国家标准 GB/T22670一2018 代替GB/T226702008 变频器供电三相笼型感应电动机试验方法 Testpreeduresforeonverterfedthreephseeageinduetionmotors 2018-09-17发布 2019-04-01实施国家市场监督管理总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/T22670一2018 目次前言范围规范性引用文件 2 3 术语、定义和符号 3.1术语和定义 3.2符号试验要求 4.1试验电源 4.2测量仪器 4.3变频器的设置 4.4测量要求试验准备 5.1绝缘电阻的测定 5.2绕组在初始(冷)状态下直流端电阻的测定 5.3试验电阻 5.4绕组温度 5.5修正到基准冷却介质温度空载试验 6.1空载试验的条件 l0 6.2确定空载电流和空载损耗 l0 6.3确定恒定损耗Pe l0 6.4确定风摩耗尸 6.5确定铁耗P 堵转试验 1 7.1额定频率堵转试验 ll 7.2变频器供电下起动转矩试验 13 负载试验 13 8.1概述 13 8.2额定负载试验 13 8.3负载特性曲线 14 8.4变频器供电电动机负载特性测定 14 损耗的确定 15 9.1概述 15 9.2铁耗P 15 9,3风摩耗P 15
GB/T22670一2018 15 9.4负载损耗 9.5负载杂散损耗 16 17 9.6总损耗P 17 10效率的确定 0.1测试方法 17 0.2方法2-3-A;试验用变频器供电的损耗求和法 17 19 0.3方法2-3-B;特定变频器供电的损耗求和法 0.4方法2-3-C;输人-输出法 I 20 0.5方法2-3-D:量热法 1 20 热试验 1.1目的 20 1.2一般性说明 20 220 1.3热试验冷却介质温度的测定 1.4试验结束时冷却介质温度的确定 20 21 1.5电机绕组及其他各部分温度的测量 21 1.6热试验方法 26 1.7温升 27 1.8额定负载下绕组工作温度0 的确定 12 最大转矩的测定 28 12.1概述 28 28 2.2测功机或校正过直流电机法 28 12.3转矩测量仪法 28 12.4转矩转速仪法 29 12.5圆图计算法 30 12.6最大转矩的换算 30 13最小转矩的测定 30 13.1概述 30 13.2测功机或校正过直流电机法 13.3转矩测量仪法 31 13.4转矩转速仪法 31 13.5最小转矩的换算 31 14其他试验 37 14.1超速试验 31 14.2噪声的测定 31 14.3振动的测定 37 14.4短时过转矩试验 31 s 4耐电尾试验 s2 14.6转动惯量的测定 14.7轴电压的测定 84 34 14.8轴承电流测定 36 附录A规范性附录仪器仪表损耗及误差的修正方法
GB/T22670一2018 40 附录B(规范性附录)测功机转矩读数的修正 4 附录c资料性附录感应电机转差率测量 12 附录D资料性附录线性回归分析附录E资料性附录试验用变频器输出电压 43 图1定额基础要素图2空载特性曲线 I 图3堵转特性曲线 12 图4负载特性曲线 15 图5剩余损耗数据的修 16 图6降低电流负载法确定 22 图7定子叠频法试验线路图 24 图8轴电压测量示意图 34 图9轴承电流测量示意图 35 36 图A.1电压表靠近负载端接线原理图图A.2电流表靠近负载端接线原理图 36 图C.1转差率测试系统原理框图 41 图E.1 PDS原理图 43 图E.2电压生成系统原理图 44 图E.3正弦波电压设定值和线性扩展电压 45 图E.！电压设定值和扩展的参考电压 45 图E.5电动机终端电压的脉冲模式 46 图E.6图E.5放大的标志区 46 图E.7逆变器滤波终端电压表1绝缘电阻表的选用表2基准温度表3测试方法 17 表4时间间隔 26 表D.1线性回归数据表 42
GB/T22670一2018 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准代替GB/T22670一2008《变频器供电三相笼型感应电动机试验方法》,与GB/T22670 2008相比,主要技术变化如下 -增加了测量仪器的精度要求(见4.2); -增加了变频器的设置要求(见4.3); -修改了效率的试验及计算方法(见第10章,2008年版的第10章) 本标准由电器工业协会提出本标准由全国旋转电机标准化技术委员会(SAC/TC26)归口本标准起草单位;上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司、江苏省特种设备安全监督检验研究院、江苏大中电机股份有限公司山东华力电机集团股份有限公司、卧龙电气集团股份有限公司、上海德驱驰电气有限公司、上海海光电机有限公司广东瑞荣泵业有限公司,荣成市荣佳动力有限公司,西安泰富西玛电机有限公司,中车株洲电机有限公司、湘潭电机股份有限公司、中煤科工集团上海有限公司、浙江金龙电机股份有限公司、江门市江晨电机厂有限公司、浙江沪龙科技股份有限公司、中机国际工程设计研究院有限责任公司本标准主要起草人;王传军、金惟伟、孙小伟、王荷芬、张文斌、刘翠红、陈仙根、孙平飞、姚丙雷童吵嵩、陈巨本标准所代替标准的历次版本发布情况为 GB/T22670-2008.
GB/T22670一2018 变频器供电三相笼型感应电动机试验方法范围本标准规定了变频器供电三相笼型感应电动机的试验要求,试验前准备、空载试验,堵转试验,负载试验及损耗和效率的确定,热试验、最大转矩和最小转矩试验等本标准适用于变频器供电的三相笼型感应电动机本标准不适用于牵引电机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/T7552008旋转电机定额和性能 GB/T1032一2012三相异步电动机试验方法 GB/T10068一2008轴中心高为56mm及以上电机的机械振动振动的测量,评定及限值 GB/T10069.1一2006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/T18039.4一2017电磁兼容环境工厂低频传导骚扰的兼容水平 GB/T21211一2017等效负载和叠加试验技术间接法确定旋转电机温升 GB/T25442一2010旋转电机(牵引电机除外)确定损耗和效率的试验方法 GB/T32877一2016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 GB/T34861一2017确定大电机各项损耗的专用试验方法术语定义和符号 3.1术语和定义 GB/T7552008,GB/T1032一2012,GB/T32877一2016界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1.1 变频器converter 由一个或多个电子开关器件和相关元器件,变压器,滤波器,换相辅助器件,控制器、保护和辅助器件(如有)组成的,用于改变一个或多个电力特性的电力变换装置 3.1.2 基准定额baserating 在规定的转速、基频电压和转矩或功率的基准运行点处的定额 [见图1中的点(3]
GB/T22670一2018 (4 转速(n) 说明 1 最低转速时转矩值受电机允许温度和电压可提升限值的限制恒转矩最低转速受电机允许温度的限制 21 3 基准定额点位于恒转矩的高速端 4) -恒功率最大工作转速受最大允许转速的限制，图1定额基础要素 3.1.3 起动转矩breakawaytorque 在变频器作用下,电动机在零转速时产生的转矩 3.1.4 恒功率转速范围constant-powerspeedrange 驱动系统能保持功率基本恒定的转速范围 3.1.5 恒转矩转速范围constant-torqespeedrange 驱动系统能保持转矩基本恒定的转速范围 3.1.6 电压提升votagebo0st 可控输出电压高于按频率所求电压的增量注:可用于所有频率,通常用于低频以补偿定子绕组压降 3.1.7 基波频率fundamentalfrequeney 基频变频器供电电动机基准转速时的频率 3.1.8 基波损耗fundaentallosses 电动机在额定正弦波电压基波频率(通常是50H么或60H2z)时的损耗,不含谐波注:按GB/T1032一2012确定的损耗是基波损耗 3.1.9 谐波损耗harmoniclosses 变频器供电时由于电压电流波形非正弦而产生的附加损耗注谐波损耗附加在基波铁耗、基波转子损耗,基波定子损耗和杂散损耗中,与变频器输出量值中含有的谐被量有关
GB/T22670一2018 3.2符号下列符号和单位适用于本文件功率因数 coso 频率,单位为赫兹(H2) 电动机额定频率,单位为赫兹(Hz). -测量设备的最大频率,单位为赫兹(Hz) -开关频率,单位为赫兹(Hz). -电动机基频,单位为赫兹(Hz) Mn1 定子线电流,单位为安培(A) 空载线电流,单位为安培(A). 堵转线电流,单位为安培(A) 额定电流,单位为安培(A》导体材料在0C时电阻温度系数的倒数 K 铜Ki=235 铝K1=225,除非另有规定转矩读数修正值,单位为牛顿米(Nm) k 转动惯量,单位为千克平方米(kg”m') 试验时测得的转速,单位为转每分钟(r/min) 电机的极对数输人功率,单位为瓦特(w). 变频器供电时的输人功率,单位为瓦特(w) 输出功率,单位为瓦特(w. -变频器供电时的输出功率,单位为瓦特(w) 额定(输出)功率,单位为瓦特(w). 恒定损耗,单位为瓦特(w 变频器供电时的恒定损耗,单位为瓦特(w 铁耗,单位为瓦特(w). -同步转速下的风摩耗,单位为瓦特(w) -风摩耗,单位为瓦特(w. 负载损耗,单位为瓦特(w) -剩余损耗,单位为瓦特(w) 变频器供电时的剩余损耗,单位为瓦特(W) 负载杂散损耗,单位为瓦特(w) P 变频器供电时的负载杂散损耗,单位为瓦特(W). 变频器供电时的附加谐波损耗,单位为瓦特(w) HT 负载附加谐波损耗单位为瓦特(w) HO8a0 恒定附加谐波损耗,单位为瓦特(W) HO- -空载输人功率,单位为瓦特(W) 堵转时的输人功率,单位为瓦特(W) 定子绕组在试验温度下1'R损耗,单位为瓦特(w) 转子绕组在试验温度下FR损耗,单位为瓦特(w). P -定子绕组在规定温度(9,)下IR损耗,单位为瓦特(w) ， P -转子绕组在规定温度(9.)下IR损耗,单位为瓦特(W) 'r,"
