JB/T 10321-2002 电动工具用串励电动机B级绝缘结构寿命的评定

ICS25.140.20K64JB中华人民共和国机械行业标准JB/T10321-2002电动工具用串励电动机B级绝缘结构寿命的评定2002-07-16发布2002-12-01实施中华人民共和国国家经济贸易委员会发布JB/T10321—2002前言电动工具用单相串励电动机绝缘结构是提高电动工具的安全性能、技术水平,保证安全使用的关键技术。本标准是在“电钻、角向磨光机等电动工具用串励电动机B级绝缘结构”的基础上制定的。本标准与GB丌17948.1-2000( idt IEC60034-18-21:1992)《旋转电机绝缘结构功能性评定散绕绕组试验规程热评定与分级》有原则差异。GB179481-2000是根据旋转电机绝缘结构老化由热老化引起的机理制定的,而电动工具用串励电动机绝缘结构老化机理由热冲击和机械应力综合作用引起的,由于两者在老化机理、试验方法等方面都有原则不同,因此单独制定本标准。本标准按GBT1.1—200《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写规则》编写。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国电动工具标准化技术委员会归口。本标准起草单位:上海电动工具研究所、上海日立电动工具有限公司本标准起草人:秦泳元、吴国强、陆顺平、史美辛、杨慕良、曹红仙。JB/Tr10321-2002电动工具用串励电动机B级绝缘结构寿命的评定范围本标准规定了—般环境使用条件下电动工具用串励电动机B级绝缘结构寿命的评定方法用于评定温度等级为]30℃(B级)单相交流电压不超过250V的电动工具用申励电动机的绝缘结构〔以下简称绝缘结构)。本标准不适用于非串励电动机绝缘结构寿命的评定2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准GBT29005-1983电工名词术语电气绝缘材料JBT960—1999电动工具用单相申激电动机转子的平衡精度和工艺规程JBT102542001电动工具用单相丰励电动机定子、转子技术要求3术语和定义下列术语和定义适用于本标准绝缘结构 insulation system种或几种绝缘材料组合,根据电动工具用串励电动机的特点和尺寸要求,将它与导体部件设计成为一个整体,用以隔绝有电位差的导电体32质量保证试验 guality assurance test剔除有缺陷试样所进行的合格筛选试验3.3运行寿命 service life绝缘结构根据运行经验和一些功能性试验结果而制定的评定程序进行试验试样到达失效标准所经历的时间3.4寿命试验 ife test绝缘结构暴露在预定温度、电和机械应力综合作用下,测量某些性能的变化,以评定绝缘结构老化寿命的试验35温度等级 temperature classification表示绝缘结构的最高允许工作温度,在这样的温度下,它能在预定的使用期内维持其性能在允许的范围内。B级绝缘结构温度等级所对应的温度值为130℃。注:本标准的温度等级与旋转电动机、变压器等电工产品绝缘结构的温度等级的温度值相同,但评定的方法不同旋转电动机、变压器等电工产品绝缘结构的温度等级是用国内外通用的热老化法评定分级的,而电动工具用串励电动机B级绝缘结构的温度等级是按本标准检验评定的JBT10321-2002总则4.1绝缘结构寿命的评定原则评定B级绝缘结构的原则是模拟实际运行时绝缘结构寿命的老化机理来评定B级绝缘结构寿命4.2绝缘结构运行寿命值在评定绝缘结构寿命时,试样是温度等级为B级绝缘结构的单相串励电动机的旋转类电动工具,其输出轴额定转速不超过300min,运行平稳,带风扇转子的动平衡精度不低于G63级,绝缘结构保持在(125±2)℃时的寿命值应大于等于500h43绝缭结构中的绝缘材料绝缘结构的温度极限与其中各绝缘材料的温度极限不完全一致。在绝缘结构中,绝缘材料的温度极限可以因其他组成材料的保护而有所提高,也可能因材料间不相容而使绝缘结构的温度极限低于各个组成材料的温度极限。