GB T 25123.3-2011 电力牵引.轨道机车车辆和公路车辆用旋转电机.第3部分：用损耗总和法确定变流器供电的交流电动机的总损耗.pdf

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1、ICS 29.280 S 35 道昌中华人民=lI二./、不日国国家标准GB/T 25123.3-2011 /IEC 60349-3: 1995 电力牵引轨道机车车辆和公路车辆用旋转电机第3部分:用损耗总和法确定变流器供电的交流电动机的总损耗Electric tracion-Rotating electrical machines for rail and road vehicles一Part 3 : Determination of the total losses of convertor-fed alternating current motors by summation of the

2、 component losses (IEC 60349-3: 1995 , IDT) 2011-12-30发布数码防伪中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局中国国家标准化管理委员会2012匾。6-01实施发布GB/T 25123.3-2011/IEC 60349-3: 1995 目次前言.1 1 范围.2 测量仪表.3 损耗总和3. 1 总损耗的构成.2 3.2 各部分损耗的确定附录A(资料性附录)异步电动机的等效电路.附录B(资料性附录)附加负载损耗.10 参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 GB

3、/T 25123.3-20门/IEC60349-3: 1995 前言GB/T 25123(电力牵引轨道机车车辆和公路车辆用旋转电机由以下三部分组成:-第1部分:除电子变流器供电的交流电动机之外的电机;一一第2部分:电子变流器供电的交流电动机;一一第3部分z用损耗总和法确定变流器供电的交流电动机的总损耗。本部分是GB/T25123的第3部分。本部分按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本部分采用翻译法等同采用IEC60349-3: 1995(电力牵引轨道机车车辆和公路车辆用旋转电机第3部分:用损耗总和法确定变流器供电的交流电动机的总损耗。本部分做了下列编辑性修改:一一按GB/T1. 1一

4、2009的要求，IEC60349-3 :1995的公式编号(1) (8)在本部分中公式编号为(A.l)(A. 9)，对3.2.1.2和附录B中公式新增了编号;修正了原文表A.2的以下错误za) 项目15公式中原文的(1)/(7)修改为1/(7);b) 项目19公式中原文的(17)一(18)修改为(17)十(18);0 项目24公式中原文的(23)/(2)修改为(23)十(2); d) 项目27公式中原文的(22)2修改为(22)。本部分由中华人民共和国铁道部提出。本部分由全国牵引电气设备与系统标准化技术委员会(SAC/TC278)归口。本部分负责起草单位:株洲南车时代电气股份有限公司。本部分参

5、加起草单位:南车株洲电机有限公司、永济新时速电机电器有限责任公司。本部分主要起草人:李益丰。本部分参加起草人:钟幼康、吴顺海、吕引条。I GB/T 25123.3-2011/IEC 60349-3:1995 1 范围电力牵引轨道机车车辆和公路车辆用旋转电机第3部分:用损耗总和法确定变流器供电的交流电动机的总损耗GB/T 25123的本部分适用于符合GB/T25123.2的电动机。变流器供电的电动机的总损耗可用损耗总和法来确定，这些损耗由负载试验和空载试验得到。总输入功率等于基波频率的输入功率和其他所有频率的输入功率之和。实际上，其他所有频率的输入功率包括了由变流器电源中电压和电流谐波所产生的损

6、耗，它可以通过采用适当的测量仪表，测量电动机负载状态时的总输入功率和基波频率的输入功率来求得。由于基波频率所产生的损耗不能直接测量，因此需通过测量基波频率的负载电流和基波频率的空载输入功率来求得。2 测量仪表在变流器供电下运行所产生的额外损耗等于电动机负载时的总输入功率减去基波频率的输入功率。输入功率应该用数字采样仪表同时在每相上测量。优先采用三相测量法。但作为一种选择，也允许采用二瓦特表法。总输入功率由一个时间周期内的电压和电流的乘积得到，基波功率采用同一采样的数据通过傅立叶变换得到。考虑到所要求的整个频率范围内幅值和相位漂移误差，必须重视全套仪表的准确度。由于谐波的功率因数一般非常低(电压

