电机测试-转子定子测试仪测试项目和参数.doc

1 分类
数控机床用交流伺服电动机可分为交流同步伺服电动机和交流异步伺服电动机。交流同步伺服电动机多为永磁式，又有方波型永磁同步伺服电动机和正弦波型永磁同步伺服电动机之分。
2 产品名称代 号
产品名称代号用大写汉语拼音字母表示：
SJT---交流同步伺服电动机
SJY---交流异步伺服电动机
反馈元件代号用下列字母表示，当电机中装有两种以上反馈元件时，各元件代号的排列次序依次为C、M、X、W:
C---测速发电机；
M---光电编码器；
X---旋转变压器；
W---位置传感器。
电动机带有失电制动器时，用大写汉语拼音字母B表示，并位于反馈元件代号后面。
3环境要求
3.1气候环境适应性
伺服电动机的工作气候环境条件及贮存、运输气候环境条件应符合表2的要求。
表2
项目
工作气候条件
贮存、运输气候条件
环境温度
-10~+40℃
-40~+55℃
相对湿度
30%~95%（不凝露）
≤95%（40℃）
大气压强
86~106kPa
86~106kPa
3.2 海拔高度
当海拔高度不超过1000m时，交流伺服电动机应能保证各项技术指标。交流伺服电动机安装在海拔超过1000m或环境空气温度超过40℃的条件下使用时，需考虑空气冷却效果的减弱，此时需按制造厂与用户之间的协议进行设计和使用。
4机械要求
4.1振动﹑冲击
交流伺服电动机应能承受规定的振动﹑冲击试验。试验后进行外观检查，不允许有零部件的损坏﹑变形和紧固件松动等现象。通电后电动机应能正常工作。
电动机应能承受表11 规定的扫频振动试验。按GB/T 7345— 1994 中5.24 规定的方法进行振动试验，试验后应符合5.1.3 的规定。
表 11
机座号
振动频率Hz
双振幅mm
扫频次数
每一轴线振动时间min
三个相互垂直轴线方向振动总时间min
≤130
10~55
1.5
10
45
135
>130
10
1.5
10
水平45
45（ 只做水平方向）
电动机应能承受表12 规定的冲击试验条件。按GB/T 7345— 1994 中5.25 规定的方法进行冲击试验，试验后应符合5.1.3 的规定。
表 12
机座号
加速度峰值m/s2
脉冲持续时间ms
脉冲波形
每一轴线方向冲击次数
三个相互垂直轴线的六个方向冲击总次数
≤130
300
18
半正弦
3
18
>130
300
18
半正弦
3
6（只做水平方向）

4.2轴向间隙
交流伺服电动机的轴向间隙应符合表3的规定。
表3 单位为毫米
机座号
＜100
100～165
>165
轴向间隙
≤0.2
≤0.3
≤0.4
4.3 轴伸径向圆跳动
交流伺服电动机轴伸外圆配合表面的径向圆跳动应符合表4的规定。
表4 单位为毫米
机座号
≤165
>165
轴伸径向圆跳动
≤0.02
≤0.03
4.4 安装配合面同轴度和安装配合端面垂直度
交流伺服电动机安装配合面同轴度和安装配合端面垂直度应符合表5的规定。
表5 单位为毫米
机座号
＜130
130-215
>215
安装配合面同轴度
≤0.04
≤0.06
≤0.08
安装配合端面垂直度
≤0.04
≤0.06
≤0.10
5电气性能要求
5. 1 绝缘电阻
选择相应的兆欧表，测量电动机各绕组对机壳及各绕组间的绝缘电阻数值，在工作气候环境条件下交流伺服电动机各绕组对机壳及各绕组之间的绝缘电阻应不小于20MΩ，在温升试验条件下绝缘电阻应不小于5MΩ，湿热试验后的绝缘电阻应不小于1MΩ。
绝缘电阻检查用兆欧表的电压值应符合表6的规定
表6 单位为伏
耐电压试验时的试验电压
兆欧表电压
500-1000
500
≥1500
1000

5..2耐电压
试验用高压电源，其频率为50Hz ，电源波形尽可能具有正弦波形。电源功率和输出阻抗应能保证在各种负载下都无显著的波形失真和显著的电压变化。试验设备应能区别绕组漏电流和浪涌电流。
电动机按规定施加试验电压，电压值应从不超过试验电压全值的一半开始，然后均匀地或以每步不超过全值5%逐步增至全值，电压从半值增至全值的时间应不少于10s，并在全值上维持1min。整个试验过程中电压峰值应不超过规定有效值的1.5 倍，并应监视故障指示器，以判定电动机有无击穿放电。并监测漏电流值，应符合规定。试验结束时，应逐渐降低试验电压至零，以免出现浪涌。试验结束后按测量绝缘电阻，应符合的规定。
电动机绕组与机壳之间应能承受表7 规定的试验电压，历时1min 的耐电压试验，应无绝缘击穿或飞弧，且绕组的漏电流有效值应符合表8 的规定。试验后应立即测量绝缘电阻并应符合绝缘电阻值的规定。出厂检验时，1min 的耐电压试验可用5s 试验代替，试验电压不变。重复进行耐电压试验时，试验电压为规定值的80%。
表7
额定电压
试验电压（有效值）
≤220
10000-30
＞220
18000-54
表8
机座号
55-130
165-300
漏电流有效值mA
≤5
≤10

