GB T 20137-2006 三相笼型异步电动机损耗和效率的确定方法.pdf

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1、ICS 29.160.01 K 20 道B中华人民共和国国家标准GB/T 20 137-2006/IEC 61972: 2002 三相笼型异步电动机损耗和效率的确定方法2006-03-06发布Method for determining losses and efficiency of three-phase cage induction motors CIEC 61972: 2002 , IDT) 中华人民共和国国家质量监督检验检茂总局中国国家标准化管理委员A2006-08-01实施060907000082 GB/T 20 137-2006/IEC 61972: 2002 目次E111112

2、233333344445677刊lu式u格荐u正推u修的川的率数川效析读机分矩E动归转仁川电回机叫算性功度自率计线测温温效)件问UUUU值机耗质的录录录文时义uuu限电损介点附附附用叼定器度-u的验验定耗散却u载性性性.引U和求仪定序前试试确损杂冷负料料范性J语号要摞量确程述验载载的述载载准率定资资规围范语术符验电测不验概试负空率概空负基效指UAX中一一同情也规术12试123试1234效123456孔和和前1233.q山4AhA也Ah55.inh山丘6队6.6.队6.6.附附附图1负载杂散损耗推荐值(方法2)8图2空载损耗的确定(见6.2)(示例)9图3负载杂散损耗修匀(见6.3. 1. 5)

3、 (示例)9GB/T 20 137-2006/IEC 61972:2002 前言本标准等同采用IEC61972:2002(三相笼型感应电动机损耗和效率的确定方法。为了便于使用，本标准作出了下列编辑性修改:a) 将感应电动机一词改为异步电动机;b) 将附加损耗一词改为杂散损耗;c) 删除国际标准的前言。235十QN十25-Qc其中，6.4.1中公式凡=RN- ; :. .c ，IEC原文中Qc为也有误，应为Qc。N 235+QN 附录C.1. 3中公式里的阳，IEC原文为n，有误，应为ndo0 本标准的附录A、附录B为资料性附录，附录C为规范性附录。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国旋转

4、电机标准化技术委员会CSAC/TC26)归口。本标准由上海电器科学研究所(集团)有限公司负责起草，重庆赛力盟电机有限责任公司、江苏大中电机股份有限公司、安徽皖南电机股份有限公司、淮安威灵清江电机制造有限公司、山西电机制造有限公司、江苏远东电机制造有限公司等单位参加起草。本标准主要起草人:金惟伟、李宝金、周奇、项怀余、孙跃、丁玉林、岳维平、顾进。本标准是首次制定。mm GB/T 20 137-2006/IEC 61972:2002 三相笼型异步电动机损耗和效率的确定方法1 范围本标准适用于三相笼型异步电动机并规定了两种确定效率的方法:方法1:电动机试验使用转矩测量装置，根据测试结果求取负载杂散损

5、耗值。.方法2:电动机试验不测量转矩，采用推荐的负载杂散损耗值。这两种方法的区别在于确定负载杂散损耗的方法不同。除非另有规定，否则方法1宜用于150kW及以下的电动机。关于确定效率的其他方法，见GBjT755.2-2003。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 755-2000旋转电机定额和性能(idtIEC 60034-1 :1 996) GBjT 755

6、. 2-2003 旋转电机(牵引电机除外)确定损耗和效率的试验方法(lEC60034-2 :1 972 , 包括1995年第1号修改和1996年第2号修改，IDT)IEC 60044(全部)仪用互感器IEC 60051-1 直接作用式模拟电测仪表及其附件第1部分:定义及通用要求IEC 60279 带电测量交流电机绕组电阻3 术语、定义和符号3. 1 术语和定义本标准采用GB755-2000 ,GBjT 755.2-2003及下面给出的术语和定义。3. 1. 1 铁耗core losses 有效铁心中的损耗及其他金属件中空载杂散损耗之和。3.1.2 负载杂散损耗stray-Ioad losses

