GB T 5321-2005 量热法测定电机的损耗和效率.pdf

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1、ICS 29.160.01 K 20 遇B中华人民共和国国家标准G/T 5321-2005/IEC 60034-2A: 1974 代替GB/T5321-1985 量热法测定电机的损耗和效率Measurement of loss and efficiency for electrical machine by the calorimetric method (IEC 60034-2A (1974) :First supplement to Publication 60034-2(1972) Rotating electrical machines-Part 2: Methods for dete

2、rmining losses and efficiency of rotating electrical machinery from tests (excludi日gmachines for traction vehidies) Measurement of losses by the calorimetric method, IDT) 2005-01-18发布2005-08-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局峪舍中国国家标准化管理委员会.Q(., IJ GB/T 5321一2005/IEC60034-2A: 1974 目次前言.皿1 范围-2 规范性引用文件. 3 术语14 测

3、量方法4.1 损耗测定.4.2 效率测定-5 确定损耗的公式. .,. . . . . . . . . . . . . . ., . . ., . . ., . . . . . 1 5. 1 基准表面5. 2 用测量冷却介质流量与温升的方法确定损起5.3 未传递给冷却介质的损耗25.4 基准表面外部损耗Pe的求取 3 5. 5 用电气热量校准法测量基准表面内部的损耗贝36 稳定标准.4 7 用水作为冷却介质的测量方法47. 1 应用范围和基本关系47.2 水的比热Cp测量7.3 水的密度测定7.4 水的流量Q测量7.5 水的温升.t测量7.6 用水作为冷却介质的量热法测量误差允许值8 用空气作

4、为冷却介质的测量方法8. 1 应用范围和基本方法8.2 空气质量流量PQ的测量8.3 空气温升.t的测量 8 8.4 空气比热Cp的测量8. 5 用空气作为冷却介质的量热法测量误差允许值附录A(资料性附录)测量准备事项.11人1用液体冷却介质时量热法测定的准备工作A.2 用液体冷却介质时量热法测定管路的连接方法I GB/T 5321一2005/IEC60034-2A: 1974 前言本标准是对GB/T5321-1985(用量热法测定大型交流电机的损耗和效率的修订。本标准等同采用IEC60034-2A: 1974(旋转电机第一次补充用量热法测量损耗，对原标准按GB/T1. 1-2000 进行了编

5、辑性修改，增加第2章:规范性引用文件。补充原标准删去的第5章温升稳定标准，删除原标准第2章符号，测量误差进一步明确等。本标准与其他旋转电机标准协调一致。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国旋转电机标准化技术委员会发电机分技术委员会归口。本标准由哈尔滨大电机研究所负责起草。本标准主要起草人:杨明。本标准由哈尔滨大电机研究所负责解释。本标准首次制定日期1985年。阳山GB/T 5321-2005/IEC 60034-2A: 1974 量热法测定电机的损耗和效率1 范围本标准等问采用IEC60034-2A(旋转电机第一次补充用量热法测定损耗。本标准适用于大型交流电机的型式试验和检查试验，但其原

6、则也适用于其他电机。本标准未作规定的事项，均应符合GB755(旋转电机定额和性能。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。GB 755一2000旋转电机定额和性能(idtIEC 60034-1:1996)。3 术语量热法calorimetric method 在电机内部产生的各类损耗最终都将变成热量，传给冷却介质，使冷却介质温度上升。用测量电机所产生的热量来推算电机

7、损耗的方法，简称量热法。4 测量方法4. 1 损耗测定视条件不同，可采用下列任一方式测定热量，以确定损耗。4. 1. 1 测量冷却介质的流量和温升4.1.2 校正冷却介质温升4.2 效率测定视条件不同，可采用下列任方式测定损耗，以确定效率。4.2. 1 测定额定负载下的总损耗4.2.2 分别测定各种损耗，然后相加求得总损耗5 确定损耗的公式5. 1 基准表面为了对总损耗进行分类;给电机规定一个基准表面。这是一个将电机全部包在里面的基准表面，这个表面内产生的所有损耗，都通过该表面散发出去，(见图1)。电机总损耗包括:基准表面内损耗Pj基准表面外损耗PeGB/T 5321-2005/ IEC 60