GB/T22670一2018 修正过的基波总损耗,单位为瓦特(w). 变频器供电时的修正过的基波总损耗,单位为瓦特(w) Pm 谐被电压的损耗与标淮正弦波电压的损耗的百分比(四舍五人,取整数). r 温度为时定子绕组初始端电阻,单位为欧姆(Q) R 额定负载热试验结束时定子绕组端电阻,单位为欧姆(Q). R 试验温度下测得(或求得)的定子绕组端电阻,单位为欧姆(Q) R -空载试验每个电压点)定子绕组端电阻,单位为欧姆Q) 转差率换算到规定温度(0)时的转差率 T 转矩读数,单位为牛顿米(Nm) 转矩修正值,单位为牛顿米(N m) 修正过的转矩,单位为牛顿米(Nm) 堵转时转矩,单位为牛顿米(N m) T 最大转矩,单位为牛顿米(N ”m X 在试验电压U,下测得的最大转矩,单位为牛顿米(N m) T X T 最小转矩,单位为牛顿米(Nm). T 在试验电压U下测得的最小转矩,单位为牛顿米(Nm). mint 端电压,单位为伏特(V U 电动机的基波电压,单位为伏特(V) 空载试验端电压,单位为伏特(V) 堵转试验端电压,单位为伏特(V) 额定电压,单位为伏特(V) 轴电压,单位为伏特(V 额定负载热试验期间测取的定子绕组最高温度,单位为摄氏度() 试验时测得的定子绕组最高温度,单位为摄氏度() 负载试验时冷却介质温度,单位为摄氏度(C) 热试验结束时冷却介质温度,单位为摄氏度(C) 额定负载试验达到热稳定状态时定子绕组工作温度,单位为摄氏度(C). 0 定子绕组温升,单位为开尔文(K). -效率,单位为百分数(%) 试验要求 4.1试验电源 4.1.1正弦波试验电源按GB/T10322012中4.2规定的要求 4.1.2变频器电源电动机的性能与变频器特性密切相关电动机应由适合的变频器供电,并在同一个载波频率下进行试验 4.2测量仪器对于交流电动机,除非在本标准中另作规定,应使用三相线电流和线电压的算术平均值
GB/T22670一2018 当试验电动机带载时,输出功率和其他被测量的波动是不可避免的因此对于每个负载点覆盖个时间周期(大约30s)的几个被测量应同时采样并且应使用这些值的平均值来确定效率考虑到对交流电动机供电的变频器包含谐波及其对电动机损耗的影响,选择的测试设备在相关频率范围内应有足够的精确度测量温度的仪器应有士1K的准确度在电动机输人端测量功率和电流的仪器应满足GB/T25442一2010中的5.5.2的要求,但由于高频分量存在,还应满足以下附加要求测量频率为50Hz/60Hz时,功率仪表的标称精度应为0.2%及以上;测量频率为f，时,功率仪表的标称精度至少为0.5% f,=10×f.(PwM变频器输出); 测量范围的选择应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传感器,而是使用频带宽的分流器或零磁通的电流传感器电压测量回路应设置为平均值(rectifiedaveragemeasurement ts)而非有效值(r. .m.s 电流传感器和采样通道的带宽范围应至少为0Hz~100kHz 数字功率仪表的内部滤波器应当关闭推荐用三瓦特计法测量功率二瓦特计法是可以使用的,但应指出的是,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测量电动机输出端的转矩的传感器应满足4.4.4要求测量电动机转速和频率的仪表应满足4.4.5要求 4.3变频器的设置 4.3.1概述对所有的测试方法中所使用的试验用变频器,应根据本标准的要求对变频器参数进行设置如果试验时用的是特定变频器和电动机的组合,对于这个特定的应用,变频器的参数要根据特定应用进行设置所选择的参数设置应记录在试验报告中 4.3.2对额定电压1kV及以下试验用变频器的设置试验用变频器应理解为与负载电流无关的电压源变频器,设置在额定电压,基波频率(50H2或 60H2)下进行试验应指出的是,所谓的试验用变频器的工作模式不是任何商业应用所要求的试验用变频器设置的目的,仅仅为了与被设计成市售变频器驱动的电动机建立可比的试验条件以下是参考条件的定义两电平电压源变频器; a 无电动机电流反馈控制(如果需要,使无效): b) 无“滑差补偿”; c d除了所需要的测量仪器,在试验用变频器和电动机之间不应安装其他部件以影响输出电压或输出电流电动机基波电压等于电动机在50Hz或60Hz时额定电压UMa=U、(50HHz或60Hz);试验用变频器的输人电压应设置为使得电动机达到允许的额定电压,并且要避免过调制;同时,变频器的输人电压不要设置的太高,仅需达到输出额定值即可
GB/T22670一2018 fD 电动机的基波频率等于电动机额定频率f=f、(50Hz,60Hz); 当额定输出功率为90kw及以下,调整开关频率f.为4kHz; 日当额定输出功率为90kw以上,调整开关频率f为2kHz h) 本标准定义试验用变频器的输出级和建立测试方法以检验其适宜性,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用变频器和电动机之间要用屏蔽电缆进行连接电缆长度应小于100m,电缆尺寸应根据电动机功率选择 4.3.3用终端设备的变频器进行的试验当变频器的额定电压高于1kV时,试验用变频器和电缆长度不能指定,这时电动机,电缆和变频器只能作为一个完整的电力驱动系统来进行测试,因为大功率变频器的脉冲模式随着制造商的不同而不同,同时在空载和额定负载下脉冲模式也有较大区别 4.4测量要求 4.4.1 电压测量测量端电压的信号线应接到电动机接线端子,如现场不允许这样连接,应计算由此引起的误差并对读数作校正取三相电压的算术平均值计算电机性能三相电压的对称性应符合GB/T10322012中4.2.1.2的要求 4.4.2电流测量应同时测量电动机的每相线电流,用三相线电流的算术平均值计算电动机的性能使用电流互感器时,接人二次回路仪器的总阻抗(包括连接导线)应不超过其额定阻抗值对<5A的电动机,除堵转试验外,不应使用电流互感器 4.4.3功率测量应采用一台三相功率表或三台单相功率表测量输人功率对脉冲频率不高的场合,可忽略电容电流的影响,也可采用两表(两台单相功率表)法测量三相电动机的输人功率,功率表的电压信号线应接到绕组引出线端子如仪器仪表损耗影响试验结果的准确性,可按附录A对仪器仪表损耗及其误差进行修正 4.4.4转矩测量应使用合适规格的转矩测量仪进行负载试验除堵转试验、最大转矩和最小转矩的测量外,转矩传感器至少具有0.2级准确度等级,测量的最小转矩数应不小于转矩传感器标称转矩的10%,如果转矩传感器准确度等级更高,则允许转矩范围相应扩大示例:准确度等级为0.l级的转矩传感器,则允许的最小测试转矩范围为其标称转矩的5% 采用内联转矩传感器测试电机输出轴端转矩时,可直接读取转矩T;当采用带有底座支架结构的测功机方式测取轴转矩时,应按照附录B进行转矩修正试验以补偿负载设备的轴承摩擦损耗,这也适用于转矩传感器与被试电机输出轴之间有轴承的情况,此时转矩丁按式(1)计算 T=T十T 式中负载试验中转矩的读数,单位为牛顿米(Nm); Ta
GB/T22670一2018 T -摩擦损耗的转矩修正值,单位为牛顿米(N”m) 应将轴系对中和使用弹性联轴器以尽可能少产生寄生负载 4.4.5转速和频率的测量测量频率的仪器应有满量程士0.1%的准确度转速测量仪的准确度应在0.1r/min以内注1转速单位为;min'=、-'x60 注2可用合适的方法测量转差率以代替转速的测量(参见附录c 4.4.6操作程序在任何试验中,在读取一系列逐步增加或逐步减少的数据时,应注意,不得改变增加或减少的操作顺序,以避免颠倒试验的进行方向 4.4.7安全由于涉及危险的电流、电压和机械力,对所有试验应采取安全预防措施所有试验应由有相关知识和有经验的人员操作 4.4.8抗干扰措施试验时应充分考虑到变频器的干扰辐射对测量的影响,在变频器的安装,试验用电缆线的选用、测量仪器的选用、,测量仪器的电源隔离及系统接地等方面应有抗干扰措施试验准备 5.1绝缘电阻的测定 5.1.1测量时电动机的状态测量电动机绕组的绝缘电阻时,应分别在实际冷状态下和热状态(热试验后下进行检查试验时允许在实际冷状态下进行测量 5.1.2绝缘电阻表的选用根据电动机绕组的额定电压,按表1选用绝缘电阻表表1绝缘电阻表的选用单位为伏特被测绕组额定电压Us 绝缘电阻直流测量电压 U<1000 500 u 250o 1000 1000 250012000 10000 5.1.3测量方法测量绕组绝缘电阻时,如各相绕组的始末端均引出,则应分别测量各绕组对机壳及绕组相互间的绝
GB/T22670一2018 缘电阻,这时不参加试验的其他绕组和埋置检温计等元件应与铁芯或机壳作电气连接,机壳应接地如三相绕组已在电机内部连接仅引出三个出线端时,则测量所有连在一起的绕组对机壳的绝缘电阻绝缘电阻测量结束后,每个回路应对地放电 5.2绕组在初始(冷)状态下直流端电阻的测定 5.2.1初始状态下绕组温度的测定用温度计测定绕组温度试验前电机应在室内放置一段时间,用温度计(或埋置检温计)测得的绕组温度与冷却介质温度之差应不超过2K 对大、中型电机,温度计的放置时间应不少于15min. 按短时工作制(S2工作制)试验的电机,在试验开始时的绕组温度与冷却介质温度之差应不超过 5K 5.2.2测量方法绕组出线端U与V,V与w,w与U间的直流电阻称为端电阻,分别记为R,R和Rw 绕组直流断电阻用双臂电桥或单臂电桥测量电阻在1Q及以下时,应采用双臂电桥或同等准确度并能消除测量用导线和接触电阻影响的仪器测量当采用自动检测装置或数字式微欧计等仪表测量绕组端电阻时,通过被测绕组的试验电流应不超过其正常运行时电流的10%,通电时间不应超过1 若电阻小于0.01Q,则通过被测绕组的电流不 min 宜太小测量时,电动机的转子静止不动定子绕组端电阻应在电机的出线端上测量每一电阻测量三次每次读数与三次读数的平均值之差应在平均值的士0.5%范围内,取其算术平均值作为电阻的实际值检查试验时,每一电阻可仅测量一次 5.2.3相电阻计算根据测量的端电阻,各相电阻值(Q)R.,R,R 按式(2),式(3),式(4)或式(5),式(6),式(7)计算对星形接法的绕组: R =Rmd-R R、=R一R R =R R ned 对三角形接法的绕组 RR 5 R 十Rw Rmel R R RR R 十R、w一Rm RR R， Ra 十R R一R 式中 R、R、,R 分别为出线端U与V、V与w,w与U间测得的端电阻值,单位为欧姆(Q); Rad 按式8)计算,单位为欧姆(Q). R 十R十R R一如果各线端间的电阻值与三个线端电阻的平均值之差,对星形接法的绕组,不大于平均值的2%，对三角形接法的绕组,不大于平均值的1.5%时,则相电阻R,可按式(9)或式(10)计算: 对星形接法的绕组