7、 a) 负载电流在有效铁心及除导体之外的其他金属件中引起的损耗。b) 因磁通脉动而产生的电流在电动机的定子和转子绕组中引起的涡流损耗。注:IEC 61972标准称这项损耗为负载附加损耗。3.2 符号coscp-一一功率因数f一一电源频率I一一线电流10-空载线电流GB/T 20 137-2006/IEC 61972: 2002 (12 R)。空载定子绕组损耗(12 R)，一一定子绕组损耗(l2R)r-转子绕组损耗(2 R)目一一额定负载热状态下绕组温度换算到基准冷却介质温度为25C时的定子绕组损耗。2R) rs 额定负载热状态下绕组温度换算到基准冷却介质温度为250C时的转子绕组损耗走d测功机

8、转矩读数修正值n-一一运行转速(见注)p一一极对数P，一一输入功率Pz一一输出功率PZN一一额定输出功率PFE一一铁耗P PK 恒定损耗Ra环R，换RN一一额人换算毫!T 修正兀Td一一一转矩测。c基准冷却介质温度。对于Z8i 绕组初始温度。N额定负载状态下定子绕组温度注:上述各量的单位为列于IEC60027-1中的国际单位(S1)。转速n的单位是每秒旋转次数，以5-1(r/5)表示，对以min-1(r/min)表示的转速值应除以60。4 试验要求4. 1 电源4. 1. 1 电压电源应符合GB755-2000中6.2.1的要求，电压应为额定电压。2 GB/T 20 137-2006/IEC

9、61972 : 2002 4. 1. 2 频率测量期间，频率应在规定频率:1:0.3%范围内。4. 2 测量仪器4.2.1 电量测量仪表测量仪表的准确度等级为IEC60051-1规定的o.2级。由于仪表准确度通常是以满量程的百分数表示，应按实际需要尽可能选择低量程。4.2.2 仪用互感器仪用互感器的准确度等级为IEC60044规定的O.2级。误差。4. 3. 2 方法1采用方法l士0.5%/(1平)5 试验程序5.1 概述构成本试验程序的行。如果各分项试验分用方法1确定电机效率确定电机效率时，负载杂散损注:借助测温装置确定每一负载点的电阻值要比在最大负载读数之前和最小负载读数之后确定电阻值会得

10、到更为准确的试验结果，对热时间常数小的电机尤为如此。5.2 试验前的电机温度电机的初始状态应如GB755-2000中7.3.2的规定，测量并记录Ra和民。5. 3 负载试验5.3. 1 额定负载热试验额定负载热试验结束时(见GB755-2000中第7章)测量并记录:R N ，8N和8c。应在GB755一GB/T 20 137-2006/IEC 61972:2002 2000表4规定的时间范围内测取电阻的第-点读数。如用带电测量电阻法(见IEC60279)则与此规定时间元关。5.3.2 负载试验本试验开始记录试验数据之前，定子绕组温度与额定负载热试验(见5.3. 1)测得的温度之差应不大于50C

11、。用合适的设备给电动机加负载，并用符合4.2.3要求的测量装置测量转矩(仅在采用方法1时)。在6个负载点处给电动机加负载。宜在不小于25%和100%额定负载之间大致均匀选取4个负载点。其余2个负载点在大于100%但不超过150%额定负载之间均匀选取。给电动机加载时，从最大负载开始，而后依次降低到最小值。试验应尽快地进行，以减少试验期间电机温度变化。在每个负载点处，测取U、I、Pj、TdJ和n。确定最大负载读数之前和最小负载读数之后的电阻值R。在每一负载点测量期间，频率波动应小于0.1%0 100%额定负载及更大负载时的电阻为最大负载读数之前的电阻值，小于100%额定负载时的电阻值可用100%负

