绕组直流衰减

图12恢复电压瞬态和超瞬态分量

此试验（见6.14)可在转子处于直轴或交轴位置时进行。电枢绕组中电流值以任意时刻电流i(t)与 初始电流i（0）的比率来衰减。 同样，对于转子处于直轴位置时的试验，励磁绕组中感应电流以衰减中的感应电流和初始感应电流 的比率来衰减。将这些衰减中的电流对时间在半对数坐标上作图 由极限点线性外推求取衰减电流的瞬态、超瞬态初始值和时间常数[见图13a)]。外推线和纵坐标 油的交叉点即为第一个指数i1o（thefirstexponential)的初始幅值。其时间常数（t，）是最大的，且按i10 衰减至其初始值的1/e～0.386倍所需的时间来求取

电流衰减的半对数曲线

再以初始曲线和第一个指数间的差值对时间在半对数坐标上作图，确定第二个指数i20的幅值及其 时间常数T2[见图13b)]。 以这种方式继续分析曲线，直至无法再求得衰减曲线的非线性的点为止。 考虑到实心转子的时间常数k和kr是一样的，电枢绕组电流衰减和励磁绕组感应电流衰减的分 析应在同一试验中同步进行。这样做，可以在频率响应特性中获得更高的准确度。为了在以指数来分 析试验数据中得到足够的准确度，应采用合适的计算机程序。 用已知的特性方程Da（p)=0和Da（p)=0（按附录B的规定）的根αkd和αkd来求取同步电机的直 轴时间常数，如公式（6）和公式（7）

; T d wα 2d ;T d wα1 wα 3d u ua

氏中： 同样地，用已知的特性方程D。（p)=0和D。（p)=0（按附录B的规定）的根αk和αk来求取同步电 机的交轴时间常数.如公式（8）和公式（9)：

7.1.5电枢绕组开路时的突加励磁试验

wα 1 ;T. ;T wa2 wα 3g) ta wa3

以稳态电枢电压与由上升中电压包络线码 后以适当的插值算法外推至励磁机连接开关合闸的时刻（见图14）。此曲线的直线部分线性外推至纵 坐标轴得到瞬态分量的初始值△u（O）。 注：对于大电机，剩磁电压通常可以忽略

a）外推至开关合闸时

D）初始值Au（O)

图14电枢绕组开路时的突加励磁

1.2.1从空载饱和试验与三相稳态短路试验确定

按7.1.1绘制的曲线（见图8）确定X，的不饱和值.如公式（10）：

AC—某励磁电流下从气隙线上求取的空载电压； BC一同一励磁电流下从短路特性曲线上求取的稳态短路电流值

7.2.2从电动机空载试验确定

按公式（11)确定X。的不饱和值（见图8）：

其中端电压U和电绕组电流I按6.6确定

7.2.3从负载试验测量功角确定

从负载试验测量功角确定X。的值，按公式（12)计算

按公式（13）确定X的值

U(O) 空载电压，在短路前瞬间测得（见6.11）

7.3.2从电压恢复试验确定

按公式（14)确定X（不饱和）的值：

U(O) u(O) /3 [I(80)+I(0) i(0o) +i

其中输入电压按7.1.3从试验数据（见6.12)分析

7.3.3从静态电枢绕组直流衰减试验确定

按公式（15)计算：

其中C按附录B的规定DBJ61／T 93-2014标准下载，.的计算如7.1.4所述

7.3.4从试验值计算

按此关系从已知d、。和a的值确定a。

按此关系从已知、。和的值确定

7.4.1从三相突然短路试验确定

到的短路电流周期性分量初始 式（17）计算

u（) [I (00) +I(0) +I%(0) /3 i(00)+i(0)+%(0)

CJ∕T 506-2016 堆肥翻堆机7.4.2从电压恢复试验确定