GB/T22670一2018 9 Rp=R 对三角形接法的绕组: -R. R一 10 式中 R 三个端电阻的算术平均值,单位为欧姆(Q) 5.3试验电阻绕组电阻R的单位为欧姆,用恰当的方法测定 R表示定子绕组的端电阻,热试验结束时电阻的测定应如GB/T755一2008中8.6.2.3.3所述的外推法,用尽可能短的时间而非G;B/T755一2008表5 中规定的时间间隔,然后外推到零绕组试验温度按5.4确定 5.4绕组温度绕组试验温度按下述一种方法确定(按所列排序): 由5.3所述的外推法求得的额定负载试验电阻R、确定温度; a 注:用于监管目的的检查试验电机不能拆卸,则可以采用测试电阻的方法来代替测试温度 b 由埋置检温计(EDT)或热电偶直接测得温度; 根据同一结构和电气设计的完全相同的电机按a)所得的温度确定温度; c 若无负载能力时,可按GB/T21211的5,2或6.2来确定工作温度; d 当无法直接测量额定负载试验电阻R、时,假定绕组温度等于表2中列出的额定热分级下的 e 基准温度表2基准温度绝缘结构热分级基准温度/C 95 130(B) 155(Fy 115 180(H 35 如按照低于结构使用的热分级规定额定温升或额定温度,则应按较低的热分级规定其基准温度 5.5修正到基准冷却介质温度试验中记录的绕组电阻值应折算到25C标准基准温度将绕组电阻和笼型感应电机的转差率修正到25C标准基准冷却介质温度绕组电阻的温度修正系数按式(1l)确定: 235十0.十25一0 k = 11 235十0 式中: 绕组温度修正系数; 大试验时人口处冷却介质温度,单位为摄氏度(); -按5.4确定的绕组温度,单位为摄氏度() 对铜绕组,温度常数为235 对铝绕组,则为225
GB/T22670一2018 对以水为初级或次级冷却介质的电机,水的基准温度按GB/T755一2008中表4的规定为25C 也可为据协议规定的其他数值 6 空载试验 6.1空载试验的条件空载试验是指电机作为空载电动机运行,其轴端无有效机械功率输出的试验在读取并记录试验数据之前,电机的输人功率应稳定,即相隔30min输人功率的相继两个读数之差应不大于前一个读数的3% 对水-空冷却电机,在热试验或负载试验)后应立即切断水源空载试验应在热态下进行,即在热试验或者负载试验后立即进行检查试验时,空载运转的时间可适当缩短 6.2确定空载电流和空载损耗试验应测试下述8个电压点,其中包括额定电压点,即 -应采用约为额定电压的110%、100%、95%和90%等作为试验电压值来确定铁耗应采用约为额定电压的60%,50%、40%和30%等作为试验电压值来确定风摩耗试验应按电压逐渐减小的次序尽可能快地进行,在每个电压点记录;U、I、Pa 空载试验即将开始前和空载试验结束后应立即测试定子绕组端电阻R,中间各试验点的定子绕组电阻值按照与电功率P，呈线性关系采用内插法计算确定,起始点为试验前和试验后测得的电阻值注1:如定子绕组端电阻过低难以测试,允许采用计算值注2:也可采用在定子绕组上预置测温传感器,通过测试定子绕组温度来确定其电阻值即,根据温度与电阻成比例关系,利用试验开始前测得的绕组初始端电阻和初始温度及测取的每点温度,可确定每个电压点处的端电阻在110%额定电压至30%额定电压范围内,作P，和I 对U 的关系曲线,即空载特性曲线从曲线上求取U =U、时的I、P 检查试验时,可仅测取U=U、时的1 和P 6.3确定恒定损耗P 空载输人功率减去试验温度下的定子损耗,即是恒定损耗,恒定损耗是风摩耗和铁耗的总和,根据记录的试验数据按式(12)确定各试验电压点的恒定损耗 12 P =P 一P,=尸十尸式中P,按式(13)计算 P,=1.5R 13 式中R根据6.2确定 6.4确定风摩耗P 对约60%额定电压至30%额定电压点范围内的4个或更多的连续测试点值,作P 对U”的曲线见图2),将此直线延长至零电压,零电压处纵辅上的截距即为在接近同步转速下的风摩耗尸修正后的风摩耗按式(14)计算 (14 P=Pe(1一s)5 式中s按式(15)计算 10
GB/T22670一2018 Xn (15 60 6.5确定铁耗P 对90%额定电压和110%额定电压之间的各电压点,作P;=尸- 一Pe对U 的关系曲线负载下的铁耗应根据内压U来确定,U考虑了定子绕组产生的电阻压降,并按式(16)计算 u--1Ro 16) IRsinp 式中cos9和sin分别按式(17)和式(18)计算 17 cOsp U cos=9 sin9 18 P,U、I按照8.2额定负载试验满负载下的铁耗,应在P.对U,的关系曲线上,通过插值法在U点上求取,空载额定电压铁耗按 U=U确定注1，满负载下的铁耗可以用空载下的铁耗乘以比率(U/U、来计算注2:由于不能确定定子漏感,电压仅考虑了电阻压降,鉴于空载试验时功率因数低,电阻压降在测试过程中可忽略仅在负载时予以考虑 4Me R "=(o 几=/(U 几=uo) 看=(uo o (U 图2空载特性曲线堵转试验 7.1额定频率堵转试验 7.1.1堵转电流、堵转转矩和堵转功率的测定堵转试验在电机接近实际冷状态下由正弦波电源供电试验时,应将转子堵住不转动 1
GB/T22670一2018 测取堵转特性曲线,即堵转电流IK、堵转转矩TK与外施电压U的关系曲线(见图3) =y T=/w 图3堵转特性曲线试验时,施于定子绕组的电压尽可能从不低于0.9倍额定电压开始,然后逐步降低电压至定子电流接近额定电流为止,其间共测取5点7点读数每点应同时测取下列数值;Uk、IK、TK、P及绕组温度每点读数时,通电持续时间应不超过10s,以免绕组过热检查试验时,可仅在额定电流值附近测取一点堵转时的Uk、I和PK 如限于设备,对100kw以下的电动机,堵转试验时的最大IK应不低于4.5倍Is;对100kw 300kw的电动机,应不低于2.5倍4.0倍!、;对300kw一500kw的电动机,应不低于1.5倍 2.0倍I、;对500kw以上的电动机,应不低于1.0倍~1.5倍l、在最大电流至额定电流范围内,均匀地测取不少于4点读数对100kw以上的电动机,如限于设备不能实测转矩时,允许按7.1.2.2确定转矩此时没电应测取Uk、lk、P及定子绕组温度或端电阻Rk 对分马力电动机,试验时,定子绕组上施以额定电压,转子在90"机械角度内的三个等分位置上分别测定UK、IK、PK、TK 此时,堵转电流取其中的最大值,堵转转矩取其中的最小值检查试验时,可在额定电压下,任一转子位置上测定若采用圆图计算法求取工作特性,堵转试验应在1.0倍1.1倍、范围内的某一电流下进行若采用圆图计算法求取最大转矩,堵转试验应在2.0倍 -2倍人范围内的装一电流下进行试验时,电源的频率应稳定,功率测量应按需要采用低功率因数功率表,其电压回路应接至被试电机的出线端被试电机通电后,应迅速进行试验,并同时读取UK、I和PK 试验结束后,立即测量定子绕组的端电阻 7.1.2试验结果计算 7.1.2.1堵转电流和堵转转矩的确定若堵转试验时的最大电压在0.9倍~1.1倍额定电压范围内,堵转电流I和堵转转矩T可由堵转特性曲线查取(图3);若堵转试验时的最大电压低于0.9U,应作lgIk一f(lgUR)曲线,从最大电流点延长曲线,并查取堵转电流Is 此时,堵转转矩Ts(Nm)按式(19)求取 12
GB/T22670一2018 (19 绘 T=Tx 式中在最大试验电流I时测得的或算得的转矩,单位为牛顿米(N m) TK 对750w及以下电动机,若试验电压在0.9倍~1.1倍额定电压范围内,则堵转电流I和堵转转矩T按式(20),式(21)求取: U 20 I=IK T、=TK 21 7.1.2.2转矩计算如不能直接测量堵转转矩,可按式(22)求取堵转转矩TK(Nm)的近似值 CrPK一Pk一P 22 TK=9.549 n 式中: TK -堵转转矩,单位为牛顿米(N”m); Pk -堵转时输人功率,单位为瓦特(w). 试验电流下定子'R损耗,单位为瓦特(w) P Kel 试验电压下铁耗,单位为瓦特(W),根据(Uk/U),在图2中的尸曲线上查取; 心同步转速,单位为转每分钟(r/min); C" 计及非基波损耗的降低系数注.c在0.9~1.0之间变化,如无经验可循,建议取c=0.91 7.2变频器供电下起动转矩试验试验频率,最大起动电流按产品标准或制造商与客户协议要求规定试验时,按规定设定变频器的参数,由变频器向电机施加电压,堵住电动机转子,测定转矩和电阻 8 负载试验 8.1概述负载试验的目的是确定电机的效率,功率因数、转速、定子电流、输人功率等与输出功率的关系试验采用直接负载法,用合适的设备(如直流电机为负载电机或三相异步电机为负载电机等)给电动机加负载负载电机的轴线应与被试电机轴线对准并保证安全运行读取读数的过程是先读取最大负载时的读数,然后读取较低负载时的读数 8.2额定负载试验负载试验开始前,应在环境温度下测取被试验电机的绕组电阻和温度被试验电机以合适的方式施加额定负载,并运行至热平衡(变化率不大于2K/h),记录下述数据 P,U、I、T、n、f,0 及0 其中 -按5.3确定的额定负载绕组电阻,单位为欧姆(Q) R=R 13
