抽油機用永磁同步電動機選型技術要求.ppt

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抽油機用永磁同步電動機選型技術要求,二O一三年五月,Q/SH0451-2012,永磁同步電動機在抽油機上的應用分析,一標準背景及起草過程,主要內(nèi)容,三標準條文說明解釋,永磁同步電動機在現(xiàn)場使用應注意的幾個問題,第一部分,標準背景及起草過程,根據(jù)股份公司2010年中國石化企業(yè)標準制修訂項目計劃（項目計劃編號2010-044），為規(guī)范永磁同步電動機的選用，促進企業(yè)提高節(jié)能技術水平和管理水平，由中國石油化工股份有限公司勘探開發(fā)事業(yè)部提出，中國石油化工股份有限公司科技開發(fā)部歸口，勝利油田分公司技術檢測中心負責起草該項標準。,1任務來源,2目的意義,永磁同步電動機與異步電動機相比，具有啟動轉(zhuǎn)矩大、高效區(qū)寬、功率因數(shù)高（可達0.9以上）等優(yōu)點，已經(jīng)被油田所接受，并成為了抽油機動力裝置主要設備。但目前進入油田市場的永磁電動機品牌繁雜，質(zhì)量、性能、節(jié)電效果不一，而其檢測評價沒有相關的國標、行標，某些參數(shù)只能以異步電動機標準作為參考，但其特有參數(shù)，比如：反電勢點等沒有可參考的依據(jù)，為對進入油田市場的永磁電動機的各項性能指標、現(xiàn)場使用條件進行規(guī)范，特編寫本標準。這項標準的起草和出臺，將有助于采購部門及使用部門科學、合理的對抽油機用永磁同步電動機的性能進行評價，有助于規(guī)范油田市場。,3起草工作簡要過程,標準起草工作小組先后奔赴現(xiàn)場使用數(shù)量較大、用戶反映良好的5個永磁同步電動機制造廠，針對永磁同步電動機的特點，對永磁同步電動機的技術參數(shù)以及技術使用難點進行了交流，主要交流問題包括：1.1電動機的機座號與轉(zhuǎn)速及功率的對應關系；1.2電動機在功率、電壓、頻率為額定值時，其空載損耗、效率和功率因數(shù)保證值；1.3額定電壓下，電動機的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比應不低于的保證值；1.4額定電壓下，電動機堵轉(zhuǎn)電流與額定電流之比；1.5不同負載下效率、功率因數(shù)的變化；1.6空載反電勢的測定；1.7是否具備相應的試驗設備和試驗方法；1.8了解各廠家電動機使用的磁鋼性能以及定子、轉(zhuǎn)子矽鋼片的使用情況。,1永磁同步電動機生產(chǎn)廠家調(diào)研,統(tǒng)計2007年以來的的試驗室測試數(shù)據(jù)，主要包括空載測試參數(shù)、負載測試參數(shù)、堵轉(zhuǎn)測試參數(shù)。2007年永磁同步電動機試驗室測試數(shù)據(jù)，包括不同功率、不同極數(shù)永磁同步電動機的空載損耗、空載反電勢，不同負載率下的電動機功率因數(shù)、電動機效率。2008年、2010年永磁同步電動機試驗室測試數(shù)據(jù)，包括不同功率、不同極數(shù)永磁同步電動機的空載損耗、空載反電勢，不同負載率下（負載率為25%、50%、75%、100%、120%）的電動機功率因數(shù)、電動機效率。,2試驗室試驗,3起草工作簡要過程,,空載電參數(shù)測試原理圖,3起草工作簡要過程,2試驗室試驗,試驗室效率測試接線示意圖,3起草工作簡要過程,2試驗室試驗,試驗室電機堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩測量裝置示意圖1.連接法蘭盤2.傳力杠桿3.傳感器4.上安裝板組件5.調(diào)整墊塊6.下安裝板組件7.