无刷励磁同步电机的型式试验、检查试验和防爆性能检验的试验必须遵照GB/T 1029—2005《三相同步电机试验方法》、对于防爆电机还要根据不同的防爆型式按GB3836的各项规定执行。

无刷励磁同步电机的无刷励磁控制系统型式是采用主同步电机、旋转整流器、交流主励磁机、静止电力电子式副励磁控制柜或主同步电机、旋转整流器、交流主励磁机、永磁式副励磁机的无刷励磁控制系统，其产品型式试验的方法必须具备和满足两个基本条件要求：一是能够动态运行中测量同步电机转子励磁绕组的电流及温升；二是各项试验所测量的技术数据都必须是同步电机、旋转整流器、交流主励磁机、永磁式副励磁机同轴装配为一体或者模拟同轴装配为一体的动态运行中的技术数据。根据上述两个基本条件要求和原则我们提出如图7-1所示的无刷励磁同步电机产品试验原理系统图。

图7-1 无刷励磁同步电机产品试验原理系统图

无刷励磁同步电机的产品型式试验必须在总装配之前分为三个阶段进行试装试验。

下面我们分别按着三个阶段程序具体地说明。

1.旋转整流器的试验方法（第一阶段试验）

旋转整流器是无刷励磁系统重要组成部分。关于旋转整流器的试验方法，国内外标准和技术文献都没有规定和记载，我们参阅了上海吴泾化工厂《无刷励磁试验介绍》和《无刷励磁试制总结》中有关无刷励磁控制系统旋转整流器的试验要求（1972年该厂改造成功我国首台无刷励磁同步电机，并为我国开发研究增安型无刷励磁同步电机提供了极为珍贵的可借鉴的实践经验）。

旋转整流器主要功能是在动态运行中为主同步电机转子励磁绕组提供励磁功率，并具有自动灭磁保护、顺极性最佳时刻自动投励、带载失步保护三大智能自动控制保护功能。所以旋转整流器在组件装配之前应分别对三大智能自动控制保护功能进行调试和整定试验，另外要对灭磁电阻器性能进行产品型式试验。待上述两个主要组件试验合格之后才能进行旋转整流器装配，装配后的旋转整流器才能进行整机静态试验和动态试验。

（1）旋转整流器的静态试验

旋转整流器的静态试验原理图如图7-2所示。

图7-2 旋转整流器的静态试验原理图

旋转整流器在进行静态试验时，静态旋转整流器为图7-2所示的虚线部分。三相桥式整流电路的交流输入是由试验专用低压电源供电（低压电源必须与无刷励磁同步电机高压专用试验电源为同一电源），低压电源经试验用三相调压变压器、数据测试台调至额定电压。此时静态旋转整流器直流输出端1F₁、1F₂两端直流电压为零，即使将被试同步电机励磁切换开关开合，再经安装在主交流励磁机位置上的试验专用集电环和引接电刷接通被试同步电机转子励磁绕组电路，1F₁、1F₂两端直流励磁电压依然为零，因为晶闸管VT₁处于阻断状态。只有当被测试的无刷励磁同步电机定子高压绕组接通试验专用高压电源之后，即高压开关被关合之后。被测试的无刷励磁同步电机起动运行的同时TLK—8.27—Ⅱ型智能检测控制单元，按设定的程序进行自动灭磁保护、顺极性最佳时刻自动投励，即晶闸管VT₁导通。被测试的无刷励磁同步电机转子励磁绕组的1F₁、1F₂两端才被施加了额定直流励磁电压，被试的无刷励磁同步电机由异步起动运行而被牵入同步运行。

旋转整流器在进行静态试验时，首先要测定堵转电压峰值。堵转电压峰值的测试是旋转整流器静态试验的重要测试项目。同时所测试和拍摄无刷励磁同步电机起动全过程中转子励磁绕组所感应电压曲线不仅是智能检测控制单元程序设计的重要整定参数，也是校核旋转整流器的智能控制功能的重要设计数据。

旋转整流器在进行静态试验时除了测试和试验旋转整流器整流励磁特性及其功能数据以外，还必须测定和拍摄出旋转整流器在静态情况下无刷励磁系统中的灭磁自动保护、顺极性最佳时刻自动投励和带载失步保护以及带载失步再整步的全部智能自动控制和保护功能技术数据和功能特性曲线。

（2）旋转整流器的动态模拟试验

旋转整流器的动态模拟试验是将旋转整流器装配在具有多集电环模拟试验专用转轴上，并与被测试的无刷励磁同步电机对接拖动，进行旋转整流器的动态模拟试验。如图7-3所示。

图7-3 旋转整流器的动态模拟试验原理图

旋转整流器的动态模拟试验的目的是进一步验证旋转整流器在实际旋转运行的动态情况下的性能和质量，实质是旋转整流器动态性能的考核。在旋转整流器的动态模拟试验时必须将旋转整流器全部测试点和输入、输出端子引接在模拟试验专用转轴上的试验专用集电环上，并通过电刷再引接到测试台上。动态模拟试验的旋转整流器三相桥式整流电路的交流输入经试验专用集电环、电刷引接到测试台并由试验专用低压电源供电（低压电源必须与无刷励磁同步电机高压专用试验电源为同一电源），再经三相调压变压器调至额定电压；三相桥式整流电路的直流输出1F₁、1F₂两端子，经试验专用集电环、电刷引接到测试台上，再经励磁切换开关、测试台引接在被试无刷励磁同步电动机安装交流主励磁机位置上的试验专用集电环的电刷上，然后经集电环与被试无刷励磁同步电机转子励磁绕组接通而构成试验电路。动态模拟试验将检验测定和拍摄旋转整流器的TLK—8.27—Ⅱ型智能检测控制单元按所设计的程序进行自动灭磁保护、顺极性最佳时刻自动投励和带载失步保护三大智能自动控制功能特性曲线和表面温度的测定。(www.daowen.com)