因此电动工具用串励电动机绝缘结构的温度等级以本标准评定后的温度等级为依据,不按组成材料本身的温度等级为依据。44评定绝缘结构寿命的标准程序制备适合寿命试验所需的试样b)按规定试验方法对试样进行寿命试验c)定期测量试样的空载电流、负载电流、转子温升d)连续对试样进行寿命试验,直到超过寿命估计使用值或破坏失效为止e)记录整理试验数据,按试验数据评定温度等级5试样51试样的制备绝缘结构寿命试验用的试样是电动工具整机,是从受相同条件处理的总体试样中随机抽样的。装有温控器的试样应拆除温控器。为倸证试验顺利进行,只要试样的绝缘结构和绝缘处理工艺不变,允许对试样不作考核的部件如齿轮、换向器等进行适当改进。52绝缘材料及绝缘处理工艺521对绝缘材料要详细记录材料名称、类型或型号、性能、参数、生产批号、制造商。这些绝缘材料包括电磁线、绝緣漆、包封胶、包扎带、槽绝缘、槽楔、套管、端板、引出线及用作附加绝缘的轴绝缘材料522绝缘处理工艺要记录绝缘处理预热、滴漆、胶化、固化的温度和时间53非考核部件的质量要保证绝缘结构试验的连续性和准确性,除了要保持试样绝缘结构质量的一致性外,也取决于试样绝缘结构以外的不作考核的其他部件的质量,要尽可能提高这些部件的使用可靠性。54试样数量本试验是用电动工具整机实样进行试验的。绝缘结构寿命试验的试样为5台电动工具,由于试验时除绝缘结构失效外,还有因其他部件损坏而导致试样在绝缘结构未失效时而出现损坏,需多备5台试样,因此每种试样的数量为10台。每种试样绝缘结构中的绝缘材料和绝缘处理工艺应完全相同。55质量保证试验在进行寿命试验前、试样定子、转子应做以下质量保证试验:外观检查介电强度试验。外观检查应符合JB/T10254的要求,介电强度试验按JB/10254要求值的75%进行试验。JBr10321-—20026试验一般要求61试验方法61.1试验目的和试验条件评定试验是模拟电动工具实际工况条件对绝缘结构寿命影响的一种试验,试样在130℃、规定负载下运行,以评定绝缘结构的温度等级。试验是在加以额定电压下受到高温、机械应力的作用,因此是模拟实际运行中最严酷的工况条件612负载的施加6.1.21如采用对拖法,对试样加以额定电压,带动另一台发电机作为负载运转,调节与发电机串联灯负载的亮度,以达到规定的负载6122如采用水作负载,对试样加额定电压后,调节水的高度,以达到规定的负载6.13温度6.13.1温度的控制试样在规定负载下运转时,调节出风口的大小,以保证试样在130℃下运转。由于6.1.32测得的试样温度是平均温度,而不是试样的最高温度点,因此试样的温度控制在(125±2)C6.132温升测量试样的温升用电阻法测量,它是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升、测得的为平均温升。试样的绕组温升在切断电源后测量,测得的温升应加以修正。绕组在切断电源瞬问的温度,可用冷却曲线延长而外推至切断线路瞬间的方法求得采用外推法时,从切断电源至测得冷却曲线第一点读数的时间应尽可能短。冷却曲线的测量点一般为56点。绕组的温升用下式计算R2(2345+1)-(2-t1)…………………………(1)R1式中△r温升,单位为K;R2一试验时的绕组电阻,单位为9R1试验开始前的绕组电阻,单位为9;1试验开始前的环境温度,单位为℃2试验时的环境温度,单位为℃C。试验前的绕组电阻的测量应使试样在空气中静止安放5h以上后进行。6133实验室环境温度的测量试验开始时及试验时应分别测量实验室环境温度环境温度可用几只温度计分布在工具四周进行测量。温度计安置在距离工具1m~2m,球部位置与试样轴线在同一平面上,并应防止外来辐射热和工具出风口气流的影响。在测量温升前的5min内,取各温度计读数的平均值,即为寿命试验进行过程中实验室的环境温度。6134试样温度寿命试验时试样温度为试样温升加上实验室环境温度614机械应力的施加试验时利用试样在预定温度等级的相应温度下,在规定负载及空载下运转所产生的高速离心力及频繁起动产生的冲击力即为施加在试样上的机械应力这样可保证试样受到机械应力的大小与电动工具在实际运行时受到的机械应力相接近,因此可以模拟电动工具在实际运行中热和机械应力对绝缘结构的综合作用。