數(shù)據(jù)處理單元8.PC機,3起草工作簡要過程,2試驗室試驗,永磁同步電動機在堵轉(zhuǎn)時振動較劇烈，各個轉(zhuǎn)矩分量都是變換很快的瞬態(tài)量，這些都使永磁同步電動機轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測試較異步電機困難，目前國內(nèi)還沒有永磁同步電機堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩測試儀器，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩都是根據(jù)理論計算得出，無法實現(xiàn)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的實測，造成電機生產(chǎn)廠家的標注混亂，與電機實際堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩相差大。轉(zhuǎn)矩測試采用的電機堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩測試裝置，能在1s內(nèi)采集600個點，并通過信號調(diào)理模塊將應變電信號轉(zhuǎn)換成232格式，通過電腦可清晰的看出瞬時堵轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)并通過軟件計算出電機堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。電動機的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩具體測試方法是將鋼臂一端固定在電機轉(zhuǎn)軸上，另一端放在壓力傳感器上。對電機施加電壓，測試其堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。,3起草工作簡要過程,2試驗室試驗,主要包括2008年、2010年現(xiàn)場永磁同步電動機現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)。,3起草工作簡要過程,3現(xiàn)場測試,4數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,5征求其他油田有關單位和專家的意見，提出本標準的征求意見稿,統(tǒng)計2007年以來的的試驗室及現(xiàn)場試驗、測試數(shù)據(jù)，統(tǒng)計數(shù)據(jù)包括：4.1空載損耗、空載反電勢；4.2不同負載下的電動機效率、功率因數(shù)；4.3堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、堵轉(zhuǎn)電流；4.4現(xiàn)場運行電壓、功率因數(shù)及電動機功率利用率等參數(shù)。,第二部分,永磁同步電動機在抽油機上的應用分析,抽油機用節(jié)能電動機主要包括雙功率電機、直線電機、高轉(zhuǎn)差電機、電磁調(diào)速電機、磁阻電機、抽油機專用永磁同步電機、齒輪減速電機等，它們各有優(yōu)缺點。實驗測試結果說明，抽油機專用永磁同步電動機是近幾年不斷發(fā)展不斷完善的電動機，任何抽油機上都可以應用，節(jié)電效果最好。特別其容性無功特性是其他電機無法比擬的。因此在抽油機上應為首選電機。,1抽油機用節(jié)能電機,1抽油機用節(jié)能電機,2替代異步電機優(yōu)勢,1、效率與功率因數(shù)高異步電機在工作時，轉(zhuǎn)子繞組要從電網(wǎng)吸收部分電能勵磁，消耗了電網(wǎng)電能，這部分電能最終以電流在轉(zhuǎn)子繞組中發(fā)熱消耗掉，該損耗約占電機總損耗的20~30%，它使電機的效率降低。