动态模拟试验的多集电环模拟试验专用转轴，即模拟试验装置。模拟试验装置设计，除装配有试验用多集电环和电刷装置之外，转轴上还设置了装配旋转整流器和交流励磁机的位置，以及双座式轴承和驱动对接联轴器。其中试验用集电环和电刷装置将把动态测试技术数据引接到测试试验台的仪表、多线示波器，以拍摄特性曲线或记录动态特性和进行数据自动处理。

2.交流主励磁机和永磁式副励磁机的试验方法（第二阶段试验）

永磁式副励磁机是无刷励磁控制系统为交流主励磁机提供励磁电源的发电机。在第二阶段试验中首先对永磁式副励磁特性进行试验之后才能进行交流主励磁机的特性试验。

（1）永磁式副励磁机的特性试验

为了实现具有永磁式副励磁机的无刷励磁系统，而进行的考核永磁式副励磁机各项性能试验原理，如图7-4所示。

图7-4 永磁式副励磁机试验原理图

永磁式副励磁机功率较小，也可根据企业试验设备情况采用低压专用试验电源，同时应考虑试验装置的问题。

（2）交流主励磁机的特性试验

交流主励磁机的试验原理如图7-5所示。

图7-5 交流主励磁机和永磁式副励磁机试验原理图

交流主励磁机的试验，是在第一阶段试验基础上，将旋转整流器和交流主励磁机电枢装配在多集电环模拟试验专用的转轴上（即模拟试验装置的主轴）。交流主励磁机定子机座与电枢绕组相对应，安装于多集电环模拟试验装置的双座式轴承的底板上，并以发电机法进行试验。试验时被试无刷励磁同步电动机与多集电环模拟试验装置对接并被驱动旋转。被试验无刷励磁同步电动机由高压电源试验用发电机组供电；直流励磁由试验专用低压电源的直流发电机组供电。测试试验台的被试验无刷励磁同步电动机励磁切换开关位置、旋转整流器三相交流输入电源切换开关位置、交流主励磁机励磁切换开关的位置，依据试验要求和试验的具体情况而定。一般情况下可由无刷励磁系统供电；也可由试验专用低压电源的直流发电机组和交流三相调压变压器供电进行试验，并对试验技术数据进行分析、研究。

交流主励磁机特性试验除了常规试验项目以外，应进行顶值电压、电压响应比以及响应时间的测定，同时需要拍摄励磁电压、励磁电流波形和特性曲线示波图像，这样我们才能对交流主励磁机和永磁式副励磁机的性能做出全面正确的分析与评价。另外在交流主励磁机和永磁式副励磁机的试验中，测试交流主励磁机励磁电压与旋转整流器整流直流输出1F₁、1F₂两端励磁电压的关系曲线，是一条极其重要的曲线，因为这条关系曲线将在增安型无刷励磁同步电动机整机装配后所进行的产品型式试验中成为试验的重要技术依据。

3.无刷励磁主同步电动机的试验方法（第三阶段试验）

如前所述无刷励磁主同步电动机的试验方法应按GB/T 1029—2006《三相同步电动机试验方法》规定进行产品试验。在同步电动机的常规的全部试验项目中有些试验项目在第一阶段试验中进行，另一些试验项目在第二阶段试验中进行。而第三阶段的试验中被试验的同步电动机是以电动机方式进行试验，其试验原理仍如图7-1所示，但其励磁方式可以采用模拟旋转整流器、交流主励磁机、永磁式副励磁机的无刷励磁控制系统的方式进行试验；也可采用传统的常规的直流发电机组的有刷励磁方式进行试验。试验时必须在被试验无刷励磁同步电动机的主轴上，设计所规定装配交流主励磁机旋转电枢的位置临时装配一个试验专用集电环装置，即无刷励磁同步电动机专用试验装置。试验专用集电环装置是由安装于无刷励磁同步电动机主轴装配交流主励磁旋转电枢的位置上的4只集电环的轴套和固定于电机底板上的电刷装置组成，其中两只集电环接同步电动机转子励磁绕组1F₁，1F₂，并经电刷被引接到测试台上，再经测试台和试验用双向励磁切换开关接通励磁电源。另外两只集电环接在安放于转子励磁绕组上的热敏半导体局部测温元件（测温范围50～200℃）并经电刷引接到测试台的半导体高灵敏快速测温仪表上。上述试验测试符合新行业标准JB/T 8973—2011《增安型无刷励磁同步电动机防爆技术要求》的规定。

无刷励磁同步电动机三阶段试验方法，实质是在制造过程中分三个阶段，将无刷励磁控制系统的同步电动机、旋转整流器、交流主励磁机、永磁式副励磁机四大主体组成部分。分别进行试验，而同步电动机试验又是第三阶段的最后试验，待完成三阶段试验后，并且试验性能和产品质量全部符合国家标准要求，才能进行整机同轴装配，并在完成一体化后，才能进行主机总装配的同步电动机的型式试验。其试验原理如图7-6所示。

图7-6 同步电动机的型式试验原理图