6性能试验
6.1静摩擦转矩试验
电动机不通电，采用挂砝码或其他方法在转轴上施加转矩，测量电动机转轴即将转动而又不会连续转动时的转矩值即为电动机的静摩擦转矩。试验位置至少任取三点，正向和反向共测量六个数据.
静摩擦转矩反应的是电机转子轴的转动性能，在电机运行中就成为机械损耗，所以其值越小越好。电机轴的装配工艺、轴承和电机密封圈都会影响到静摩擦转矩值。
6.2旋转方向试验
电动机按规定接线并通电，伺服单元给定指令为正时，电动机轴的旋转方向为正方向（从电动机轴伸端看，电动机轴的旋转方向为逆时针，并规定为正方向）。
6.3空载电流
电动机固定在标准试验支架上并和伺服单元组成伺服装置，试验环境应不受外界辐射和气流影响。电机空载，伺服单元输入转速指令，测定电机在低速、中速和额定转速下的空载电流值。
空载电流反映的是电机的摩擦损耗值、电机零点调零的误差值及驱动器磁场定向控制算法的好坏，要求电机的空载电流越小越好，一般最大也不要超过电机额定转矩的10％。
6.3额定转速和最高转速
电动机固定在标准试验支架上并和伺服单元组成伺服装置，试验环境应不受外界辐射和气流影响。伺服单元输入额定转速指令，然后逐渐增加负载到额定值，在电动机的温升不超过连续运行温升的规定下，获得的最高转速值既为额定转速值。
在短时运行条件下，电机空载，伺服单元输入转速指令，然后逐渐升高，电机所能达到的最高转速值，既为电机的最高转速。
电机的额定转速与电机的损耗有关，与驱动器提供的工作电流品质有关（高次谐波会引起电机附加损耗），与电机的散热条件有关。
电机的最高转速与电机的电磁设计值有关，与驱动器功率回路的整流效率有关。
6.4额定转矩和最大转矩试验
电动机固定在标准试验支架上并和伺服单元组成伺服装置，试验环境应不受外界辐射和气流影响。伺服单元输入额定转速指令，然后逐渐增加负载，在电动机的温升不超过连续运行温升的规定下，测出在额定转速下的最大转矩，既为额定转矩。
在专用技术条件规定的时间内，测量电动机堵转时的最大转矩，既为电机的最大转矩。
6.5反电势常数试验
将受试电动机拖动至1000r/min 或额定转速，测取受试电动机的空载线反电势。如果拖动至1000r/min，则反电势常数用公式（1）计算，
……………………（1）
式中：Ke ——反电势常数，V/(r﹒min-1)；
E ——电动机线电势，V。
6. 6 转子转动惯量试验
电动机转动惯量按GB/T 7345— 1994 中5.11 的规定进行试验，其结果应符合5.4.10 的规定。
6. 7 定子电阻（25℃）
电动机在室温下放置并达到不通电时的稳定温度，测量此时的室温T并记录，用直流电桥测量定子绕组的电阻Rt，按公式（2）折算成25℃时的定子电阻R, 其值应符合5.4.11的规定。
……………………（2）
6. 8 定子电感
按图4 所示，电动机定子绕组两端加以1000Hz 的正弦交流电源，调整电压直至电动机电流为空载电流，缓慢地转动转子，找出绕组每两相最小电感值的位置，按式（3）计算出每两相最小电感值，并以此求得平均电感。
……………………（3）

式中：U——绕组两端施加的电压，V；
P——实测功率，W;
I——实测电流，A;
L——两项绕组电感，mH。

图4
6. 9 转矩波动率试验
由电动机和伺服单元组成伺服装置，并稳定运行在10%最高转速值这一点，对电动机施加连续工作区中规定的该转速下允许的最大转矩，用转矩仪或类似设备连续测量并记录电动机一转中输出转矩，找出最大转矩Tmax 和最小转矩Tmin（即瞬态值），按式（4）计算转矩波动率应符合5.4.13 的规定。
……………………（4）
式中：T——转矩波动率；
Tmax——最大转矩，N•m；
Tmax——最小转矩，N•m。
6. 10 温升试验
电动机绕组温度测量采用电阻法。
电动机固定在标准试验支架上并和伺服单元组成伺服装置，试验环境应不受外界辐射和气流影响。电动机在室温下放置并达到不通电时的稳定温度，测取冷态时定子绕组电阻R1，并记下此时的室温θ1，然后分别在额定功率点和连续堵转转矩点运行至稳定工作温度，测取定子绕组电阻R2，并记下此时的室温θa。温升按式（5）计算，取两种状态下的最高温升值并应符合5.4.14 的规定。
……………………（5）
式中：θ1——测量绕组（冷态）初始电阻时的温度，℃；
θ2——热试验结束时绕组的温度，℃；
θa——热试验结束时冷却介质的温度，℃；
R1——温度为θ1（冷态）时的定子绕组电阻，Ω；
R2——热试验结束时定子绕组电阻，Ω。
电动机停车后如不超过30s，测得绕组电阻读数直接作为温升计算值的数据。如超过30s，其修正按GB 755 的规定。
试验地点的海拔或环境空气温度与运行地点不同时的温升限值（由绕组绝缘等级决定）的修正按GB 755 的规定。