該轉(zhuǎn)子勵磁電流折算到定子繞阻后呈感性電流，使進入定子繞阻中的電流落后與電網(wǎng)電壓一個角度，造成電機的功率因數(shù)降低。另外，從永磁同步電機與異步電機的效率及功率因數(shù)曲線可以看出，異步電動機在負載率<50%時，其運行效率和運行功率因數(shù)大幅度下降，所以在抽油機上運行時效率不高。永磁同步電動機在轉(zhuǎn)子上鑲嵌了永磁體后，由永磁體來建立轉(zhuǎn)子磁場，在正常工作時轉(zhuǎn)子與定子磁場同步運行，轉(zhuǎn)子中無感應電流，不存在轉(zhuǎn)子電阻損耗，只此一項可提高電機效率4%~5%。由于在永磁同步電動機轉(zhuǎn)子中無感應電流勵磁，定子繞組有可能呈純阻性負載，使電機功率因數(shù)幾乎近于1.,2替代異步電機優(yōu)勢,永磁同步電動機轉(zhuǎn)子結構圖,2、啟動轉(zhuǎn)矩大異步電機啟動時，要求電機具有足夠大得啟動轉(zhuǎn)矩，但又希望啟動電流不要太大，以免電網(wǎng)產(chǎn)生過大的電壓降落而影響接在電網(wǎng)上的其他電機和電氣設備的正常運行。此外，啟動電流過大時，將使電機本身受到過大電磁力的沖擊，如果經(jīng)常啟動，還有使繞組過熱的危險。永磁同步電動機一般也使用異步啟動方式，由于永磁同步電動機在正常工作時轉(zhuǎn)子不起作用，在設計永磁同步電動機時，可使轉(zhuǎn)子繞組完全滿足高啟動轉(zhuǎn)矩的要求，例如使啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)由異步電機的1.8倍上升到2.5倍，甚至更大，較好的解決了動力設備中的“大馬拉小車”的現(xiàn)象。,2替代異步電機優(yōu)勢,3、工作溫升降低由于異步電機工作時，轉(zhuǎn)子繞組有電流流動，而這個電流完全以熱能的形式消耗掉，所以在轉(zhuǎn)子繞組中將產(chǎn)生大量的熱量，使電機的溫升升高，影響了電機的壽命。由于永磁同步電動機效率高，轉(zhuǎn)子繞組中不存在電阻損耗，定子繞組中較少有或幾乎不存在無功電流，使電機溫升低，延長了電機的使用壽命。,2替代異步電機優(yōu)勢,4、對電網(wǎng)運行的影響因異步電機的功率因數(shù)低，電機要從電網(wǎng)中吸收大量的無功電流，造成電網(wǎng)、輸變電設備及發(fā)電設備中有大量無功電流，進而使電網(wǎng)的品質(zhì)因數(shù)下降，加重了電網(wǎng)及輸變電設備的負荷，同時無功電流在電網(wǎng)、輸變電設備及發(fā)電設備中均要消耗部分電能，造成電力電網(wǎng)效率變低，影響了電能的有效利用。同樣由于異步電機的效率低，要滿足輸出功率的要求，勢必要從電網(wǎng)多吸收電能，進一步增加了電網(wǎng)能量的損失，加重了電網(wǎng)負荷。在永磁同步電動機轉(zhuǎn)子中無感應電流勵磁，電機的功率因數(shù)高，提高了電網(wǎng)的品質(zhì)因數(shù)，使電網(wǎng)中不再需要安裝補償器。同時，因永磁同步電動機的效率高也節(jié)約了電能。,2替代異步電機優(yōu)勢,使用抽油機專用永磁電機替代普通電機，電動機的容量減少，工作電流大幅度下降，自身損耗和線路損耗大幅度減少，經(jīng)濟效益顯著，主要包括以下4個方面。,1.抽油機專用永磁同步電動機具有啟動轉(zhuǎn)矩大、效率和功率因數(shù)高、無轉(zhuǎn)差及過負載能力強的特點，可使配套三相異步電動機功率降低1-2個功率段。每臺30kW永磁高效同步電動機替代55kW異步電機平均節(jié)電1.5kW左右，按年運行8000h計算，每年可節(jié)電12000kWh。,3替代異步電機效益分析,3.由于變壓器、電動機容量的降低，可使供電線路電流下降、功率因數(shù)提高，可使供電系統(tǒng)在不改變原來供電設備的基礎上，增加系統(tǒng)的供電能力。