7、型异步系统的功率因数小于0.1)需要特别注意最小相角误差。当功率因数为0.08时，在不同频率下的瓦特表的准确度可达到如下范围:一一小于2kHz:土0.5%;一一(包括)2kHz-20 kHz:士1.0%;一一包括)20kHz-50 kHz:士2.0%。仪表通常还带有用于补偿和调节仪表的衰减器。但当采用外接衰减器时，要求其准确度在表l给出的范围之内。表1外接衰捕器的准确度频率相对误差相位漂移误差kHz % 度n0.8功率因数0.4功率因数iJ飞X1J RM P1L -堵转时的有功功率;IIL一一堵转时的定子电流。注意:本方程仅当转子电阻R21是通过阻抗试验确定时才有效。通过负载试验确定的转子电阻

8、z( A. 9 ) 选择不同的R21利用等效电路的方法计算试验点的参数，直到输入电流的计算值等于试验值。将R21的最终值用于以后的所有计算。A.3 三相电动机的特性计算当等效电路参数曲线和空载损耗曲线绘出后，可利用这些曲线对电动机特性上某些确定的电压、频率和转差率值的那些点作计算。图A.2是异步电动机的负载等效电路。注意由于电路参数并没有考虑摩擦损耗、风摩耗、附加负载损耗和变流器电源的谐波损耗，因此这些损耗须单础考虑。h R1 输入数据z一一相电压，单位为伏特(V);一一基波频率，单位为赫兹(Hz); 一一转差率;X1 一一摩擦损耗和风摩耗，单位为瓦特(W);一一附加负载损耗，单位为瓦特(W)

9、;一一由变流器电源所产生的谐波损耗，单位为瓦特(W);X21 a R21 一一基波频率的等效电路参数:X1、X21、XM,RI ,RM , R21 ，单位为欧姆(11)。输出数据:一一定子电流，单位为安培(A); 一一一输入功率，单位为瓦特(W);一一输出功率，单位为瓦特(W);一一效率，%;一一功率因数;一一轴转矩，单位为牛顿米N.mJ , 图A.2异步电动机负载等效电路且21(1 -S) 7 G/T 25123.3-2011/IEC 60349-3: 1995 表A.2参数的定义丢二，是数项目方程式a符号含义单位1 s 转差率P. U 输入数据2 X1 定子电抗。输入数据3 X21 折算到

10、定子侧的转子电抗。输入数据4 XM 励磁电抗。输入数据5 Rl 定子电阻。输入数据6 R 21 折算到定子侧的转子电阻。输入数据7 RM 励磁电阻。输入数据8 U 相电压V 输入数据9 f 基波频率Hz 输入数据10 m 相数(m=3)输入数据11 Ph 由变流器电源所产生的谐波损耗w 输入数据(见注1)12 R21/S 等效电路中的电阻。(6)/(1) 13 Z21 辅助变量(3)2 + (12)2 14 G21 辅助变量(12) / (13) 15 GFo 铁心电导。-11/(7) 16 G 辅助变量(14)+(1日17 B2 辅助变量(3) / (13) 18 bM 励磁导纳。一11/(

11、4) 19 B 辅助变量(17) + (18) 20 y2 辅助变量(16)十(19)21 RG 辅助变量(16)/(20) 22 R 辅助变量(5)+(21) 23 XG 辅助变量(19) / (20) 24 X 辅助变量(23) + (2) 25 Z 等效电路的总阻抗。 (21)2 + (23)2 26 11 定子电流A U/(25) 27 Fin 除项目11外的输入功率w (10) X (26)2 X (22) 28 Pru1 定子中的PR损耗w (10) X (26)2 X (5) 29 P FO 铁心损耗w (10) X (26)2 X (15)/(20) 30 Pmz 转子输入功率

12、w (27) -(28)一(29)31 Pru2 转子中的12R的损耗w (1) X (30) n 电动机转速n，Xl一(1) 32 r/min 一n, 同步转速8 GB/T 25123.3-2011 /IEC 60349-3: 1995 表A.2(续)参数项目方程式a符号含义单位33 Pf 摩擦损耗和风摩耗w 见注234 P, 附加负载损耗w 见注335 L; P1 除项目11外的总损耗w (28) + (29) + (31)十(33)+(34)36 Pou 输出功率w (27)-(35) 37 甲l除项目11外的效率P u 1-(35)/(27) 38 1 包括项目11的效率P u 1一(