GB/T22670一2018 -试验时人口处冷却介质温度,单位为摄氏度(C); 0 按5,！确定的额定负载绕组温度,单位为摄氏度(C) 负载试验结束应立即检查转矩传感器的数据偏移情况,如果转矩传感器的偏移超出上述容许的公差,应进行调整并重新测量 8.3负载特性曲线 8.3.1概述本试验应保持运行温度在额定负载试验结束后立即进行如不可行,则开始读取试验数据之前,定子绕组温度与最初额定负载热试验测得温升0、的差应不超过5K 在8个负载点处给电机加负载;约为额定负载的125%.,15%.10%.75%,.0%和25%,试豹应尽可能快地进行,以期减少试验过程中电机的温度变化所有试验点中,供电电源的频率变化应小于0.1% 应在最大负载点读数前和最小负载点读数后测取绕组电阻R,100%额定负载及以上各负载点的电阻值是最大负载点读数之前的电阻值;小于100%额定负载各点的电阻值按与负载成线性关系确定,起点是最大负载点读数前的电阻值,末点是最小25%负载读数之后的电阻值注也可采用在定子绕组上预置测温传感器,通过测试定子绕组温度来确定其电阻值即,根据温度与电阻成比例关系,利用试验开始前测得的绕组初始端电阻和初始温度及测取的每点温度,可确定每个负载点处的端电阻记录各负载点的;P、,U、I、T,"和f 8.3.2定子绕组1R损耗各负载点的定子绕组1'R损耗按式(23)计算 P,=1.5×I"×R 23 式中各试验点的I和R按照8.2确定 8.3.3转子绕组1'R损耗各负载点的转子绕组I=R损耗按式(24)计算 (24 P,=(P一P,一 -P,m 式中s按式(15)计算 "和厂按照负载试验各试验点确定.P 按照8.3.2确定,P按照6.5确定 P 8.4变频器供电电动机负载特性测定在电动机热试验后,重新起动电动机,测试负载特性例如基准频率为50Hz电动机,将变频器分别调至3(5)Hx15Hz.30H么50Ha的频率下测取电动机的额定转矩、110%额定转矩、,80%额定转矩随后分别在60Hz80Hz、100Hz的频率下测取电动机在标称功率、110%标称功率,80%标称功率各点处的转矩值此时的标称功率应折算为转矩),然后绘出电动机的负载特性曲线见图4 在测试过程中,电动机应平稳运转,无明显转矩脉动现象对于基准频率不是50Hz的电动机,参照此法,均匀确定各测试点 14
GB/T22670一2018 110 100 80 600 40 20 0" 0 80 3(5 100频率/Hz 40 60 图4负载特性曲线损耗的确定 9.1概述本标准推荐采用方法2-1-lB确定各项损耗,方法2-1-1B是指采用各分项损耗的和来确定效率,各分项损耗包括铁耗; 风摩耗; 定子和转子的！=R损耗负载杂散损耗铁耗r 9.2 见6.5 9.3风摩耗P 见6.4 g.4负载损耗 9.4.1规定温度下定子绕组I2R损耗未修正到规定温度下的定子绕组1'R的损耗按照8.3.2确定采用在额定负载试验中确定的定子绕组电阻值R、,按式(25)将定子绕组！'R修正到规定温度下，即25C标准基准冷却介质温度 P,=尸,×k" 式中k按照5.5确定 9.4.2规定温度下转子绕组12R损耗未修正到规定温度下的转子绕组1'R的损耗按照8.3.3确定采用修正过的定子绕组！'R.按式(26)将转子绕组I=R修正到规定温度 26 P,=(P一尸.一尸,)x 式中: P;是按照6.5确定的修正到基准冷却介质温度为25C的铁耗=s×k，是修正到基准冷却介质 15
GB/T22670一2018 温度为25C的转差率(见5.5);k，是修正系数见5.5 9.4.3规定温度下的输入功率采用上述修正过的定子和转子损耗,修正后的输人功率按式(27)计算 P. =P一P,一P, 十P,一P, 27 9.5负载杂散损耗P g.5.1剩余损耗P 各个负载点的输人功率减去输出功率,再减去试验电阻下的定子绕组！'R损耗、铁耗、风摩耗及对应于实测转差的转子绕组I"R损耗,即为剩余损耗,按式(28)计算 P路 P 28 尸，=P1一尸一尸一尸式中尸按式(29)计算 29 P=2不×丁Xn/60 式中的P为按照6.4修正过的风摩耗 9.5.2剩余损耗数据的修匀剩余损耗数据应通过线性回归分析法(见图5)进行修匀,此线性回归分析法参见附录D,是基于剩余损耗与负载转矩平方的函数关系,按式(30)计算 (30 P，=A×T?十B A和B是按8.3的6个负载点的数据确定的常数,计算如下 A是按式(31)确定的斜率 SPr-习PT 31 T习T=一习T B是按式(32)确定的截距习P r L B 32 一A×- 是负载试验点数之和截距B应显著小于(<50%)额定转矩时的负载杂散损耗P4,否则试验也许有错误应进行检查注:截距B可能是正值或负值,图5所示例的是截距B为正值 P 测量值 P"u ,=4r2十B =A2 (斜率=4 图5剩余损耗数据的修匀 16
GB/T22670一2018 相关系数按式(33)计算: i×习(PT=)一(习P)×习T 33 T又又PP 如相关系数y小于0.95,剔除坏点后重新进行回归分析如果丫增大至大于或等于0.95,则采用第二次的回归分析;如果Y仍小于0,95,则试验不理想,表明测试仪器或试验读数,或二者都存在误差应调查分析并纠正误差源,重新进行试验如果试验数据理想,相关系数很可能达到0.98甚至更好当斜率常数A已确定,对每个负载点的负载杂散损耗值可按式(34)确定入力 34 P=A×" g.6总损耗P 总损耗为校正过的铁耗(按9.2)、修正过的风摩耗(按9.3),修正过的负载损耗(按9.4)和负载杂散损耗(按9.5)之和,按式(35)计算 35 P下=尸十P十尸, 十P,,十尸a 10效率的确定 10.1测试方法确定变频器供电三相笼型感应电动机效率的四种试验方法见表3 按相关标准或协议的规定,选择其中的一种方法确定其效率表3测试方法简称方法描述章条要求的设备各项损耗求和参考附录E用试验用满载运行时正弦波电源 2-3-A 10.2 试验用变频器供电变频器确定谐波损耗和试验用变频器供电各项损耗求和终端设备用终端设备的特定变满载运行时正弦波电源 2-3-B 10.3 和特定变频器供电的特定变频器供电频器确定谐波损耗测功机满负载运行 2-3-c 转矩测量 10,4 输人-输出法和特定变频器供电特定变频器供电量热法从冷却介质温升确定损耗根据GB/T34861 2-3-D 10.5 2017的测试方法 10.2方法2-3-A;试验用变频器供电的损耗求和法 10.2.1概述即使电压源变频器的输出电压和脉冲模式与负载无关,但经验表明,电动机附加谐波损耗基本上还是随负载的增加而增加对于低压变频器，一般情况下,只要电压调制幅度没有达到中间电压回路的限制,脉冲模式是恒定的因此,由变频器供电引起的总附加损耗可以通过基频供电的负载试验和变频器供电的负载试验来确定附加谐波损耗为该两项试验测得的损耗之差正弦波电压应符合GB/T18039.42017,1类的定义,除了变频器,正弦波电压源亦可用来进行这 17
GB/T22670一2018 些测试用于试验的变频器称为试验用变频器,其详细的定义参见附录E 之所以引人试验用变频器的概念,就是方便对不同的电动机进行效率值的比较,因为试验用变频器的脉冲模式是固定的可比较的这种比较不适用于方法2-3-B,因为方法2-3-B所用的变频器是特定变频器,其输出电压取决于制造商的特定的控制模式 10.2.2试验程序 10.2.2.1 试验步骤试验程序步骤如下: 按照8.2在额定电压和额定频率正弦波供电下进行负载试验,以确定总损耗PTma aa b 按照9.4确定负载损耗 c 按照8.3在额定电压和额定频率正弦波供电下进行负载曲线试验以确定相应的损耗 d 按照6.2在额定电压和额定频率正弦波供电下进行空载试验按照6.3确定正弦波供电下的恒定损耗Pc 按照8.3在额定电压额定频率试验用变频器供电下进行负载曲线试验并确定相应的损耗按照6.2在额定电压额定频率试验用变频器供电下进行空载试验日 h按照6.3确定试验用变频器供电的恒定损耗Pcc 10.2.2.2基于负载的附加谐波损耗 -负载杂散损耗P和P 通过上述试验,按照9.5.1可以确定剩余损耗各个负载点的输人功率减去输出功率,再减去试验电阻下的定子绕组1'R损耗、铁耗、风摩耗及对应于实测转差的转子绕组1'R损耗,即为剩余损耗,按式(36)和式37)计算正弦波电源供电下 36 P=P-P;-P,一P,一P 试验用变频器供电下 Pe=Pc一Pc一P 一P，一P 37 通过和P相同的负载点确定PLe 式中尸.相，分别按式(8)和式(I5)计算 38 P =Pe(1一s) 根据6.4,上述P即为修正后的风摩耗在这两种情况下,剩余损耗数据应采用修匀的线性回归分析,以一个负载转矩的平方函数来表示,按式(39)和式(40)计算 39 P=A×T十B P我一A.xT=十B 当斜率常数A和A 确定后,分别按式(41)和式(42)确定在正弦波电源及变频器供电时额定负载点的负载附加损耗 41 P山=A×TR (42 Puc=Ac×T'" 负载杂散损耗尸uc是一个包含了所有与负载有关的附加损耗,即它们既包含了基波负载电流产生的损耗也包含了由试验用变频器供电谐波所产生的损耗变频器供电时的负载杂散损耗与正弦波供电时负载杂散损耗的差值就是基于负载的附加谐波损耗,按式(43)计算 (43 P'n=Puc一Pa 18
GB/T22670一2018 0.2.2.3恒定附加谐波损耗 -恒定损耗P和P 试验用变频器供电时的空载损耗与正弦波供电时的空载损耗的差值就是恒定附加谐波损耗,按式(44)计算力 44 P'l.M心=Pcc-P 0.2.3效率的确定试验用变频器供电时的附加谐波损耗为恒定附加谐波损耗与负载附加谐波损耗之和,按式(45 计算 (45 Pn=Pw+P Pm- 按10.2.2测得的在正弦波供电时的基波损耗加上附加谐波损耗[见式(46],就可以确定电机在变频器供电下的效率 46 =PTm十P'm 试验用变频器供电时的效率按式(47)计算 47 P十P 1ees1-Oner1er 谐波损耗率按式(48)计算并四舍五人取整 Pl ×100% (48 r. 10.3方法2-3-B;特定变频器供电的损耗求和法变频器供电产生的总附加损耗应通过在基频供电下的负载试验和由终端设备的特定变频器供电下的负载试验共同确定,除了使用特定的变频器系统,测试程序与方法2-3-A(见10.2)一致 10.4方法2-3-C;输入-输出法 10.4.1概述本方法通过测量轴端转矩与转速来确定电动机机械功率Pc,在试验中亦应测取定子的电功率Pc 0.4.2试验程序为了获得与实际运行工况相同或近似的试验条件,试验应在为最终应用的特定变频器和基本部件装配完整的电动机上进行将被试验电动机与带有测功计的负载设备连接,在额定转矩下运行直到热平衡(变化率为不大于 2K/h) 试验结束后记录输出转矩,单位为牛顿米(N m); -转速,单位为转每分钟(r/min) P -变频器供电时的电动机输人功率,单位为瓦特(W); 0.4.3效率的确定输出功率按式(49)计算: 49 Pc=2T×T×n/60 19