功率因數(shù)的提高可使電流、視在功率減小1/2以上，在不增加變電所的容量的情況下，相當于變電所增容50%。,2.電流下降使得線路損耗下降。變壓器至電動機的電纜長度約為100m,截面積為25mm2。電流的下降，使單井低壓電纜有功損耗減少0.5—0.7kW；變壓器容量的減少，自身損耗減少0.3kW左右；一條帶10口井的6000V線路可減少高壓線路損耗約3.9kW。,3替代異步電機效益分析,4.永磁同步電動機可在容性負載狀態(tài)下運行，低壓側不需要增加任何電容補償，就可使線路的功率因數(shù)達到0.9以上；由于變壓器呈感性負載，可以和電動機進行一部分的無功補償，因此高壓側的功率因數(shù)可達到0.95以上，減少電容補償費用。,3替代異步電機效益分析,永磁同步電動機機在抽油機上的應用，人們最擔心的是退磁問題。曾抽測6個生產(chǎn)廠家的12臺在用永磁同步電機，其中4家的主要參數(shù)合格率為零，主要是用磁體的質(zhì)量不過關；2家的全部合格。不合格的主要原因是：據(jù)調(diào)研，國內(nèi)永磁體正規(guī)生產(chǎn)廠的設備先進，檢驗設備齊，工藝過程全部真空化，產(chǎn)品的質(zhì)量好。一些設備陳舊，檢驗設備不全，工藝落后的廠家生產(chǎn)的永磁體各項性能參數(shù)很難做到長期穩(wěn)定。因此，必須要求該電機廠選用正規(guī)生產(chǎn)廠家的永磁體。,4現(xiàn)場使用的幾個問題,1.退磁問題,五類磁鋼：鋁鎳鈷磁鋼、鐵氧體磁鋼、燒結釹鐵硼、粘接釹鐵硼、釹鐵硼磁鋼每類產(chǎn)品按最大磁能積大小劃分若干個牌號：N35—N52,N35M—N50M，N30H—N48H,N30SH—N45SH，N28UH—N35UH,N28EH—N35EH磁鋼N38SH：N38是磁鋼性能標號，SH是耐溫標號，耐溫120度。,1.退磁問題,4現(xiàn)場使用的幾個問題,為此，我們可以從永磁同步電機中拆出所有永磁體，從每臺中隨機抽取幾塊，用大塊稀土永磁無損測量裝置測試永磁體的剩磁、磁感矯頑力、內(nèi)稟矯頑力、最大磁能積，與標準比對，即可知道永磁體是否退磁。選擇合理標號的磁鋼，可以有效防止電退磁。,1.退磁問題,4現(xiàn)場使用的幾個問題,抽油機電機運行時負載率都很低，而啟動時又需要大的啟動轉(zhuǎn)矩，因此，人們在選擇永磁同步電機時總希望啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)大的電機，這樣可以降低抽油機配備電機的額定功率，進而提高電機的負載率，達到節(jié)電之目的。但在抽油機工作狀況下，部分生產(chǎn)廠家的永磁同步電機啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)遠低于說明書中的指標，故抽油機啟動困難，甚至無法啟動。主要原因是：低壓線路較長，啟動電流過大（實測在10倍額定電流以上，有的在啟動開始的前2個周波達到18倍），導致變壓器及低壓線路的壓降很大，永磁同步電機在嚴重欠壓狀態(tài)下啟動。,2.啟動問題,4現(xiàn)場使用的幾個問題,3家生產(chǎn)廠的永磁同步電機測試結果,2.啟動問題,4現(xiàn)場使用的幾個問題,額定電壓下啟動轉(zhuǎn)矩大且啟動電流也大的永磁同步電機在抽油機工作狀態(tài)下啟動轉(zhuǎn)矩反而小，因此，在抽油機上考慮永磁同步電機的啟動性能時，僅僅考慮啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)是不夠的，還應當考慮啟動電流的影響。,2.啟動問題,4現(xiàn)場使用的幾個問題,（1）空載反電勢：每臺永磁同步電機都有一個不同的空載反電勢，測取方法是：①用同種轉(zhuǎn)速的永磁同步電機軸對軸連接，一臺定子接通三相交流電，達到同步轉(zhuǎn)速時，測試另一臺被拖動電機定子的開路電壓即為空載反電勢。