GB/T5171.22-2017
小功率电动机第22部分：永磁无刷直流电动机试验方法
Small-powermotors—Part22:TestmethodsforpermanentmagnetbrushlessDCmotors
- 中国标准分类号（CCS）K20
- 国际标准分类号（ICS）29.160.30
- 实施日期2018-07-01
- 文件格式PDF
- 文本页数15页
- 文件大小1,010.19KB
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小功率电动机第22部分：永磁无刷直流电动机试验方法
国家标准 GB/5171.22一2017 小功率电动机第22部分:永磁无刷 直流电动机试验方法 motors一Part22:Testmethodsforpermanentmagnet Smallpower brushlessDCmotors 2017-12-29发布 2018-07-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB;/T5171.22一2017 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 术语和定义 试验的基本要求 5 试验准备 6 温升试验 效率的测定 其他试验项目 8 附录A规范性附录过电流保护和过温保护 附录B规范性附录过电压保护与欠电压保护 参考文献 12
GB;/T5171.22一2017 前 言 GB/T5171《小功率电动机》分为如下部分 第1部分:通用技术条件 -第21部分:通用试验方法 -第22部分:永磁无刷直流电动机试验方法 本部分为GB/T5171的第22部分
本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本部分由电器工业协会提出
本部分由全国旋转电机标准化技术委员会(SAC/TC26)归口
本部分起草单位;电器科学研究院有限公司、常州样明智能动力股份有限公司广东美的环境 电器制造有限公司、杭州微光电子股份有限公司、威凯检测技术有限公司、卧龙电气集团股份有限公司、 杭州富生电器有限公司、广东威灵电机制造有限公司、珠海凯邦电机制造有限公司,京马电机有限公司 浙江联宜电机有限公司、浙江九科电气有限公司、厦门弗兰家电科技有限公司、西安云拓电器有限公司 本部分主要起草人;伍云山、肖灌、张传甲、张敏、李建、何平、王苗森、张运昌、张兵、朱春富、陈东锁、 詹敏、王建池、龙新华、郑海峰
GB;/T5171.22一2017 小功率电动机第22部分永磁无刷 直流电动机试验方法 范围 GB/T5171的本部分规定了永磁无刷直流电动机(以下简称“电动机”)试验中的术语定义、基本要 求、试验准备、温升试验、效率测定等
本部分适用于控制器内置式的和控制器外置式的永磁无刷直流电动机
伺服电机的试验方法可参 照使用
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件
GB/T5171.21一2016小功率电动机第21部分;通用试验方法 GB/T10069.1旋转电机噪声测定方法及限值第1部分;旋转电机噪声测定方法 GB/T12350一2009小功率电动机的安全要求 GB/T14536.1一2008家用和类似用途电自动控制器第1部分;通用要求 GB/T22719.1交流低压电机散嵌绕组匝间绝缘第1部分;试验方法 JB/T10490小功率电动机机械振动振动测量方法、评定和限值 术语和定义 GB/T5171.21一2016界定的以及下列术语和定义适用于本文件
3.1 无刷直流电动机brushlessdireeteurentmotor 没有电刷和机械换向器,通过控制器控制各相绕组进行电子换向的电动机
注，改写GB/T2900.27一2008,定义4.29
3.2 控制器controller 接受控制指令,可实现对电动机的转矩/转速控制的电气装置
注按其控制电路和软件的实现方式可分为模拟量控制、数字模拟混合控制和全数字化控制