8、034-2A: 1974 式中:5.2 用测量冷却介电机各部温升达式中: Cp 冷却介质的比热，kJQ一一冷却介质的流量，m3/5;户一一冷却介质的密度，kg/m3; 6. t 冷却介质的温升，K。若冷却介质为水，则其测量方法见第7章。若冷却介质为空气，则其测量方法见第8章。5. 3 未传递给冷却介质的损耗5.3. 1 由于热传导传到电机基础及轴上的损耗这些损耗数量很小，可以忽略不计。5.3. 2 开启式通风的电机中，由于空气功能变化而带走的损耗的损耗。它占总GB/T 5321-2005/IEC 60034-2A: 1974 这些损耗很小，其损耗可用下式计算:且=丑主v22000 式中:P2

9、冷却空气功能变化带走的损耗，kWjQ一一空气流量，m3/s:F一空气密度，kg/m3j u一一出口风速度，m/so5. 3. 3 电机外表面与周围空气对流和向厂房辐射的损耗因为电机表面向厂房的辐射损耗数量很小，可以忽略不计。测量时，只考虑电机外表面与周围空气对流散热的损耗就行。其损耗计算公表却/比一#卢h755及相应产品标准规验值。式中:6.t 电机外表h 表面散表面散热系数与空气接触式中:u 冷却空5.4 基准表面外部5.4.1 在基准表面外外部辅助设备只包定的试验方法进行测量，轴承损耗用量热法测量。对于带有水冷却器的轴承其损耗但因为对水的热特性了解得比较清楚，最好在5.5 用电气热量校准法

10、测量基准表面内部的损耗Pj5.5.1 一般说明当冷却回路的冷却介质流量不能直接测量，或直接测量有困难时，可采用校正冷却介质温升的方式测定损耗。在本方法中，被试电机基准表面内部损耗，由己知的电热源供给，使冷却介质温度上升。测定冷却介质温升与电机损耗的校准曲线。被试电机的实际损耗，可由校准曲线外推求得。量，也可以用水作为冷却介质来测量。圃却器的水的一侧测量。5.5.2 校准法的损耗产生方式校准试验时，供给电机的损耗，可由下列方式之一，在被试电机内部产生。3 GB/T 5321一2005/IEC60034-2A: 1974 a) 按正常运行方式产生损耗，并按需要使电机在空载或负载下运行。b) 在试验

11、时，在电机内装入专用电热器来产生损耗，此时损耗产生的热流图与电机正常工况下的热流图相似。为了尽可能准确地绘制校准曲线，所用损耗值应接近设计给定的额定损耗值，否则应通过协商确定采用校正曲线的外推值。5.5.3 作校准曲线与试验时应满足的条件电机在这两种情况下运行时，应该具有相同的物质条件，即外罩、冷却和安装方式都相同。环境温度与周围情况应尽可能相似，冷却介质流量及其稳定温度应尽可能相符。5.5.4 实际损耗的测量获得校准曲线后，使电机在相同条件下运行，且内部产生需要测量的损耗，测量冷却介质的温升，然后利用冷却介质温升与电机损耗校准曲线，即可确定实际损耗。6 稳定标准6. 1 总损耗和各种损耗均在

12、电机达到各种工况的热平衡稳定状态下测量。6.2 稳定条件:6.2.1 电机发热部件的温升在一小时内的变化均不超过2K。6.2.2 冷却介质进口温度稳定，并且冷却介质温升和流量在两小时内变化不超过:t:l%，或冷却介质流量不变、冷却介质温升在一小时内变化不超过士1%时，认为达到热平衡稳定状态。7 用水作为冷却介质的测量方法7. 1 应用范围和基本关系本方法适用于具有封闭式初级冷却系统和用水作次级冷却介质的电机。冷却器并联和串联的典型连接图见图2和图3。 气体;一生水。 4 生水; 纯水;一一气体。图2并联冷却器固3串联冷却器4 按照5.2给出的损耗公式来推算被试电机的损耗。被试电机达到热稳定状态