12、载读数之前和25%最小负载读数之后的电阻值，并按与负载成线性关系来确定。也可以用安装在绕组上的热敏元件测量各负载点的定子绕组温度，根据测得的各负载点绕组温度及试验前测得的温度和电阻，确定各负载点的电阻值。5.4 空载试验负载试验后，被试电机立即与负载装置脱开。对被试电机施以额定频率的不同电压。在125%和60%额定电压之间，至少取4个(间隔大致均匀)电压点，包括100%额定电压。在50%和约20%额定电压或线电流最小或线电流不稳时电压之间，间隔大致均匀取3个或更多的电压点。对于水冷电机，负载试验之后，应立即切断水流。按电压降低的顺序测取读数，试验应尽快地进行。在每一电压点处测取矶、Io、PO采

13、用在最高电压读数之前和最低电压读数之后测量电阻的方法确定各电压点的Ro。每-电压点处的电阻值可用线性内插法确定，起点是最高电压点读数之前的电阻值，末点是最低电压点读数之后的电阻值。也可用安装在绕组上的热敏元件测量定子绕组温度的方法确定各电压点处的电阻值。根据测得的各电压点的定子绕组温度及试验前测得的温度和电阻，确定各电压点处的电阻值(见5.2)。6 效率的确定6. 1 概述确定效率需要进行温度换算和损耗分析。注:当采用推荐负载杂散损耗值的方法2时，应了解图1的曲线不代表平均值，而是大量测量值的上包络线。在大多数情况下，方法2求得的效率值会较方法1低。推荐的计算格式见附录A。6.2 空载损耗6.

14、2. 1 恒定损耗空载试验时的输入功率是各项损耗之和。从空载输入功率减去试验温度时定子绕组损耗得到恒定损耗凡PK是铁耗与风摩耗之和，对5.4记录的每一电压点，输入功率Po减去试验温度时定子绕组损耗(1咀)0，得到恒定损耗PKOPK = PO-一(2R)o = Pf + PFE . ( 1 ) 其中(12 R)o = 1. 5I5 Ro . ( 2 ) 式中:p o Io和Ro按5.4确定。4 GB/T 20137-2006/IEC 61972 :2002 6.2.2 凤摩耗空载试验中(见5.4)对50%额定电压及以下各电压点，按6.2.1计算的恒定损耗PK，对电压平方(UO)2作曲线。延长此直

15、线至零电压，零电压处的截距即为风摩耗Pf(见图2)。风摩耗值与负载元关，6个负载点用相同的风摩耗值。6.2.3 铁耗对60%和125%额定电压之间的各电压点，按6.2.1所述计算恒定损耗PK，PK对电压U。作曲线。为了补偿定子绕组电压降的影响，每一电压点处的铁耗应按降低电压Ur来确定，Ur可近似地按式(3)求得zUr = J (u -1 IRc叫2+(手msiDdE式中:p , cos(jJ = 一一一二一J3UI ( 4 ) m-.)1-cos2石. ( 5 ) U、I、Pj和R按5.3.2确定。根据各负载点的降低电压Ur，确定相应的恒定损耗PK，从PK中减去风摩耗Pf，即为铁耗:PFE =

16、 PK - P! 式中zP!按6.2.2确定。6.3 负载杂散损耗6.3. 1 方法1:根据测试值确定负载杂散损耗6.3. 1. 1 定子绕组损耗根据5.3.2测得的数据，用下式计算6个负载点处的定子绕组损耗(J2R)s:(12 R)s = 1. 5J2 R 式中:I和R按5.3.2确定。6.3.1.2 转子绕组损耗用下式确定6个负载点处转子绕组损耗(J2R)r:其中:式中zPj、f和n按5.3.2确定;(12 R)s按6.3. 1. 1确定;PFE按6.3.2确定。6.3. 1.3 输出功率(12 R)r = Pj - (12 R)s - PFES s=l-n/f 按下式确定6个负载点处的输