GB/T22670一2018 效率按式(50)计算 Pac 50 = P 10.5方法2-3-D量热法效率还可以通过测量在初级或次级水冷却回路中被试设备的总损耗所产生的热量来确定效率此方法的试验程序应符合GB/T34861一2017 热试验 1 11.1目的热试验的目的是确定电机在额定负载条件下运行时定子绕组的工作温度和电机某些部分温度高于冷却介质温度的温升 -般性说明 11.2 1.2.1测温装置热试验开始时,应检查所有测温装置确信其未因杂散磁场的影响而增加温度测量的误差应对被试电机予以防护以阻挡其他机械产生的气流对被试电机的影响，一般非常轻微的气流足以使热试验结果产生很大的偏差引起周围空气温度快速变化的环境条件对温升试验是不适宜的,电机之间应有足够的空间,允许空气自由流通 11.2.2全封闭式电机转子及其他零部件温度的测量全封闭式电机转子及其他零部件温度在断电停机后用测温装置快速测取 11.3热试验冷却介质温度的测定 11.3.1空气冷却电机对采用周围空气冷却的电机,应在冷却空气进人电机的途径中进行多点测量(2点一3点) 测点安置在距电机约1m2m处,处于电机高度的- 取各测 -半的位置.井应防止外来钢射热及气流的影响点读数的算术平均值作为冷却介质温度 11.3.2外冷却器电机对采用外接冷却器及管道通风冷却的电机,应在冷却介质进人电机的人口处测量冷却介质的温度 11.3.3内冷却器电机对采用内冷却器冷却的电机,冷却介质的温度应在冷却器的出口处测量;对有水冷冷却器的电机，水温应在冷却器的人口处测量 11.4试验结束时冷却介质温度的确定 11.4.1连续工作制(S1)和断续周期工作制(s3)电机对连续定额和断续周期工作制定额的电机,试验结束时的冷却介质温度,应取在整个试验过程最后的1/4时间内,按相同时间间隔测得的温度计读数的平均值 20
GB/T22670一2018 11.4.2短时定额电机对短时定额的电机,试验结束时的冷却介质温度,若定额为30min及以下,取试验开始与结束时的温度计读数的平均值;若定额为30min~90min,取1/2试验时间温度计的读数与结束时的温度计读数的平均值 11.5电机绕组及其他各部分温度的测量 11.5.1绕组温度的测量电机绕组的温度用电阻法或用温度计法测量,如电机有埋置检温计,可用检温计测量 1.5.2铁芯温度的测量铁芯温度用温度计测量,对大、中型电机,测点应不少于2个,取几个温度计读数的最高值作为铁芯温度 11.5.3轴承温度的测量轴承温度用温度计测量对于滑动轴承,温度计放人轴承的测温孔内或者放在接近轴瓦的表面处对于滚动轴承,温度计放在最接近轴承外圈处 1.5.4集电环温度的测量电机停机后,立即用温度计测量集电环表面的温度,取测得的最高值作为集电环温度 11.6热试验方法 11.6.1概述热试验方法有直接法和间接法,应优先采用直接法,间接法仅限用连续工作制电机直接法热试验应在额定频率,额定电压和额定负载或铭牌电流下进行间接法包括降低电压负载法,降低电流负载法、定子叠频法及GB/T21211一2017规定的其他适用方法 11.6.2直接法 11.6.2.1连续工作制(s1)电机热试验应在额定负载下持续进行,直到电机各部分温度达到稳定时为止试验过程中,每隔30min记录一次被试电机的三相端电压U、三相线电流I、输人功率P、频率 f、转速n或转差s、转矩T绕组温度0.(埋置检温计或热电偶温度计测得).以及定子铁芯、轴承、风道进出口冷却介质温度和周围冷却介质的温度0 11.6.2.2短时工作制(S2)电机试验应从实际冷状态开始,试验持续时间按定额的规定试验过程中,根据工作时限长短,选择每隔5 min15min读取并记录一次试验数据其他试验要求同11.6.2.1 11.6.2.3断续周期工作制(S3)电机如无其他规定,试验时每一个工作周期应为10min,读取并记录一次试验数据,直到电机各部分温 21
GB/T22670一2018 度达到热稳定状态为止温度的测定应在最后一个工作周期负载时间的一半终了时进行为了缩短试验时间,在试验开始时负载可适当地持续一段时间对绕线转子电动机,每次起动时,应在转子绕组中串人附加电阻或电抗,将起动电流的平均值限制在2倍额定电流(基准负载持续率时的额定电流值)范围内每一工作周期的运行结束时,电动机应在 3s内停止转动其他试验要求同11.6.2.1 1.6.2.4多种定额电机具有多种定额的电机(如多速或油井用电机),应在出现最高温升的定额状态下进行热试验如事先无法预知,应分别在每种定额状态进行试验双频电机可在任一方便的频率下进行试验,只是要把负载调节到等效于一个频率下运行的负载,且电机以该频率运行时将会出现最大温升使用系数大于1.0的电机,应在使用系数负载状态下进行热试验,以确定电机的温升值计算电机性能时,应当用使用系数为l.0额定功率)时的热试验数值 11.6.3间接法降低电压负载法 11.6.3.1 采用降低电压负载时,应进行下列热试验 a 以额定频率和额定电压进行空载热试验,并确定此时的定子绕组温升_、铁芯温升4Mo b)以额定频率、额定电流和1/2额定电压进行热试验,并确定此时定子绕组温升A0、铁芯温升此时,额定电流按GB/T10322012中11.7.3.2.2的方法确定试验要求按11.6.2.1 Mw 中的规定对应于额定功率时的绕组温升(K)和铁芯温升(K)分别按式(51)和式(52)确定 0N=aA0，十0 (51 N=a0十0 52 式中系数a按式(53)计算 53 a 式中额定电压时的空载输人功率,单位为瓦特(w),由空载试验求取; P 1/2额定电压时的空载输人功率,单位为瓦特(w),由空载试验求取 Pm 11.6.3.2降低电流负载法采用降低负载电流法时,应进行下列热试验以额定频率和额定电压进行空载热试验,确定此时的定子绕组温升A.(K); a b) 以额定频率、降低的电压和最大可能的电流(I>0.7！)进行部分负载下的热试验,确定此时的绕组温升A.(K); 以额定频率和对应于b)试验的电压进行空载热试验,确定此时的绕组温升Ae.(K) c 已知A.,A和A/.,连接A和A两点作一直线见图6),通过A.点作A和A两点连线的平行线此平行线与横坐标(1/!、)'=1点的垂线交点A(K),即为被试电机在额定电压和额定电流时的绕组温升 22
GB/T22670一2018 100r 90 a" 70 60 so M 40 . 30 20 Ae 10 .了.5.6..负极电流" 0.2 图6降低电流负载法确定A0、 11.6.3.3定子叠频法试验线路如图7所示主电源和副电源均为发电机副电源发电机的额定电流应不小于被试电机的额定电流,电压等级应与被试电机相同 23
GB/T22670一2018 电源 M 开关说明 M 被试电动机串接变压器; 辅助电源发电机; U 端电压(额定电压) 频率额定频率); 感应电机的初级电流; U. 辅助电压; 辅助电源频率输人功率辅助电源相序应与主电源相同 U应小于U通常为U的10%一20%): 注:U是产生额定电流1所要施加的电压值图7定子叠频法试验线路图采用定子叠频法时,施于被试电机绕组的主、副电源的相序应相同可在接线前由主、副电源分别起动被试电机,若转向一致,即为同相序试验时,首先由主电源起动被试电机,使其在额定频率、额定电压下空载运行随后,起动副电源机组,将其转速调节到对应于某一频率.的转速值对额定频率为50Hz的电机,f应在38Hz42Hz 范围内选择然后,将辅助电源发电机投人励磁,调节励磁电流,使被试电机的定子电流达到满载电流值在加载过程中,要随时调节主电源电压,使被试电机的端电压保持额定值,并同时保持频率不变被试电机在额定电压时满载电流值可按GB/T1032一2012的11.6或GB/T1032一2012的11.8 的方法确定试验要求同11.6.2.1 24
GB/T22670一2018 在调节被试电机的负载时,如仪表指针摆动较大或被试电机和试验电源设备的振动较大,应先降低副电源电压,选择另一个频率f的值(调整副电源机组的转速),再行试验能达到上述试验目标的静态变频电源,亦可用于定子叠频法试验,静态变频电源应符合试验电源见GB/T10322012的4.2)的要求 11.6.3.4其他热试验方法 GB/T21211一2017中规定的其他适用方法,如感应电动机叠加法感应电动机等效负载法 11.6.4试验程序 11.6.4.1 初始状态连续工作制(S1)电机可在小于额定温度的任一温度下开始进行热试验除非另有规定,短时工作制(S2)电机,只能在电机各部分温度与冷却介质温度相差不大于5K时开始进行热试验 11.6.4.2允许适当过载连续定额电机,达到热平衡可能需要较长的时间,为了缩短试验时间在预热阶段允许适当过载 25%35% 11.6.4.3温度测量试验过程中,可用酒精温度计测取冷却介质温度、定子铁芯温度、机座温度、轴承温度及进口处和出口处的冷却介质温度热试验过程中,可用局部检温计测取电机各部分的温度当用几个局部检温计测取绕组温度时,应当记录全部检温计的温度读数,取其中的最大值作为由局部检温计测取的绕组温度通常不需要停机后读取检温计读数当电机装有几只埋置检温计时,热试验过程中应当记录全部检温计的读数,取其中的最大值作为由埋置检温计测取的绕组温度电机的定子绕组(绕线电动机转子绕组)的温度应优先采用断电停机后测得的电阻确定(见 1.6.4.5、11.7、l1.8). 11.6.4.4热试验持续时间对连续工作制(S1)电机,热试验应进行到相隔30min的两个相继读数之间温升变化在1K以内为止但对温升不易稳定电机,热试验应进行到相隔60min的两个相继读数之间的温升变化在2K以内为止对非连续工作制电机,读数的时间间隔应与其时间定额一致 11.6.4.5断电停机后热电阻的确定应测量断电停机后的绕组端电阻,并以第一点电阻值确定电机的温升热试验结束应迅速断电停机要仔细地安排试验程序和适当数量的试验人员,尽快地测取电阻读数以获得可靠的数据从断电瞬间算起,如在表4规定的时间间隔内读到了第一点热电阻读数R、,则用此电阻值计算绕组温升 25