13、，测定以下各项:4 G/T 5321-2005/IEC 60034-2A: 1974 a) 水的比热Cpb) 水的密度pc) 水的流量Qd) 水的温升.t7.2 水的比热Cp测量水的比热Cp(k/(kg.K)用图4曲线确定。其温度为出、入口水温度t1、t2间的平均温度。7.3 水的密度测定水的密度p(kg/m3)用图4曲线确定，其温度为测定水流量处的温度。 国、自、圃，Jl、. -. 、，. C飞Ll)飞u r-. -1 000 、卜、严f._ |飞f / 990 队 4.19 f. / 气气飞F、/ 9创 飞/ 队/ 民1 卜、_/ 970 o 5 10 15 20 25 30 35 40

14、45 50 55 60 65 70 75 80 图4纯水特性与温度的关系7.4 水的流量Q测量水的流量Q(kg/旷)可用下列方法测量za) 刻度水箱;b) 电磁式或翼轮式流量计;c) ISO-R541标准推荐的孔板，文吐里管或喷嘴。7.4.1 刻度水箱水箱体积选取，必须使充满水的时间至少为1min。5 GB/T 5321一2005/IEC60034-2A: 1974 用计算方法确定水箱容积时，水压引起的水箱容积的变化不应超过0.02%。测量时，应使通过冷却系统的水流量不受影响。时间可用两块秒表同时测量，或用一只电气计时装置测量。7.4.2 用窑积式或流速式流量计测量应按仪表制造厂的使用说明书操

15、作。如果用直读式的流量计进行测量时，应读取近20个读数，然后取平均值。7. 5 水的温升At测量可用下列任种方法进行测量:a) 可用铀电阻检温计、铜电阻检温计或热电偶，直接放在水里或放在充满油的温度计套管中进行、，hu 气交换，套管口用度计，套管中的油位7.5.1 温度计套营的安装温度计套管应安装温度计套管的安图5)。7.5.2 温度计套测温元件应一个隔热的塞子，外部包以隔热层以防散热(见一一隔热层;一-油; 水源。7. 6 用水作为冷却介质的量热法测量用水作为冷却介质的量热法测量误差允许值应满足表1要求。表1测量误差允许值测定参数相对误差1%水的比热Cp主主l水的密度p(1 水流量Q(1 水

16、温升b.t运l6 GB/T 5321-2005/IEC 60034-2A: 1974 在置信水平95%下，损耗P;标准差vwlX 1. 15 tlYo:1HliG ， 12 11 .10 09 08 07 .05 。11. 00 9 98 97 96 0.95 5 。10 20 30 40 50 60 Q 圈7湿度和温度不同时的空气密度大气压力的影响可用下式计算:式中zb-一实测压力下的空气密度，kg/m3; b Pb = PbO瓦PbO-一标准大气压力下的空气窜度，查曲线7，kg/旷;b-一实测大气压力，N/m2;bo-一标准大气压力，bo= 1. 013 X lOs N/m2o 1. 10

17、 70. 6 1. 05 问403 02 60% 93 ?斗艳-9 911部891飞70 (C) 流量测量处的空气温度t，用土lOC的普通温度计测量，己满足精度要求。若在冷却器出口处测定流量时，确定空气密度所用的温度必须为各冷却器出口温度的算术平均值。测定湿度必须用温度计。8.3 空气温升A.t的测量可用电阻温度计、热电偶、热敏电阻或精度达到1/10oC的水银温度计测。8 GBjT 5321-2005jIEC 60034-也:1974 8.3. 1 开启式通凤系统的测量开启式通风系统电机的空气温升，是用进、出口空气温度差来确定的。为了提高测量精度，出风口应采用分格测量法，每格面积约为(0.1X