其输人电压为交流 或直流,其输出电压为可变频率的交流
3.3 反电动势常数backEMFconstant 在规定条件下,电动机的电枢绕组接线端开路时,单位角速度在电枢绕组中产生的感应电动势值
3.4 试验变频器testeonverter 与控制器外置式电动机配合使用的用于进行相关试验用的变频器
GB/T5171.22一2017 注，当用户未提供驱动装置时,采用试验变频器驱动被试电动机本体,由于最终匹配的驱动装置具有不确定性,测 得的效率仅用于参考,其设定参考GB/T32877的规定
与控制器外置式电动机配合使用的试验用变频器,其 设定参考GB/T32877的规定
3.5 保护装置proteetivedeviee 在非正常条件下工作的装置,它的动作能防止出现一种或几种危险状况
[GB4706.1一2005,定义3.7.6] 3.6 过电流保护装置oer-eurrentproteetivedeviee 通过检测电机线电流防止电流过大的保护电路/装置
3.7 过/欠电压保护装置overorundervoltageproteetivedevice 通过检测直流母线电压防止过/欠电压的保护电路/装置
3.8 过热保护系统oer-heatproteetiedevice 通过检测电机绕组、功率管等零部件温度,防止过温的保护电路/装置
试验的基本要求 4.1试验环境条件应符合GB/T5171.212016中4.1的规定
4.2 试验电源应符合GBa171.a2- 2016中4.2的规定
4.3测量仪器的使用应符合GB/T5171.21一2016中4.3的规定
控制器外置的电动机,当测量电动机本体输人端(试验变频器输出端)电量参数时,考虑到变频器 供电包含的谐波的影响,选择的测试设备在相关频率范围内应有足够的准确度
在电动机本体输人端测量功率和电流的仪器,以下附加要求应得到满足 功率仪表的准确度在50Hz时应该为0.2级或以上,在频率f，时至少为0.5级 f,=10×f脉宽调制变频器的输出 -测量范围的选择应该充分满足测量的电压和电流范围 建议将电流和电压直接馈送至功率分析仪
如果需要外接电流传感器,不得使用传统的电流 互感器,而是使用带宽的分流器或零磁通的电流传感器 电流传感器和采样通道的带宽范围应至少为0Hz100kHz; 数字功率仪表的内部滤波器应当关闭; -对于三相电源的电动机本体,推荐用三瓦特计法测量功率
二瓦特计法是可以使用的,但必须 指出的是,并非所有可用的设备都能够补偿这种方法所可能产生的误差
这种能力可以从设 备制造商提供的规格书进行验证; 所有用来传输测量信号的电缆应被屏蔽
4.5使用试验变频器对电动机本体供电进行试验时,试验变频器应理解为与负载电流无关的电压源， 设置在额定电压、基波频率(50Hz)下进行试验
其参考条件规定如下 -两电平电压源变频器; 无电动机电流反馈控制
GB;/T5171.22一2017 无“滑差补偿” 除了所需要的测量仪器,在试验变频器和电动机之间不应安装其他部件以至影响输出电压或 输出电流; 开关频率f=4kHz
试验用变频器的输人可以是合适的交流或直流供电电源
试验变频器和电动机本体之间应使用屏蔽电缆进行连接
试验准备 5.1绝缘电阻的测定应符合GB/T5171.212016中5.1的规定
5.2冷态绕组温度和冷态绕组电阻R的测定应符合GB/T5171.212016中5.2的规定
温升试验 6.1概述 温升试验的目的是确定电动机在规定负载条件下运行时绕组和电动机某些部分温度高于冷却介质 温度的温升
温度的测量方法根据4.3和本章的有关规定进行选取
对于控制器外置,并且不打算使用专用控制器的电动机本体,使用试验变频器供电,对电动机本体 的温升进行测定
6.2 般性说明 -般性说明应符合GB/T5171.21一2016中6.2的规定 6.3温升试验结束时冷却介质温度的确定 温升试验结束时冷却介质温度的确定应符合GB/T5171.21一2016中6.3的规定
6.4电动机绕组及其他各部分温度的测量方法 电动机绕组及其他各部分温度的测量方法应符合GB/T5171.21一2016中6.4的规定