②用電流拐點法測試電動機反電勢。實際冷態(tài)下，電動機在額定電壓、額定頻率下空載穩(wěn)定運行后，調(diào)整輸入電壓繪制電流曲線，根據(jù)曲線找出電流拐點，此時對應的電動機端輸入電壓即為該電動機的空載反電勢。,3.功率因數(shù)與電機反電勢,4現(xiàn)場使用的幾個問題,多功率異步電機空載特性曲線,3.功率因數(shù)與電機反電勢,4現(xiàn)場使用的幾個問題,永磁同步電機空載特性曲線,3.功率因數(shù)與電機反電勢,4現(xiàn)場使用的幾個問題,（2）臨界反電勢：在一定負載下，連續(xù)調(diào)整永磁同步電機的定子電壓，用FLUK43B電力分析儀測試永磁同步電機的瞬時無功功率，并用萬用表測試電壓，當FLUK43B測取的無功功率即不顯示“C”（容性無功）也不顯示“L”（感性無功）時對應的定子電壓即為該負載下的臨界反電勢，此時的無功功率最小。,4現(xiàn)場使用的幾個問題,（3）負載率、定子電壓對（無功功率）功率因數(shù)的影響對不同額定電壓等級（380V、660V、1140V）、不同額定功率（22kW、30kW）和不同轉(zhuǎn)速（750轉(zhuǎn)/分鐘、1000轉(zhuǎn)/分鐘）的12臺永磁同步電機在不同負載率對應不同電壓下的有功功率、無功功率和功率因數(shù)進行測試，結果說明：各參試之間的規(guī)律關系都基本一致。,3.功率因數(shù)與電機反電勢,4現(xiàn)場使用的幾個問題,30kW8極380V永磁同步電機不同負載率、不同電壓下的功率因數(shù),3.功率因數(shù)與電機反電勢,4現(xiàn)場使用的幾個問題,（4）永磁同步電機功率因數(shù)與負載率、反電勢的關系①當定子電壓高于永磁同步電機的臨界反電勢時，其感性無功功率呈感性功率因數(shù)運行；當定子電壓低于永磁同步電機的臨界反電勢時，永磁同步電機的容性無功功率呈容性功率因數(shù)運行。②外加永磁同步電機的定子電壓等于或近似等于其臨界反電勢時，電機無功功率最小，功率因數(shù)最高。③負載率較低時，功率因數(shù)隨外加定子電壓偏離臨界反電勢的增大而減小，定子電壓偏離臨界反電勢越多功率因數(shù)下降越多。,3.功率因數(shù)與電機反電勢,4現(xiàn)場使用的幾個問題,（4）永磁同步電機功率因數(shù)與負載率、反電勢的關系④隨負載率的增大，電壓變化對功率因數(shù)的影響逐漸減弱，當負載率大于40%時，電壓變化對功率因數(shù)的影響很小。⑤在定子電壓一定時，電機的負載率越低功率因數(shù)越低。⑥電機空載臨界反電勢近似等于空載反電勢，隨著負載的增加臨界反電勢逐漸下降，在抽油機的工況狀態(tài)下下降約2.5%U。,3.功率因數(shù)與電機反電勢,4現(xiàn)場使用的幾個問題,對在用2年以上的1356臺永磁同步電動機作了跟蹤調(diào)查和統(tǒng)計，永磁同步電機的軸和軸承的故障率較高——斷軸32起，軸承損壞113起。其原因是：30kW永磁同步電機的軸徑為60mm，軸承2313；而替換的Y系列45kW、55kW電機的軸徑是75mm，軸承2314——2317。因此，永磁同步電機的軸徑和軸承比同功率的異步電機應適當加大1——2個規(guī)格，才能滿足在抽油機上的使用要求。,4.斷軸問題,4現(xiàn)場使用的幾個問題,第三部分,標準條文說明解釋,1范圍,本標準規(guī)定了抽油機用永磁同步電動機（以下簡稱永磁電動機）的型式基本參數(shù)與尺寸、技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則，標志、包裝、運輸和貯存等的要求，以及電動機的現(xiàn)場安裝與使用規(guī)范。本標準適用于永磁電動機。本標準適用于油田企業(yè)永磁電動機的選型、采購、檢驗、驗收、入庫以及使用等。