18、O. 1)m2，每格温度都要测量，取各出风口的测量平均值。8.3.2 封闭循环通凤系统的测量封闭循环通风系统电机的空气温升，是用空气冷却器的进、出口空气温度差来确定的。若测试人员可以接近空气冷却器热空气侧，则可用水银温度计测量温度。若测试人员不可接近空气冷却器热空气侧，则热空气温度应用电器检温计测定，但电器检温计不要接触空气冷却器。出口空气温度应在若干点进行测量，取各测点的平均值，为出口空气温度。8.4 空气比热Cp的测量在压力恒定的情况下，空气比热Cp在有关温度范围内(770).C，几乎不变，对于干空气的比热值为:Cp = 1. OlkJ/(kg K) 湿空气的空气比热数值查图8.Cp/(k

19、 1 100 1 090 1 080 1 070 1 060 1 050 1 040 1 030 1 020 1 010 1 005 (kQ: o K) 100% 自:f/J./l 1lA恤，均l1JJ71Wrr% iiIiiik i飞/，吁;%I I I W才V/N/L/. JJ/ii阳i?fI!th但/1111INI/Yi !lI/1f/IJI 的场w州街1AU勿mr01/Y/!20%切切23肋y/门叫| 以多院乡院院院比vvd院EB乡U1经巳VL/Ilo1重移民乡眨h/US%22医院E:t:二-t-10 20 30 40 50 60 70 c 固8不同湿度、温度下空气的比热Cp8.5 用

20、空气作为冷却介质的量热法测量误差允许值用空气作为冷却介质的量热法测量误差允许值应满足表2要求。9 GB/T 5321-2005/IEC 60034-2A: 1974 比热Cp空气密度p空气流量Q测定参数与测定方法一二风速计或电器装置一-皮脱管一一吸入孔温升lJ.t5C lJ.t10C 用水银温度计或电气检温计20ClJ.t 10 表2测量允许值相对误差%:1: 0.5 土0.5土3.0:1: 3.0 土l.5GB/T 5321-2005/IEC 60034-2A: 1974 附录A(资料性附录)测量准备事项A.1 用液体冷却介质时量热法测定的准备工作2示例)。冷却器和纯水冷却器两条管路，有的精

21、度，故应在测量时. 1所示的两端能关闭是主邑1路路、乌们管管lu训处处衙门马马的阅口口型在入出小A.2 为提高冷却介质温度的测戴在，试榈毡缸勘乍臂的温升妒挺好。为此，冷却介质流量应尽可能小些，只要不超过温升限值就当冷却介质温升太小，又不能改变流量?例费掉除非挣嘀嘀量)时，测量最好按图A.2示例求出循环液体在旁通管路内的部分损耗，该部分旁通管路可能得到一个较大的温差，从而能提高温差的测量精度，井联支路上的流量利用节流装置调节分配。11 GB/T 5321-2005/IEC 60034-2A: 1974 Q一流量计;tu一-在旁路管道内部冷却介质降温后的温度Ftw一-热冷却介质温度;tk一-tu和

22、tw的混合温度;一-截流装置I 6. 1 ，_一一-一-一一- :tw 国固A.2例如图2所示连接方式不能实现，则可采用综合量热法，即所测得的总流量乘以每个冷却器单独测得的温升的平均值(见图A.3)。在这种情况下，测量前应利用装在下游的间门调节各支路流量，使!:，.tj到!:，.t4各温升差不多相等。管路可以不采用隔热措施。12 气体;一一气体。 图A.3中华人民共和国国家标准量热法测定电机的损耗和效率GB/T 5321-2005/IEC 60034-2A: 1974 奇峰中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销 开本880X 1230 1/16 印张1.25 字数27千字2005年4月第一版2005年4月第一次印刷9峰书号:155066 1-22389 定价13.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533守h严dNt叮的00hv国的CON-.-NmmH阁。