6.5温升试验方法 温升试验方法应符合GB/T5171.212016中6.5的规定
6.6绕组工作温度0的计算 绕组工作温度的计算应符合GB/T5171.212016中6.6的规定
绕组温升A0的计算 6.7 绕组温升的计算应符合GB/T5171.21一2016中6.了的规定 6.8修正至基准冷却介质温度 修正至基准冷却介质温度应符合G;B/T5171.21一2016中6.8的规定
GB/T5171.22一2017 6.9控制器参数 试验时,应根据具体应用对控制器的参数进行设置,所选择的参数设置应记录在试验报告中
6.10控制器表面温度 试验时,还应检查控制器及其支撑表面的温度
温度不应超过GB/T14536.1一2008表14.1规定 的值,而控制器不应出现影响符合GB/T12350一2009第15章和第20章要求的任何变化
效率的测定 7.1概述 除应满足GB/T5171.212016中7.1的规定外,还应满足以下内容: 试验时,应根据具体应用对控制器的参数进行设置,所选择的参数设置应记录在试验报告中; 除非另有说明,效率的测定是指包括电动机本体及其控制器的整体效率的测定; 对于控制器外置,并且不打算使用专用控制器的电动机本体,可使用试验变频器供电,对电动 机本体的效率进行测定
这种情况应在试验报告中说明
7.2直接法(A法) 直接法(A法)应符合GB/T5171.212016中7.2的规定 8 其他试验项目 8.1尺寸检查 尺寸检查应符合GB/T5171.21一2016中9.1的规定
8.2短时过转矩试验 短时过转矩试验应符合GB/T5171.21一2016中9.2的规定
8.3最大转矩的测定 最大转矩的测定应符合GB/T5171.21 -2016中9.3的规定
8.4最小转矩的测定 最小转矩的测定应符合GB/T5171.21一2016中9.4的规定
8.5转动惯量的测定 转动惯量的测定应符合GB/T5171.21一2016中9.5的规定
8.6永磁电动机的磁稳定性检查 永磁电动机的磁稳定检查应符合GB/T5171.21一2016中9.6的规定
GB;/T5171.22一2017 8.7噪声的测定 电动机噪声的测定按GB/T10069.1的规定进行
8.8振动的测定 电动机振动的测定按JB/T10490的规定进行
8.9电气强度试验 电动机电气强度试验应符合GB/T5171.21一2016中9.9的规定
8.10重复电气强度试验 重复电气强度试验应符合GB/T5171.21-2016中9.10的规定
8.11匝间绝缘电气强度试验 电动机绕组应进行匝间绝缘试验,以考核绕组匝间绝缘承受过电压的能力
试验应采用匝间冲击 电气强度试验方法,不应采用短时升高电压试验方法
将具有规定峰值和波前时间的冲击电压波,交替(或同时)地直接施加于同一设计的被试品绕组或 参照品绕组上,利用冲击电压在两者中引起的衰减振荡波形是否有差异来检测电动机绕组匝间绝缘是 否良好 对于直流电压U为48V以上的电动机,冲击电压波的峰值按式(1)计算,最低为2100V,波前时 间为0.24s
w-(p-" 十1000×V厄 对于直流电压Uw为48V及以下的电动机.冲击电压波的峰值为800V,波前时间为0.2s
绕组巨间冲击电气强度试验的具体试验方法按GB/T22719.1l进行
注:永磁无刷直流电动机绕组的匝间绝缘电气强度试验宜在电动机制造过程中针对电动机绕组进行
8.12工作温度下的泄漏电流测试 电动机工作温度下的泄露电流测试应符合GB/T5171.21一2016中9.12的规定
8.13偶然过电流试验 电动机偶然过电流试验应符合GB/T5171.21一2016中9.13的规定
8.14超速试验 电动机超速试验应符合GB/T5171.21一2016中9,14的规定
8.15防护等级测试 电动机防护等级测试应符合GB/T5171.21一2016中9.15的规定
8.16湿热试验 电动机湿热试验应符合GB/T5171.21一2016中9.16的规定
GB/T5171.22一2017 8.17其他环境试验 电动机其他环境试验应符合GB/T5171.212016中9.17的规定