JBrr10321-2002试样不得有因安装不正确而产生附加的机械应力。由于是考核绝缘结构寿命,所以试样不需施加轴向力62试验周期试验周期根据实际工况选择,每个试验周期为120s,每个周期如下额定电压下规定负载下断电停转空载运转运转20s80注1:试样试验时,应保证绝缘结构的温度在(125±2)℃下进行注2:试验应连续进行,亦可间歇进行。如週特殊情况,如非考核零件损坏或控制装置损坏等,允许停机,待情况正常后继续试验,但需等达到规定温度后才可继续进行并计入连续试验时间。63试验设备凡能满足本标准6和本标准62要求的试验设备都可作为寿命试验设备,目前符合本标准6和本标准62要求的试验设备有对拖法(以一台电动工具作为试样对拖另一台发电机作负载)及水负载法(试样以水作为负载进行试验)两种试验设备。为了能在规定条件下按规定的试验周期进行试验,试验设备要保证试样在额定电压下运行,试验设备的控制装置要能满足本标准6自动空载起动、负载运转、停机的试验周期。64试验程序641试验开始前,应先对试样进行外观检查,确认试样无铜、铁金属屑,漆膜无气孔、开裂,在进行介电强度试验后,测量换向器片间电阻或经转子综合检査,试样正常方可投入试验。642在试验开始前按本标准613,2及本标准6.1.3.3测量试验开始前的试样绕组电阻R1及实验室环境温度t。64.3试样应刚性安装或安装在减振垫上,尽量减少试样因安装不正确而产生的机械振动。644试验开始后,调节试样负载及进风口大小,测量试验时绕组电阻,当调节到试样已符合本标准612及本标准61.3要求,才正式开始试验并记录试验时间64.5在试验过程中,应定期观察火花大小及测量试样温升,以保证试样在规定试验条件下正常运转646试验过程中,隔24h左右,用棉花蘸工业乙醇清理试样换向器表面647试验过程中,允许调换试样电刷,可对轴承、齿轮等加油,调换被拖的发电机,并可定期对试验设备进行检修,认为正常后继续试验。7寿命终点的判别71试验终止在寿命试验过程中,若试样发生下列情况,则认为试样不能运行,终止试验。a)绕组出现火焰b)绕组出现开路c)试样发生失速,不能在规定负载下运行d)绕组出现短路或换向器出现环火;e)试样因换向器损坏或因齿轮、轴齿磨损而停止运转。7.2非正常损坏的判别由于本试验是评定绝缘结构的寿命,而不是评定电动工具整机的寿命或可靠性,因此需对终止试验的试样进行分析,如出现下列情况,虽然试样不能继续试验,但不能认为绝缘结构已损坏。)由于部件或杋械零件发生故障,如换向器跳排、断裂,含油轴承磨损,齿轮或轴齿磨损。JBT10321-2002b)由于明显的制造工艺因素,如点焊质量不好,虚焊、焊点过热引起的开路或接头断开。c)换向器片间短路及电刷架机械性损坏等引起的短路。7.3寿命终止绝缘结构寿命的终止是以绕组发生短路或烧坏而引起试样失速环火作为判别绝缘结构寿命终止的依据。8数据评定8.1绝缘结构寿命终止时间的计算,按本标准73计算试样在规定温度下实际运转的时间(不包括中间检修、排除故障、中途停止试验的时间)。82绝缘结构的寿命值是以计算5个试样的平均值为依据83凡试样的平均值超过本标准42的规定值即可判定该绝缘结构的寿命值合格。如试样并非由于本标准73绝缘结构寿命终止的原因而使试验终止,则至少有3个试验绝缘结构的寿命值全部超过本标准42规定的寿命值,亦可判定该绝缘结构的寿命合格84绝缘结构温度等级的评定:待评定的绝缘结构的寿命在130℃的运行寿命超过本标准42规定值者,则可评定该绝缘结构温度等级为B级。9检验规则9.1本标准所列的试验项目是为了确定电动工具用串励电动机绝缘结构的寿命,并评定该绝缘结构的温度等级为B级92经过本标准评定的B级绝缘结构,凡遇下列情况之时,则需进行本标准检验。a)该绝缘结构的绝缘材料组份及绝缘处理工艺改变。b)使用新的绝缘结构c)该绝缘结构中主要绝缘材料的生产单位不同,且未经本标准评定者10试验报告试验报告应包括a)对被试试样产品名称、绝缘结构及其组份的说明(如说明绝缘漆、漆包线、槽绝缘等材料的名称、牌号、生产厂、绝缘工艺)。b)检验时所用的试验设备、试验方法、试验单位c)试样检验情况。d)试验结果分析,试样因非考核零部件损坏而无法继续试验的情况e)试样绝缘结构寿命及温度等级的评定