GB/T22670一2018 表4时间间隔额定输出(P)/Aw或kVA 切断电源后的时间间隔/s 30 PN50 50GB/T22670一2018 9、一 55 A以.一([-= K可当在士5%范围内时按式(56)计算: 56 -y( 式中: -额定电流,即额定功率时的电流,单位为安培(A),从工作特性曲线上求得; IN 热试验时的电流,单位为安培(A);取在整个试验过程最后的1/4时间内,按相等时间间隔测得的电流平均值; Ae -对应于试验电流I的绕组温升,单位为(K见11.7.2.1) 注，如(-l/1大于士10%,应重新做热试验 1.7.2.2.3短时工作制(S2)和断续周期工作制(S3)电机当(I一I、/I、在士5%范围内时按式(56)计算如(1-I、)/I、大于士5%,应重做热试验 11.7.3埋置检温计(ETD)法以埋置检温计诸元件的最高读数作为确定绕组温度的依据(按GB/T7552008的8.6.3中的规定). 1.7.4温度计法任一温度计的最高读数即为绕组或其他部分的温度(按GB/T755一2008的8.6.4中的规定). 1.8额定负载下绕组工作温度0.的确定 11.8.1概述绕组工作温度是指电机在额定负载热试验过程中达到热稳定状态时绕组的温度绕组工作温度可用电阻法(见l1.8.2)或温度计法(如热电偶温度计,见1l.8.3)确定 11.8.2电阻法确定绕组工作温度.C 11.8.2.1热态端电阻R.的确定热试验断电停机后,按11.6.4.5中所述的外推法,作热电阻读数对断电后冷却时间(t)的关系曲线，此曲线外推至'=0时的电阻值即为R. 11.8.2.2绕组的工作温度0.的确定绕组的工作温度0、按式(57)计算 57 0 -×(K1十0.)一K R 式中: -外推至=0时热态端电阻,单位为欧姆(Q),见11.8.2.1; R、 R ,0 -按1l.7.2中的规定 27
GB/T22670一2018 11.8.3局部温度计法(如热电偶温度计)确定绕组的工作温度0.(c) 任一温度计的最高读数即为绕组的工作温度0 2最大转矩的测定 2.1概述试验时,试验电源由正弦波电源提供最大转矩的测量方法有下列几种 a) 测功机或校正过直流电机法; b)转矩测量仪法; 转矩转速仪法; c d)圆图计算法采用上述a),b),c)三种方法时,应在基波频率、额定电压下进行测定,如试验电压不能达到额定电压,最大转矩值应按12.6换算 12.2测功机或校正过直流电机法测功机或校正过直流电机作被试电机的负载，最大转矩从测功机测力计上读出,或按试验时的转速和直流电机的电枢电流1.,从直流电机的校正曲线T=/I.)上求得直流电机可用准确度为0.5级的测功机校正或用损耗分析法校正直流电机应在发电机状态下采用0.5级准确度的测功机进行校正校正时,在所需的各种转速下,待剩磁稳定后保持励磁电流不变测取电枢电流I 与轴上转矩T 的校正曲线T,=f(I,) 试验时,直流电机的转向和励磁电流与校正时相同试验过程中,励磁电流应保持不变试验时,将被试电机与测功机或校正过直流电机用联轴器联接,使两者的旋转方向一致逐渐增加被试电机的负载至测功机测力计读数或校正过直流电机的电枢电流出现最大值,读取此数值和被试电机的端电压采用校正过直流机时,需同时读取转速值试验过程中,应防止被试电机过热而影响测量的准确性被试电机的端电压应在其出线端上测量 12.3转矩测量仪法用转矩测量仪法测定最大转矩时,应测取被试电机的转矩转速特性曲线,最大转矩从曲线上求取转矩转速特性曲线可逐点测定后由人工描绘,也可用自动记录仪直接描绘对分马力和小型电机这两种方法均可采用对使用滚动轴承的中型电机应采用前者逐点测定转矩转速特性曲线时,测取的点数应满足正确求取各种转矩(最大转矩、最小转矩、同步转矩和堵转转矩)的需要在这些转矩附近测量点应尽可能密试验过程中,应防止被试电机过热而影响测量的准确性,必要时,转矩转速特性曲线可分段测量以直流电机作负载时,被试电机与传感器、直流电机用联轴器联轴直流电机他励,其电枢由可调电压和可变极性的电源供电被试电机与直流电机的转向应一致调节直流电机的电源电压,逐渐增加被试电机的负载,并同时读取转矩、转速和电压值或用自动记录仪描绘转矩转速特性曲线,被试电机端电压与转速的关系曲线用自动记录仪描绘曲线时,建议在被试电机转速上升和下降的情况下测取两条转矩转速特性曲线,取其平均值每条曲线的描绘时间应不少于15s 12.4转矩转速仪法转矩转速仪是应用电动机在空载起动过程中,其加速度正比于电机转矩的原理而制成的摄取转矩 28
GB/T22670一2018 转速特性曲线的仪器本方法限于大、中型电机采用为了提高测量的准确性,试验时,应按被试电机的起动时间,正确选取微分参数和滤波参数;显示图形的线条要细,干扰纹波要小;转矩定标要尽量准确并应同时摄取被试电机端电压与转速关系曲线 12.5圆图计算法 2.5.1概述如限于设备,对立式电机和100kW以上的电机,允许采用圆图计算法求取最大转矩此时,电动机应按7.1.1的规定进行堵转试验圆图计算法公式中的电压、电流和电阻为相电压(V),相电流(A)和相电阻(n)的三相平均值;功率为三相功率值(w) 2.5.2圆图计算法所需参数定子绕组电阻R,;换算至规定温度时的电阻值; aa b)由空载试验求得的参数空载电流的有功分量I按式(58)计算 P 一P loR= 58 U 空载电流的无功分量l按式(59)计算 59 I=、T- 由堵转试验求得的参数堵转电流I按式(60)计算 UN 60 IKN=IK "云堵转功率尸按式(61)计算 61 PK=P 堵转电流I的有功分量按式(62)计算 P 62 IKR= 3U 堵转电流的无功分量I按式(63)计算 I=/T-T 63 2.5.3最大转矩的求取根据12.5.2所计算数值,逐步按式(64),式(65),式(66),式(67)和式(68)求得K K=IR 64 Ia-I" H=1 65 Ix一Ia K H十 66 员豆 IK=VK千厅 67 IR K 一 68 UN 29
GB/T22670一2018 H 由tan/-求出月,tan兰,按式(G9)和式(70)分别计算丁和P T=3rUtan 69 P土P土P 70 最大转矩倍数按式(71)计算 CT K下 (71 式中 -对10kw及以上的笼型电机,取C=0.9;对绕线转子电机和小于10kw的笼型电机.取C=1.0. 最大转矩按式(72)计算 T、=K,T、 772 . 式中 T、额定转矩,单位为牛顿米(Nm) 12.6最大转矩的换算当试验电压U，低于0.9偕额定电压时,应在1/3一2/3额定电压范围内,均匀测取三个不同电压下的最大转矩值作lgTm=f(lgU,)曲线,延长曲线,求出对应于额定电压时的最大转矩Tmn 3最小转矩的测定 13.1概述试验时,试验电源由正弦波电源提供笼型电机在起动过程中最小转矩的测量方法有下列几种测功机或校正过直流电机法; a b)转矩测量仪法; c 转矩转速仪法测定时,被试电机应接近实际冷状态,在额定频率和额定电压下进行如试验电压不能达到额定电压,最小转矩值应按13.5换算 13.2测功机或校正过直流电机法用测功机或校正过直流电机作被试电机的负载,最小转矩从测功机测力计上读出,或按试验时的转速和校正过直流电机的电枢电流,从直流电机的校正曲线Ta=f(I.)上求得直流电机的校正和使用时的要求同12.2 试验时,将被试电机与测功机或校正过直流电机用联轴器联接,先在低电压下确定被试电机出现最小转矩的中间转速即同步转速的1/131/7范围内的某一转速,机组在该转速下能稳定运行而不升速) 断开被试电机的电源,调节测功机或校正过直流电机的电源电压,使其转速约为中间转速的1/3 然后,合上被试电机的电源,迅速调节测功机的电源电压(或励磁电流)或校正过直流电机的电源电压直至测功机的测力计读数或校正过直流电机的电枢电流出现最小值,读取此数值和被试电机的端电压采用校正过直流电机时,需同时读取转速值用测功机作负载时,当测功机与被试电机的转向相同,而不能测得最小转矩时,可改变测功机电源电压的极性再行测试 30
GB/T22670一2018 试验过程中,应防止被试电机过热 3.3转矩测量仪法用转矩测量仪法测定最小转矩时,应测取被试电机的转矩转速特性曲线,最小转矩从曲线上求取试验方法及要求同12.3 转矩转速曲线应从堵转状态开始使转速逐渐升高进行测取 3.4转矩转速仪法用转矩转速仪法测定最小转矩的方法同12.4 3.5最小转矩的换算当试验电压在0.95倍1.05倍额定电压范围内时,最小转矩T按式(73)求取 UN 73 =Tmm min 式中: 在试验电压U,下测得的最小转矩,单位为牛顿米(N m) Tmim 试验电压低于0.95倍额定电压时,应在1/3一2/3额定电压范围内,均匀测取3个不同电压下的最小转矩值,作lgT=fIgU,曲线,延长曲线,求出对应于额定电压时的最小转矩T， 14 其他试验 14.1超速试验如各类型电机标准中无规定时,超速试验允许在冷态下进行对大型电机,允许对转子单独进行超速试验试验时,将电动机的转速提高到或为1.2倍最高工作转速或各类型电机标准中规定的转速,或规定最高转速,历时2min 超速的方法有下列两种: 提高被试电机的电源频率; a b)用原动机直接驱动或通过变速驱动被试电机超速试验时,应采取安全防护措施,尽可能远距离测量转速(见GB/T1032一2012的12.8). 14.2噪声的测定噪声的测定按GB/T10069.12006规定进行,试验时应将变频器懒率调节至额定频率或产品标准规定的最低及最高频率,冷却风机应处于运行状态 14.3振动的测定振动的测定按GB/T100682008规定进行,试验时应将变频器频率调节至额定频率和产品标准规定的最低及最高频率下测量,冷却风机应处于运行状态 14.4短时过转矩试验短时过转矩试验应在额定电压、额定频率下进行试验时,电动机逐渐增加负载,使其转矩达到GB/T755一2008或各类型电机标准所规定的过转矩数值,历时15s 如限于设备,允许在试验时用测量定子电流代替转矩的测量,此时,定子电流值应等于1.1倍的过 31