8.18其他安全试验 电动机其他安全试验应符合GB/T5171.212016中9.17的规定
8.19工作期限试验 电动机其他安全试验应符合GB/T5171.21一2016中9.17的规定
8.20反电动势常数 对控制器非内置的永磁无刷直流电动机,应检查反电动势常数
将被试电动机在外力作用下拖动至额定转速N(r/min),测量该电动机的感应电动势U(V)的值 有效值). 用式(2)计算反电动势常数k
60×U 2 k，= 2T×N 式中 U -电动机感应电动势的数值,单位为伏特(V); N 电动机额定转速的数值,单位为转每分钟(r/min) 8.21待机损耗 对控制器内置式电动机,如能在电动机通电状态下调节控制器使电动机至不运转,测量此时的电动 机输人功率,即为电动机的待机损耗
8.22最高工作转速 试验在额定电压下进行,负载转矩的大小和最高转速值应在产品的技术条件中规定
分别在电动 机的冷态和热态情况下,调节电动机到最高转速,持续时间不少于3min
记录此时电动机的输人功 率、输出转矩和转速
8.23控制器的检查试验 试验时,对控制器外置式电动机-检查外置控制器是否符合表1要求
表1电动机控制器声明信息要求 资料 电机控制器要求 方法 D 控制器的用途 保护控制器 D 6a控制器的结构以及控制器是否是电子的 每个电路所控制的负载的类型 AC电机负载 29 每个电路提供的断开或切断的类型 任何定义 X 3g 1型或2型动作 2型 D
GB;/T5171.22一2017 表1(续 资料 电机控制器要求 方法 40 1型或2型动作的附加特性 必须声明是自动或手动复位 等级划分参考 控制器污染等级 49 GB/T14536.1一2008中6.5.3 52 不与电子控制器一起提供,但又是其正确操作所必 必须指定 需的任何散热器如散热片)的最小参数 58a对于整体式和装人式电子控制器,如果规定防电 源干扰、磁干扰及电磁干扰的措施,则应进行H.26章有 H.26.2 H.26.13 关上述项目的试验,每个试验所引起的控制器失效后对 所控制的输出及功能的影响 H.26.8. 60 分类(抗浪涌干扰度 H.26.10.4 H.6.18 69 软件分类和结构q H.l1.12.2 H.23.1.1 用于测试目的的外部负载和发射控制方法 注:本表格内容参考GB/T14536.l一2008的表7.2. 8.24保护功能检查 8.24.1保护装置的检查应尽可能在设备中的部件不超过其额定值的应力下进行,检查电机的保护功 能是否符合产品使用说明书和/或专业技术条件
8.24.2本部分检查方法针对控制器和保护电路外置的电机,对于控制器内置的电机可通过外部模拟 装置或其他方法检验系统的保护功能
8.24.3 保护装置检查主要包括: -检查过电流保护装置的整定值,具体试验方法见附录A; 注1无刷直流电机的过电流保护装置包括电机线电流保护
过电流一般由过载/绕组接地短路/桥臂短路/相间 短路短路引起
对于带快速熔断器的电机,快速熔断器的值应高于控制器设置的过电流保护值,低于器件的极 限电流耐量 注2:快速熔断器一般用于直流母线.以防止过电流保护装置失效后的过电流情况
检查过电压保护装置和欠电压保护装置的性能,具体要求和试验方法见附录B; -检查过热保护系统的正确动作
具体要求和试验方法见附录A
注3;无刷直流电机的过热保护系统控制模块过温保护或电机绕组过温保护 -检查各种保护间的协调动作
保护装置的协调动作判定应当满足图1的流程图要求
8.24.4出厂检验时应检查堵转保护装置的动作
GB/T5171.22一2017 额定条件下 电机启动 各保护装置是 否动作？? 香 慢过载试验 过电流装置是 否动作? 是 电机自复位/重启， 电机绕组温度 再次进行 是否过温? 慢过载试验 电机自复位 是 电机绕组温度 是背过甚" 否 保护装置不合格 保护装置正确动作 图1流程图
GB;/T5171.22一2017 附 录 A 规范性附录) 过电流保护和过温保护 A.1过电流保护的要求 过电流保护装置的整定值由制造商根据电机实际应用情况而定
电机电流过大时,过电流保护装 置应能按说明书要求动作