,GB755旋轉(zhuǎn)電動機定額和性能GB997電動機結構及安裝型式代號GB/T1032三相異步電動機試驗方法GB1993旋轉(zhuǎn)電動機冷卻方法GB/T4772.1旋轉(zhuǎn)電動機尺寸和輸出功率等級第一部分機座號56~400和凸緣號22~1080GB/T4942.1旋轉(zhuǎn)電動機外殼防護等級（IP代碼）GB10068旋轉(zhuǎn)電動機振動測定方法及限值GB10069.1旋轉(zhuǎn)電動機噪聲測定方法及限值第一部分：旋轉(zhuǎn)電動機噪聲測定方法GB/T22711高效三相永磁同步電動機技術條件（機座號132~280）JB/T9615.1交流低壓電動機散嵌繞組匝間絕緣試驗方法JB/T9615.2交流低壓電動機散嵌繞組匝間絕緣試驗限值JB/T9616Y系列（IP44）三相異步電動機技術條件（機座號80~315）JB/T10391《Y系列(IP44)三相異步電動機技術條件(機座號80~355),2規(guī)范性引用文件,3型式基本參數(shù)與尺寸,3.1電動機的結構及安裝型式應符合GB997中IMB5、IMB35、IMB3、IMVI的規(guī)定并按表1的規(guī)定制造。,表1電動機的結構及安裝型式對應表,3型式基本參數(shù)與尺寸,3.2電動機的外殼防護等級符合GB/T4942.1中IP44的規(guī)定。3.3電動機的冷卻方法符合GB1993中IC411的規(guī)定。3.4電動機的定額是以連續(xù)工作制（SI）為基準的連續(xù)定額。3.5電動機的額定頻率為50Hz，額定電壓為380V、660V、1140V。3.6電動機應額定輸出功率范圍如下，單位為kW：5.5，7.5，11，15，18.5，22，30，37，45，55。3.7電動機的機座號與轉(zhuǎn)速及功率的對應關系應符合表2的規(guī)定。3.8電動機的尺寸及公差應符合GB/T22711的規(guī)定。,表2機座號與轉(zhuǎn)速及功率對應關系,3型式基本參數(shù)與尺寸,4.1在下列的海拔高度、環(huán)境空氣溫度以及環(huán)境空氣相對濕度條件下，電動機應能額定運行：a)海拔高度不超過1000m；b)環(huán)境空氣最高溫度隨季節(jié)而變化，不低于―25℃，但不超過45℃；c)最濕月月平均最高相對濕度為90%，同時該月月平均最低溫度不高于25℃。注：如電動機指定在海拔超過1000m或環(huán)境溫度高于45℃的條件下使用時，應按GB755標準規(guī)定執(zhí)行。4.2電動機運行期間電源電壓的頻率對額定值的偏差應按GB755的規(guī)定。,4技術要求,4.3電動機在功率、電壓及頻率為額定時，其效率、空載損耗的保證值應符合表3的規(guī)定。4.4電動機在電壓和頻率為額定值時，其功率因數(shù)在額定負載時應不低于0.95，在1/2額定負載時應不低于0.92，在1/4額定負載時應不低于0.88。4.5在額定電壓下，電動機的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比的保證值應不低于表4的規(guī)定。,4技術要求,表3效率和空載損耗保證值,4技術要求,表4堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比的保證值,4技術要求,4.6在額定電壓下，電動機牽入轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比的保證值應不低于1.5。4.7在額定電壓下，電動機失步轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比的保證值應不低于2.4。4.8在額定電壓下，電動機堵轉(zhuǎn)電流對額定電流之比應不大于8.5。,4技術要求,4.9永磁電動機空載反電勢范圍及測試方法4.9.1永磁電動機空載反電勢的范圍應符合表5規(guī)定。