17、出功率:Pz = 2Tn 式中:T=Td+kd(见4.2.3)，其中b按C.1.3确定;Td和n按5.3.2确定。6.3.1.4 剩余损耗. ( 6 ) ( 7 ) . ( 8 ) . ( 9 ) . ( 10 ) 按下述规定，从输入功率中减去输出功率、试验温度下定子绕组损耗、铁耗、风摩耗以及对应于各点GB/T 20137-2006/IEC 61972:2002 所测转差率的转子绕组损耗，分别确定每一负载点下的剩余损耗。PL = P j -Pz一(r R) s - P FE - P r - (lz R) , ( 11 ) 式中:P，按5.3.2确定;Pz按6.3. 1. 3确定;(lZ R)s

18、按6.3. 1. 1确定;PFE按6.2.3确定;Pr按6.2.2确定;(2 R)，按6.3. 1. 2确定。6.3. 1. 5 剩余损耗数据修匀根据剩余损耗与负载转矩修匀。6.3. 1. 6 求取负确定斜率AJ . ( 13 ) 式中:T按6.3.1. A按6.3. 1. 5 6.3.2 方法2:推用图1曲线确表示。P LL= P j Xo. 025 PLL = P j X 0. 025 -. PLL= P j XO . 005 l曲线可用下式6. 4. 1 修正后的定子绕组损耗将额定负载热试验确定的定子绕组电阻修正后的各负载点定子绕组损耗。(2 R ) ss = 1. 5r R, . (

19、14 ) 式中:I按5.3.2确定;凡是按5.3.1确定的电阻用下式换算到基准冷却介质温度为250C时的数值;幡c-AU-EU-N 2-o +工l,-Fhu n-文Jn/川】+ Ed-q吨U-n/缸-M凹R ERV R . ( 15 ) 祷原文为民，有误，应为4。6 GB/ T 20 137-2006/IEC 61972: 2002 6. 4.2 修正后的转子绕组损耗将每一负载点测得的转差率换算到基准冷却介质温度为250C时的数值，用修正后的定子绕组损耗(见6.4.1)，按6.3. 1. 2方法，求取修正后的各负载点转子绕组损耗。式中:Pj按5.3.2确定:( I2 R)臼按6.4.1确定;P

20、FE按6.2.3确定;(l2 R ) = Pj一(J2R ) ss - PFES s Ss是用式(17)换算到基准冷却介质温式中:5按5.3.2确定;Rs按6.4.1确定;RN按5.3.1确定。6.4. 3 修正后的输出每一负载点修式中:Pj按5.3.2PLL按6.3.1. (2 R)ss按6. ( 16 ) . ( 17 ) . ( 18 ) 7 GB/T 20 137-2006/IEC 61972: 2002 qJ 耗数损刊分散UU百杂率载J功负P入的J输示几以表(8 . If . . . . - - -. . . . . J 1 . . . . t. . . - . . . . . .

21、. , , t , . . I . . . . p霄P. . . ., . . . . . . 1 . . . . a电J叫. ,. . . f ., . . .f. .吨咽- ,. . . 1 . . . . . . . 111 . . . J V晶 I . . . . . . .吨啼咱. . . . . . . . l . . . . . .曲. . . . . . . . . . . . . . . , . I.t t. . . . . . . . . . .F. - . -. -. . . . . . . . - . . . . -. . , ,., t . 1 .-t ,. . .

22、. 1. . . . .1 . . t ., . Iltt . 1. . . . .电. ,v,_ ._ , U. . rI .J,1 . , .J u . I电I:VI. . .1 . . . . . . . . . . . . . -. . . . . . . . . ,. . 1 . ,- . . . . ., .吨咽. . . . . . . . . 1. ,. I . ., 1 .-. , ;,.,., . ,. . I . -HEEHHHH ., . . , . . , . . EPE-aztE . . 4 . . . , . . 、. . . .ft., . . . I ., A

23、、，咱 f .i . . -. . . Ilf. .1 .1 -. . -,- . . .1 . . . ., . .1 . . . , 1 . ., . .1.1 . .、.、.1_ _ .J ，咱. _.J. _ .，唔.，. . . ., -. r r ,.1- -,- . ,.-. . IIH , .1 . . .t . .1 -4 .- . ,-. .,1 .1 .1 1 .1 , .、叫._ ., ，吨J _ 1 NI .) . 。o. 1 ,.,t . ., ,. . . . 10 100 1 000 10 000 100 000 额定输出P2/ kW 圈1负载杂散损耗推荐值(方