A.2慢过载试验 试验步骤如下: 以额定电压供电,起动电机,使其在额定负载下运行至热稳定,并保持负载不变 2 测量电机的绕组电流,并记录; 33 增加负载,使得绕组电流升高10%,并让电机再次工作直到热稳定
此时保持电源电压不变; 再次增大负载并重复上述试验,直到过电流保护装置动作或电动机停转; ！ 每次过电流保护装置动作后,测量记录电机绕组的温度 5 记录试验过程中的电流值的变化按照表格A.1记录; 6 观察在电流值超过整定值时,过电流保护装置是否动作; 88 重复上述试验,使得过电流保护装置多次动作; 9 直至电机绕组温度超过产品说明书中规定的绕组最高温度后,观察电机保护装置的动作
表A.1过电流保护试验数据记录 额定电压U 过电流整定值I 时间t Iu Iv A I 过电流保护装置 的动作情况 每次过电流保护 动作后绕组温度 结论 注:对于多相位电机时,同时测量多个相电流值
GB/T5171.22一2017 A.3判定 绕组电流到整定值后,过电流保护装置应按产品使用说明书中要求动作
电机绕组的温度超过产品说明书中规定的绕组最高温度后,电机过温保护装置/过电流保护装置应 动作
对于热保护功能自复位的电机,在试验结束后应继续观察,电机复位时的绕组温度应低于绕组最高 温度
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GB;/T5171.22一2017 录 附 B 规范性附录 过电压保护与欠电压保护 B.1过电压与欠电压判定 电动机在额定输人电压的偏差(士15%)内,应对过欠压的危害具有保护功能
电机与控制器相连 后,应能在过欠电压情况下按产品说明书动作以保护电机
B.2过电压保护试验 B.2.1试验步骤 试验步骤如下: 起动电机,使其在额定负载下运行至热稳定,并保持负载不变; 1) 2 测量控制器电机控制器端输人电压值U,并记录; 33 开始计时,记录时间1,逐渐增大U.,直至U.到达指定值U,观察电机保护动作
B.2.2判定 电动机应能按产品说明书的要求进行保护动作 B.3欠电压保护试验 B.3.1 试验步骤 试验步骤如下 I)起动电机,使其在额定负载下运行至热稳定,并保持负载不变; 22 测量控制器电机控制器端输人电压值U并记录; 开始计时,记录时间！,逐渐减小U.,直至U,到达指定值U,观察电机保护动作 33 B.3.2判定 电动机应能按产品说明书的要求进行保护动作 11
GB/T5171.22一2017 参 考文献 [[1]GB/T2900.27一2008电工术语小功率电动机 [2]GB4706.1一2005家用和类似用途电器的安全第1部分;通用要求 [3]GB/T32877变频器供电交流感应电动机确定损耗和效率的特定试验方法 12
小功率电动机第22部分：永磁无刷直流电动机试验方法GB/T5171.22-2017
随着科技的发展，小功率电动机在各个领域中扮演着越来越重要的角色。而其中一种常见的小功率电动机就是永磁无刷直流电动机。为了确保永磁无刷直流电动机的质量和性能，需要进行相应的试验。而GB/T5171.22-2017标准则提供了一套完整的永磁无刷直流电动机试验方法。 该标准主要包括以下内容： 1. 试验设备及环境条件：包括试验台架、电源、测量仪器等设备的要求，以及试验环境的温度、湿度等条件的规定。 2. 试验项目及方法：包括静态参数试验、动态响应试验、效率试验、热特性试验等多项试验内容及方法。 3. 试验结果与数据处理：包括试验数据的处理方法、数据分析及评定标准等方面的规定。 4. 试验报告：包括试验日期、试验人员、试验设备、试验结果及分析等方面的内容。 通过执行该标准中的试验方法，可以全面了解永磁无刷直流电动机的性能和质量，并对其进行评估和改进。同时，也可以为相关行业提供可靠的技术支持和参考。 总之，小功率电动机第22部分：永磁无刷直流电动机试验方法GB/T5171.22-2017是保证永磁无刷直流电动机质量和性能的重要标准之一。希望相关企业和机构能够认真执行该标准，并不断完善和提高试验方法和技术水平，为推动相关领域的发展做出积极贡献。