,表5永磁電動機空載反電勢的范圍,4技術要求,4.9.2永磁電動機反電勢測定方法a)將被測電動機拖至額定同步轉(zhuǎn)速作為發(fā)電動機空載運行，分別測量電動機繞組三相出線端電壓，取其平均值作為空載反電動勢；b)用電流拐點法測試電動機反電勢。實際冷態(tài)下，電動機在額定電壓、額定頻率下空載穩(wěn)定運行后，調(diào)整輸入電壓繪制電流曲線，根據(jù)曲線找出電流拐點，此時對應的電動機端輸入電壓即為該電動機的空載反電勢。4.10永磁電動機的軸徑不低于表6的規(guī)定。,4技術要求,4技術要求,表6永磁電動機軸徑限定值,4技術要求,4.11電動機電氣性能保證值的容差應符合GB755的規(guī)定。4.12當海拔高度和環(huán)境空氣溫度符合本標準4.1的規(guī)定時，電動機定子繞組的溫升限值（電阻法）應不超過下列規(guī)定。a)B級絕緣為80K；b)F級絕緣為105K；c)軸承的允許溫度（溫度計法）應不超過95℃。4.13電動機在熱狀態(tài)和逐漸增加轉(zhuǎn)矩的情況下，應能承受4.7所規(guī)定的失步轉(zhuǎn)矩值（計及容差），歷時15S而無轉(zhuǎn)速突變、轉(zhuǎn)停及發(fā)生有害變形，此時，電動機和頻率應維持在額定值。4.14電動機在空載情況下，應能承受提高轉(zhuǎn)速至額定值的120%，歷時2min而不發(fā)生有害變形。,4技術要求,4.15電動機定子繞組對機殼的熱態(tài)對地絕緣電阻應不低于下列公式所求得的數(shù)值。R=U/（1000+0.01P）式中：R——電動機定子繞組對機殼的熱態(tài)絕緣電阻，MΩ；U——電動機額定電壓，V；P——電動機額定輸出功率，kW。4.16電動機定子繞組應能承受1min的耐電壓試驗而不發(fā)生擊穿。試驗電壓頻率為50Hz，并盡可能為正弦波形。其電壓有效值按GB755規(guī)定值進行。,4技術要求,4.17電動機定子繞組應能承受匝間沖擊耐電壓試驗而不被擊穿。試驗沖擊電壓峰值按JB/T9615.2的規(guī)定。4.18電動機在空載時測得的振動速度有效值應符合GB10068的規(guī)定。4.19電動機在空載時測得的A計權聲功率級的噪聲數(shù)值應符合GB/T10069.1的規(guī)定4.20當三相電源平衡時，電動機的三相空載電流中任何一相與三相平均值的偏差不大于三相平均值的10%。4.21電動機氣隙不均勻度應符合JB9616的規(guī)定。4.22電動機有一個圓柱形軸伸，雙方另有協(xié)議時允許電動機制成兩個軸伸，第二軸伸應能傳遞額定輸出，但只能用聯(lián)軸器傳動。,5試驗方法,5.1電氣性能試驗按GB/T22711、GB/T1032標準中規(guī)定進行。5.2噪聲試驗按GB/T1009.1標準規(guī)定進行。5.3振動試驗按GB10068標準規(guī)定進行。5.4繞組匝間耐電壓試驗按JB/T9615.1標準規(guī)定進行。5.5牽入轉(zhuǎn)矩和失步轉(zhuǎn)矩的測定按GB/T22711標準規(guī)定進行。5.6空載特性：在空載穩(wěn)定運行狀態(tài)下分別測取被測電動機的空載電壓、空載電流和空載損耗。,6檢驗項目,6.1每臺電動機須經(jīng)出廠檢驗合格后才能出廠，并應附有產(chǎn)品合格證。6.2電動機的檢驗項目a)空載特性：空載電壓、空載電流、空載損耗、空載反電勢；b)效率和功率因數(shù)的測定；c)堵轉(zhuǎn)電流和堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩測定；d)軸徑。,6檢驗項目,6.3電動機的機械檢查項目a)轉(zhuǎn)動檢查：電動機轉(zhuǎn)動時，應平穩(wěn)輕快，無停滯現(xiàn)象；b)外觀檢查：檢查電動機的裝配是否完整正確，電動機表面油漆干燥完整、均勻、無污損、碰壞、裂痕等現(xiàn)象；c)安裝尺寸、外形尺寸及鍵的尺寸檢查：安裝尺寸、外形尺寸及鍵的尺寸應符合本標準3.8的規(guī)定。