24、法2)GB/T 20137-2006/IEC 61972:2002 字载损耗/w, , Pk = 1，。一(12R)o P1 u (电压)2;V2图2空载损耗的确定(见6.2)(示倒)负载杂散损耗/w测最值PL=AT2+B PLL =AT2 (A=斜率)(转矩)2;(Nm)2 固3负载杂散损耗修匀(见6.3.1.5)(示例)9 GB/T 20137-2006/IEC 61972:2002 附录A(资料性附录)计算电动机效率的推荐格式试验依据项号试验项目拮1 2 3 4 5 6 Lr2 哥、输入功率P，!W2 定子3 铁耗PFt!W4 5 6 Lf 9 10 10 B. 1 概述附录B(资料性附

25、录)线性回归分析GB/T 20 137-2006/IEC 61972: 2002 回归分析的目的是找出两组变量之间的数学关系，以便能用一组变量值预测另一组变量值。线性回归分析认为，如果这两组变量是线性相关J每这幅组B.2 程序B. 2. 1 数据准备应完成下表。序号2 3 4 5 6 表中:PL按6.3. 1. 4确B.2.2 确定斜率A用B.2. 1数据表中的式中:1是负载试验总点数。B.2.3 确定截距用B.2.1数据表中的数据，按式(B.2)计算截距:B = PL -A T2 PLXT2 2 . ( B. l ) . ( B.2 ) 11 GB/T 20137一2006/IEC61972

26、: 2002 B. 2. 4 确定相关系数用B.2.1数据表中的数据，按式CB.3)计算相关系数:r= 1 2; (PLT2) - C2; PL)( 2; T2) .( B.3 ) Ji2; (俨)2-(2;俨)2Ji2;Ft- C2; PL)2J 12 GB/T 20 137-2006/IEC 61972: 2002 附录C(规范性附录)测功机转矩读数的修正本修正方法也适用于转矩测量仪与被试电机之间有轴承的情况。C.1 根据电动机空载试验数据进行修正C. 1. 1 联结测功机被试电机在额定电压和额定频率下联结测功机运行，测功机不通电。测量、记录并确定PdO, 10 ,ndO TdO和R或温度

27、。(R由试验测试值求得)，并确定SdO。(12 R)d = 1. 512 R C. 1.2 不联结测功机被试电机在额定电压和额定频率下不联结测功机运行。测量、记录Po，1。和R或温度。(R由试验测试值求得)，并确定SO。(J2 R)o = 1. 512R C. 1.3 测功机读数修正确定测功机转矩读数修正值kd(N m): .( C.1 ) ( C.2 ) hd=J二(PdO一(阳)d-PFE)(1句。)一(PO- (12 R)。一PFE)(1 - SO) 几(C.3 ) LJ H ftdO 式中:ndO畴，PdO, (12 R)d ，SdO和TdO按C.1. 1确定，PO、(J2R)。和s。

28、按C.1. 2确定。PFE按6.2.3确定。注:实际上，T，曲可通过校准测功机予以补偿，因而当转轴转矩为零时，测功机的读数也为零。C.2 测功机自身试验修正测功机不与被试电机联结，但是联轴器必须仍与测功机联结，测功机在外部冷却作用下(如有)作为电动机运行，在测功机转速n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kd。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。C.3 计算修正后的转矩测功机转矩读数加上是d等于修正后的转矩T。养原文为n，应为ndO。中华人民共和国国家标准三相笼型异步电动机损耗和效率的确定方法GB/T 20137-2006/IEC 61972: 2002 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29千字2006年8月第一版2006年8月第一次印刷峰书号:155066.1-27910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)68533533GB/T 20137-2006 NOON HNSSU国CON-BFONH筒。