GB/T22670一2018 转矩倍数乘以额定电流值 14.5耐电压试验 14.5.1概述试验电源的频率为工频,电压波形应尽可能为正弦波形 14.5.2试验要求试验要求如下耐电压试验在电机静止的状态下进行试验前,应先测量绕组的绝缘电阻如需要进行超速 a 和短时过转矩试验时,该项试验应在这些试验之后进行,型式试验时,该项试验还应在热试验后电动机接近热状态下进行试验时,电压应施于绕组与机壳之间,此时其他不参与试验的绕组均应和铁芯及机壳连接 b 对额定电压在1kV以上的电机,若每相的两端均单独引出时,则应每相逐一进行试验试验变压器应有足够的容量,可按下列方法选择对低压电动机,每1kV试验电压,试验变压器的容量应不小于1kVA 对高压电动机,当其电容量较大时,试验变压器的容量应大于按式(74)求得的计算容量s kVA): (74 S1=2x/CU,U×10 式中 C -被试电机的电容量,单位为法拉(F); U 试验电压,单位为伏特(V); U 试验变压器高压侧的额定电压,单位为伏特(V). 对分马力电动机,每1kV试验电压,试验变压器的容量应不小于0.5V A 额定电压在3kV及以上的电动机进行耐电压试验时,建议在试验变压器接线柱与被试绕组 d 之间并联接人放电铜球试验电压应在试验变压器的高压侧进行测量试验前,应采取切实安全防护措施,试验中发现异常情况,应立即切断试验电源,并将绕组对地 e 放电 14.5.3试验电压和时间试验电压的数值按GB/T7552008的表16或按相关产品标准规定试验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10 全值试验电压值应符合GBT75一w8的表1的规定.井维持1min. 当对批量生产的200kW或kV A)及以下,额定电压U<1kV的电机进行常规试验时，1 mln 试验可用1s的试验代替,但试验电压值应为GB/T755一2008的表16规定值的120% 14.6转动惯量的测定 14.6.1悬挂转子摆动法 14.6.1.1 单钢丝法采用单钢丝扭转摆动比较法测定电机转子的转动惯量选择密度均匀的金属制成假转子,假转子形状应为简单的圆柱体,以便能用下式较准确地计算出假 32
GB/T22670一2018 转子的转动惯量J' 假转子的质量应能将所选用的钢丝拉直且钢丝不变形把假转子可靠地悬挂在长度1>0.5m的钢丝一端,钢丝的另一端固定在支架上,钢丝轴线应与假转子轴线同心且垂直地面将假转子绕心轴扭转一个适当角度,仔细测量往复摆动次数N及所需时间(s),求得摆动周期平均值T(T'=N/) 被试电机转子在相同的条件下,重复上述试验,按上方法求得其摆动周期的平均值T,按下式计算被试电机的转动惯量假转子的转动惯量'kg”m=)按式(75)计算 mD .(75 式中: -柱体直轻.单位为来(m) D 直径口部分的圆杜体质量,单位为千克(e n 被试电机转子的转动惯量J(kg nm)按式(76)计算 T = I 76 节式中 T 被试电机转子的摆动周期平均值单位为秒(s); T 假转子的摆动周期平均值单位为秒(s). 14.6.1.2双钢丝法用两根平行的钢丝将被试电机转子悬挂起来,使其转轴中心线与地面垂直扭转转子使其产生以轴线为中心的摆动转轴中心线的扭角应不大于10 仔细测取若干次摆动所需的时间,求出摆动周期的平均值Tp 转动惯量J(kgm')按式(77)计算 Ta？ 7mg (77 3 4T 式中重力加速度,单位为米每二次方秒(m/s): 两钢丝之间的距离,单位为米(m): 钢丝的长度,单位为米(m) 被试电机转子的质量,单位为千克(kg) mn 4.6.2空载减速法此法用于测定功率为100kw以上电机的转动惯量试验时,使被试电机的转速升高并超过同步转速,然后,切断电源或脱开驱动机械,在1.1倍 0.9倍同步转速范围内,测定转速变化A(r/min)所需的时间r(s) 转动惯量(kgm)按式(78) 计算 3600P 78 4兀1A7n 14.6.3辅助摆锤法此法用于测定具有滚动轴承电机的转动惯量将 -个质量已知的辅助摆锤用质量尽可能小的臂杆固定于被试电机转轴端面中心上,摆锤臂杆应与轴线成直角当转轴上带有皮带轮或半个联轴器时,也可用它们来固定摆锤试验时,摆锤的初始位置与静止位置的偏移应不大于15',在开始摆动后,测量2次一3次摆动所需 33
GB/T22670一2018 的时间,求出摆动周期的平均值Tp 以摆锤通过静止位置的瞬间作为测量摆动周期的起始点转动惯量J(kgm')按式(79)计算 Tg (79 = 4开" 式中 -辅助摆锤的质量,单位为千克(kg); n 辅助摆锤的重心到转轴中心线的距离,单位为米(m). T -辅助摆锤摆动周期的平均值,单位为秒(s) 对功率为10kw1000kw的电机,选用辅助摆锤时,应使摆动周期为3s~8s 为了校核,建议在摆锤质量略有不同的情况下重复进行测定 14.7轴电压的测定轴电压的测定见图8,试验电源由变频器供电试验前应分别检查轴承座与金属垫片、金属垫片与金属底座间的绝缘电阻,确保电动机绝缘良好在电动机轴承与机壳之间加装绝缘环(轴承和转轴之间垫人干燥的绝缘片)或者使用绝缘轴承,确保电动机轴承绝缘良好第次测定时,被试电机应在额定电压、额定频率下空载运行,用高内阻毫伏表测量轴电压U,然后用导线A将转轴一端与地短接,测量另一轴承座对地轴电压U.,测量完毕将导线A拆除试验时测点表面与电压表(毫伏)引线的接触应良好第二次测定时,被试电机在额定电流、额定频率下额定负载运行,测量轴承电压U 说明轴承座; -绝缘垫片; 金属垫片; -绝缘垫片; 转子图8轴电压测量示意图 14.8轴承电流测定轴承电流测定见图9,试验电源由变频器供电在电动机非轴伸端的轴承与机壳之间加装绝缘环(轴承和转轴之间垫人干燥的绝缘片)或者使用绝缘轴承,确保电动机轴承绝缘良好将电流表串联到与轴承绝缘层两面接触的金属件上,分别在额定电压、额定频率和最高额定频率下空载运行,测量电流值,即为轴承电流 34
GB/T22670一2018 说明轴承座; 转子; 3,4 与轴承绝缘体两面接触的金属部件轴承绝缘体图9轴承电流测量示意图 35
GB/T22670一2018 附录 A 规范性附录) 仪器仪表损耗及误差的修正方法 A.1仪表损耗的修正 A.1.1概述当电压表、电流表和功率表按照图A.1或图A.2接线时,其仪表损耗的修正按下列方法进行电源载图A.1电压表靠近负载端接线原理图电源图A.2电流表靠近负载端接线原理图 A.1.2按图A.1接线时,仪表损耗的修正此时,电压表的损耗尸，和无补偿的功率表电压线圈回路的损耗尸按式(A.1)和式(A.2)计算并将它们从测得的功率中减去 u P (A.1 衣 U P、 A.2 R 式中 U 电压表的读数,单位为伏特(V); 36
GB/T22670一2018 R 电压表回路的总电阻,单位为欧姆(Q); R功率表电压线圈回路的总电阻(包括外接附加电阻),单位为欧姆(n) A.1.3按图A.2接线时,仪表损耗的修正此时,电流表和功率表电流线圈(包括功率表至负载端的连接导线)的损耗P按式(A.3)计算,并将它从测得的功率中减去 A.3 PA=1'×(RA十Rw十R) 式中电流表的读数,单位为安培(A). 流表的内阻,单位为欧姆(Q); R R --功率表电压线圈回路的总电阻(包括外接附加电阻),单位为欧姆(Q); wA R -功率表至负载端连接导线(包括开关等)的电阻,单位为欧姆(Q). A.2仪表刻度误差的修正根据电流表、电压表,功率表指示的数值IA,U.、P,按式(A.4),式(A.5,式(A.6)进行刻度误差的修正！'=I十 A.4 U'=U,十U A.5) > w=P、十AP A.6 式中 ',U'、P', 分别为进行了刻度误差修正后的电流、电压和功率 Al、U、P -分别为电流表、电压表和功率表的刻度修正值,可从仪表的校验报告中获得 A.3互感器变比误差的修正 A.3.1概述电流互感器和电压互感器的变比误差,可以从互感器校验报告中获得当互感器副边的实际负载与校验中的负载不同时,其变比误差可以由互感器不同负载时的变比特性曲线来估算 A.3.2互感器的实际变比电流互感器的实际变比按式(A.7)计算 K1=Ka(1一 A.7 电压互感器的实际变比按式(A.8)计算 K=K(1 Yu A.8 式中: K,K 分别为电流互感器和电压互感器的标称变比分别为电流互感器和电压互感器的变比误差 Y、Yu A.3.3对测量值的修正电流互感器原边的实际电流按式(A.9)计算 I=KI" (A.9 37
GB/T22670一2018 电压互感器原边的实际电压按式(A.10)计算 U=KU” A.10 修正后的功率按式(A.11)计算 P =KvK,P (A.11 A.4互感器相角误差的修正 A.4.1概述功率测量中的相角误差包括功率表电压线圈回路中的相角误差; a b 电流互感器的相角误差; 电压互感器的相角误差 A.4.2功率表电压线圈回路中的相角误差相角误差a按式(A.12)计算 X (A.12 =arctan R 式中 R，功率表电压线圈回路的总电阻(包括外接附加电阻),单位为欧姆(Q); X 功率表电压线圈的感抗,单位为欧姆(Q) 按式(A.13)计算: X =2xL (A.13 式中功率表电压线圈的电感,单位为亨利(H 可从功率表的刻度盘上获得相角误差a符号的决定;当XY 为容抗时,取“十”号;当X 为感抗时,取“-”号对无补偿的功率表,其电压线圈为感抗 A.4.3电流互感器的相角误差鼻电流互感器的相角误差月可以从互感器校验报告中获得当互感器副边的实际负载与校验中的负载不同时,其相角误差8可以由互感器不同负载时的相角特性曲线来估算 ”号;滞后时,取“一”号对无补偿的相角误差A符号的决定当副边电流超前原边电流时,取“+ 电流互感器,副边电流超前原边电流 A.4.4电压互感器的相角误差电压互感器相角误差的确定方法与电流互感器相同相角误差A符号的决定;当副边电压超前原边电压时,取“十”号;滞后时,取“-”号,对无补偿的电压互感器,副边电压滞后原边电压， A.4.5功率测量值的修正修正前的表观功率s及功率因素cos'按式(A.l4)、式(A.15)、式(A.16)计算 S=U1 (A.14 cosp (A.15 38
GB/T22670一2018 & =arccos A.16 实际的功率因数cos9按式(A.17)计算: A.17 cosg=cos(e'一a十月一A 相角修正系数K，按式(A.18)计算 cos K A.18 cos 经相角误差修正后,实际的功率值按式(A.19)计算 A.19 Pc =PK， 39