,略,7標志、包裝、運輸和貯存,應用標準對某次永磁同步電機測試的分析：抽取2007年以后安裝并在用的永磁同步，共抽取永磁同步電機48臺。主要考察永磁同步電機的空載損耗、空載反電勢、額定功率因數(shù)、額定效率、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)以及軸徑6項參數(shù)，合格率分別為：52.08%、68.75%、79.17%、43.75%、43.75%、47.92%。,6個表征永磁同步電機特性的指標合格率都不高，說明此次抽測的永磁同步電機還存有不少問題，直接影響到永磁同步電機的性能，主要原因為：①硒鋼片、磁鋼選材不達標。選用的錫鋼片不是冷軋的，導致空載損耗大，使得電機綜合效率下降；選用的磁鋼低于35SH，這類磁鋼易出現(xiàn)退磁現(xiàn)象，造成電機反電勢下降，功率因數(shù)和效率降低。②材料用量不夠。包括永磁體用量少、軸徑小。③磁路計算不合理。包括永磁體尺寸、外磁路結構的尺寸以及兩者之間的配合關系的計算不夠精確。,測試建議：對永磁同步電機的使用提出以下建議：①永磁同步電動機定子、轉(zhuǎn)子錫鋼片不低于DW530；②電動機的磁鋼不低于35SH；③合理使用永磁體的用量；④科學進行磁體尺寸、磁路結構及二者關系的計算；⑤軸徑按標準要求至少大于同規(guī)格異步電機1個規(guī)格。,第四部分,永磁同步電機現(xiàn)場使用應注意的幾個問題,傳統(tǒng)變壓器一次測電壓調(diào)整只有2檔3個位置，電壓調(diào)整范圍只有5%，且電壓調(diào)整步幅較大，不能滿足永磁同步電機對電壓的需要。因此，要選用最新研制的8檔9位變壓器，電壓調(diào)整范圍達10%，步幅調(diào)整2.5%；該變壓器無論是在變電所的始端還是在末端都能保證永磁同步電機的定子電壓接近臨界反電勢。,1合理選擇配套變壓器,同一個生產(chǎn)廠的永磁同步電機空載反電勢的離散性較大，給現(xiàn)場使用帶來麻煩。因此，必須要求永磁同步電機生產(chǎn)廠在設計制造時，反電勢要略高于額定電壓的2.5%—3.5%，并在明牌上做出標示。偏離設計值范圍的視為不合格，不準出廠。根據(jù)電機銘牌上標示的空載反電勢，調(diào)整變壓器輸出電壓，使電壓值低于空載反電勢的2.5%左右，以現(xiàn)場實測電機呈很高容性功率因數(shù)運行為最佳。這一特點在抽油機上特別有意義，對一臺變壓器拖動一臺電機的情況，電機的容性無功正好和變壓器的感性無功相互補償，可使變壓器的一次測功率因數(shù)大于“0.90”。對一臺變壓器拖動多臺電機的情況，適當控制容性功率因數(shù)和感性功率因數(shù)運行永磁同步電機的比例數(shù)，也可使變壓器的一次測功率因數(shù)大于“0.90”。,2確保呈容性功率因數(shù)運行,永磁同步電機比異步電機在抽油機上更容易發(fā)電，異步電機斷電時，剩磁量會變的很少，從而形成的電勢也不會很高，擊穿電機線圈的概率很小。當永磁同步電機定子與電網(wǎng)斷開時（抽油機因停電、故障或人為停機而不及時剎車時）會產(chǎn)生能量倒送，使得電機高速反轉(zhuǎn)，在永磁電機輸出端形成高壓電勢，如不及時處理，會導致電機及控制線路絕緣擊穿而損壞，而且電機極數(shù)越高，反電勢越高，其危害也越大。因此，應嚴禁抽油機拖動永磁同步電機高速自由運轉(zhuǎn)。,3嚴禁抽油機拖動永磁同步電機高速運轉(zhuǎn),由于特殊的抽油機工況，永磁同步電動機在抽油機上的應用有其特殊性，如果不掌握這些特性，在實際使用中永磁同步電動機的優(yōu)點就不能充分發(fā)揮出來，就不能達到最佳節(jié)電效果，掌握永磁同步電動機的特性對用好永磁同步電動機十分必要。,不當之處！,敬請各位領導專家批評指正！,