GB/T22670一2018 附录 B 规范性附录) 测功机转矩读数的修正 B.1根据被试电机空载试验数据进行修正 B.1.1联结测功机被试电机连接测功机在额定电压和额定频率下运行,测功机不通电,测量并记录;P尸aa,laa,n,T山o 及R或温度0(R由试验测试值求得) 求取转差率()和按式(B.1)计算Pa P=(I=R)a =1.5×Ia”×Ra B.1 式中: P.是测功机不通电时测得的被试电机的功率,单位为瓦特(W); IA是测功机不通电时测得的被试电机的电流,单位为安培(A); Ta.,是测功机不通电时测得的被试电机的输出转矩,单位为牛顿米(N m Ra.是测功机不通电时测得的被试电机绕组电阻,单位为欧姆Q) B.1.2不联结测功机被试电机不连接测功机在额定电压和额定频率下运行,测量并记录P、I 和R 或温度0(R由试验测试值求得. 按式(B.2)计算P. P,=(IR) =1.5×I ×R --- B.2 B.1.3测功机读数修正按式(B.3)计算测功机转矩读数修正值T.(N m): (P一P一P)(1一s)一P一P -P (B.3 2兀/60 式中 n,Pa.0,Pa 和r按B.1.1确定;P”和尸按B1.2确定;尸,按9.2确定注实际上,Ta可通过校准测功机予以补偿,因而当转轴转矩为0.0时,测功机的读数也为0.0. B.2测功机自身修正测功机不与被试电机连接,但是联轴器应仍与测功机连接,测功机作为电动机运行,外部冷却(如有). 在测功机转速"与负载试验时每点的转速相同时,测功机测得的转矩即为测功机转矩读数修正量T 注，如加载设备仅作机械负载使用,如涡流测功机,就不可能做这项试验 B.3修正后的转矩T 修正后的转矩T按式(B,4)计算 T =Ta十T B,4) 注本修正方法也适用转矩测量仪与被试电机之间有轴承的情况 40
GB/T22670一2018 录附 C 资料性附录感应电机转差率测量转差率是指电机轴转速与电源频率和极对数所对应的同步转速的偏离,感应电机的转子损耗与转差率成正比转差率测试设备应是比率计,即,在测试进行的时间区间内同时计取电机转速和其供电电源频率实例之一就是闪光法,在电动机转轴的端面上,画出与电机极数相同数量的扇形片,并用荧光灯或须灯照明,闪光灯具的电源应为被试电机的电源试验时,计取已知时间段的扇形片转动次数下述方法基于以上原理,能够非常精确地测试转差率并可将测试结果自动传送到数据采集系统图C.1所示是测试系统原理,其中产生两路脉冲波;一路脉冲波直接由被测感应电动机的输出轴产生;另一路与供电电源频率相关联如图所示,被测电机和另一台由同一电源供电的小功率同步电机分别连接一个轴角编码器,要求两个编码器每转所产生的脉冲数一样可将基准同步电机的转差视为零两串脉冲输人到一台两通道数字计数器,计数器要求具有计算和显示两路输人脉冲频率之比的功能如果使用交流发电机作为供电电源进行感应电机的试验和测量,则第二路(基准)轴编码器可以直接连接在发电机的轴上此外,还有一种方法是由锁相环回路通过感应产生基准脉冲频率上述双通道计数器产生的比率乘上图C.1中基准(同步)电机的同步转速(如:4极同步电机在名义频率为50H的电源供电下的同步转速为1500:/min),即可依据电源频率显示出被试验电机的轴转速,而不管被试验电机是几极电机如此即可直接从显示的轴转速计算转差率假如两路计数器开始和停止不同步即,不是确切的同一时间,实际计数时间也非至关重要,转差测试应在与其他诸如电压电流、电功率、转矩等测量一样的平均时间内进行 IM SE 双通道 h属 -输出计数器 11500 4极说明被测感应电机(任何极对数) M SM 小同步电动机如4极)或试验用发电机组; sE1 编码器,应有600个脉冲每转(p.p.r.); SE2 编码器,与SE1具有一样的p.p.r.数; -SE1发出的脉冲波的频率 f -SE1发出的脉冲波的频率; 输出 -f/的比率乘以sM的同步转速图c.1转差率测试系统原理框图 41
GB/T22670一2018 D 附录资料性附录线性回归分析 D.1概述回归分析的目的是找出两组变量之间的数学关系,以便用一组变量求出另一组变量线性回归分析认为如果这两组变量呈线性关系,即用两组变量的一对值(r,,y)画图,则这些点几乎为一直线这些点与直线的吻合程度由相关系数"表示 D.2方法 D.2.1数据准备根据试验数据按表D.l计算 D.1线性回归数据表表序号 P 注1，丁根据4.4.4确定输出转矩,单位为牛顿米(N ”m 注2P根据9.5.1确定的剩余杂散耗,单位为瓦特(w). D.2.2斜率A的确定按式(D.1)计算A: 习(PT=)-习P习T A=" D,1 习T)-T 式中负载试验点数之和 D.2.3截距B的确定按式(D.2)计算B: "-Ax B一 (D.2 D.2.4相关系数”的确定按式(D.3)计算r x习PT)-习P)xT3 (D.3) V又习(下-习T)××习P，-习P 42
GB/T22670一2018 录附 E 资料性附录试验用变频器输出电压 E.1定义和原理第3章及下列术语和定义适用于本附录 NP中性点 SP星点 U ,U4,U-整流器部分的直流母线电压,以中性点为参考,Uu是正电位,U是负电位 U,Uv,Uw逆变器输出相到中性点之间的电压,稳定状态运行时是方波 U6.,U,U逆变器输出相的设置点到中性点的电压 Um.Uw.Uw逆变器输出相到星点的电压,稳定状态运行时是方波 Un,Un,Uw相的设置点到星点的电压,稳定状态运行时是正弦波 Ue8 电动机和星点之间的共模电压 Um 电动机相电压设置点的幅值,稳定状态运行时是恒定的电动机电压设置点的频率,稳定状态运行时是恒定的 1rd U 线性扩展电压,调制器使用的共模电压逆变阶段的开关命令 SU,Sv,Sw NP 图E.1PDs原理图图E.1显示星形连接的电动机,但本标准也适用于具有内部或外部星点的三角形连接的电动机逆变器的输出电压(U,U,,Uw)可以被分成差模电压系统(对称的)(Un,Un,Uw)和相当于参考点的共模电压系统(Us). 差模电压也就是电动机的三相电压每相电压等于逆变器的输人电压减去共模电压例如,对U相,按式(E.1)计算 E.1 Up=U-Ucs ，式中: 共模电压可以按式(E.2)计算 43
GB/T22670一2018 (E.2 Ucu=(U+U+Uw)/3 E.2参考电压和输出电压波形的产生本附录描述了试验用变频器脉冲调制的实现方法并说明了其测量值应如图E.3所示的原因一个基本控制器生成对于稳定运行状态所需的电动机电压和频率U.、f绝对值的设定值通过变频器控制器按式(E.3,式(E.4)和式(E.5)计算得到输出给电动机的正弦波电压设定值 Uo,Un,UwD). E.3 U=Usin(2rf) 2x/3 Uw=U”sin E.4 n(2xfm E.5 Uo=Usin(2rf'十2T/3) 然后用一个线性扩展信号U;叠加到各电压设定值上,按式(E.6),式(E.7)和式(E.8)计算线性扩展信号是一个共模电压,它增加了输出电压范围,此时电动机的电压符合设定值,没有低次谐波 E.6 U=U十U U=U十U E.7 U;=UwD十U E.8 最后将这些信号与三角开关信号比较并计算脉冲调制信号S,Sv,Sw 三角开关信号是一个周期性的对称三角波,它的频率定义为逆变器的开关频率逆变器按照脉冲调制产生输出电压(Ue,U Uw) 图E.2描述了系统框图 M 三相三相逆正弦 u 比较器变器 Uwn 直流母线电压三角开关信号直流母线电压线性扩展 Urh=/n 图E.2电压生成系统原理图在试验逆变器中使用的线性扩展信号U被定义为3个正弦波电压设定值(U,U,Um)中间值的一半中间电压是唯一的最低绝对值,相关说明见图E.3 44
GB/T22670一2018 UMo八 15.00 20.00/ms 图E.3正弦波电压设定值和线性扩展电压 U相正弦波电压设定值与三角开关信号生成的参考电压的比较,如图E.4所示 /V 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00/ms 图E.4电压设定值和扩展的参考电压通过测量逆变器终端和中性点得到输出电压,它与扩展参考电压和三角开关信号之间的比较所产生的模式相对应(见E.2) 如图E.5和图E.6所示,基频50Hz和三角开关频率4kHz 45
GB/T22670一2018 逆变器终端电压U U 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025人注1;基频50Ha 注2:三角开关频率4kHz. 图E.5电动机终端电压的脉冲模式 0.25ms 0.005 图E.6图E.5放大的标志区任何两个相邻方波中心点之间的距离都是三角开关频率的倒数,它与逆变器的开关频率一致 E.3时域的检查为了检查施加在电动机上的电压和频率调制的正确性,测量应当在4.3.2中定义的参考条件下进行逆变器的端电压U如图E.5和图E.6所示,没有脉冲丢失两相邻方波中心点之间的距离对于开关频率为4kHz时应为0.25ms或在开关频率2kHz时应为0.5ms 如果存在丢失脉冲情况,应升高直流母线电压为了检查线性扩展是否正确应用,终端电压U应通过低通滤波器测量,信号如图E.7给出 46
GB/T22670一2018 U .020人 0.010 注1:基频为50Hz 注22阶低通滤波器500Hz/0.7 图E.7逆变器滤波终端电压唯有明确的双极值形状才可以,信号在顶点或底部不能显示出任何饱和迹象端电压可选择对直流母排的正极或负极来测量,测量结果是正或负U/2 接地电位不适合作为参考电位

变频器供电三相笼型感应电动机试验方法

一、前言

随着电力电子技术的不断发展，变频调速技术已经得到广泛应用。而在变频器供电下，三相笼型感应电动机是最常见的负载类型之一。为保证电机的正常运行，需要进行一系列试验来检测其电气特性、性能和故障情况。本文将详细介绍变频器供电下使用的三相笼型感应电动机试验方法。

二、电气参数测试

电气参数测试是在静态条件下对电动机各项基本参数的测试，旨在了解电动机的状态及其适用负载范围。主要包括：

定子线圈电阻测试
绕组电阻温升测试
绕组电感测试
转子回路测试
绝缘电阻测试

三、性能测试

性能测试是对电机的各项性能指标进行测试，目的是了解电动机在不同负载下的运行情况，为电机的选择和使用提供参考。主要包括：

空载试验
额定负载试验
过载试验
效率测试
功率因数测试

四、故障检测

故障检测是对电动机各项参数进行测试，以便及时发现和排除异常情况，保证电机的正常使用。主要包括：

短路测试
接地测试
绕组相间短路测试
转子断条测试
轴承故障测试
高压开关试验

五、总结

通过上述试验方法，可以有效检测变频器供电下使用的三相笼型感应电动机的各项特性和性能指标，为电机的选择和使用提供参考，同时也可以及时发现和排除故障，确保电机的正常运行。