13、II)+(35)J/(27)+(II)J39 PF 除项目11外的功率因数P u (22)/(25) 40 T 输出转矩Nm (60/2p) X (36) / (32) J a方程式中括号内的数，如(21)，是项目号。注，:由变流器供电而产生的谐波损耗按3.2. l. 3所规定的方法在负载状态下测得。注2:根据空载试验确定摩擦损耗和风摩耗。在恒定频率下的总空载损耗和端电压平方之间的函数关系为一直线。由不同频率和电压的曲线族外推到零电压(如图A.3)，可以绘制出摩擦损耗和风摩耗与转速之间的关系曲线。也可用另外一种方法，把电动机电源切断，拖动电动机来测量该损耗。注3:附加负载损耗可用3.2.l.

14、2中的公式来估算。p阳+P23仁.Pfw1 , , , , , 图A.3用作圄法确定摩擦损耗和凤摩耗f、h 11 lJ2 9 GB/T 25123.3-2011 /IEC 60349-3: 1995 附录B(资料性附录)附加负载损耗B.1 通过低功率试验确定鼠笼式异步电动机的附加负载损耗鼠笼式电动机的附加负载损耗可以通过两组低功率试验来求得。损耗不是直接测量的。为了给深入研究提供数据，应按照GB/T25123.2-2010中5.1.4进行研究性试验。基波损耗和较高频率下的损耗可通过2个单独试验来确定，总附加负载损耗P.为二者之和。B.2 基波损耗(试验时转子取出)基波损耗Pff可以通过下列方法

15、确定:转子取出，但可能感应电流的所有定子部件均应在位，定子绕组中通以平衡的多相电流。对应电动机输入电流I的试验电流为I，I，为zI，=N丁ID.C B.1 ) 式中zI。同一电压和同一频率下的电动机空载电流，单位为安培CA)。线电流为I时的基波频率损耗Pff为:Pff二P- nR1 . C B.2 ) 式中zp盯一定子绕组线电流为I，时的总输入功率，单位为瓦特CW);IRI一一当定子绕组线电流为I绕组温度为tl时的总12R损耗，单位为瓦特CW)。B.3 在较高频率下的损耗(反转试验)在较高频率下的损耗Phf可通过下列方法求得z把电动机拖动到同步转速，但转向与定子磁场旋转方向相反，电动机分别施加

16、和不施加电压。所施加的电压应能产生与转子取出试验时相同的定子电流I，o较高频率下的总损耗Phl= CPmrP1w)一CP-PII-IRh) .C B. 3) 式中zPmr一一施加电压时的机械输入功率，单位为瓦特CW);P1w一一没有施加电压时的机械输入功率，单位为瓦特CW);p一一电动机反转时定子的输入电功率，单位为瓦特CW);IRh 当定子线电流为I绕组温度为th时的总12R损耗，单位为瓦特CW)。总附加负载损耗p.=Pff+Phf.C B. 4) 注1:二组试验中由于绕组温度差异而产生的误差可忽略不计，Phf可取值CPmr-P1w)一(P-Por)J。注2:建议绘制不同频率下Pff，Phf

17、对定子电流的关系曲线，以便能确定在整个电动机工作范围内任一点的附加负载损耗。注3:测量仪表应适用于测量低功率因数电气输入量。10 GB/T 25123.3-2011 /IEC 60349-3: 1995 参考文献lJ GB/T 25123.2-2010 电力牵引轨道机车车辆和公路车辆用旋转电机第2部分:电子变流器供电的交流电动机(lEC60349-2: 2002 , MOD) 的白白户的t寸的。UM嗣同=ON|仍.RFmNH因。华人民共和国家标准电力牵引轨道机车车辆和公路车辆用旋转电机第3部分:用损耗总和法确定变流器供电的交流电动机的总损耗GB/T 25123. 3-2011/IEC 6034

18、9-3: 1995 国白 中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号(100045)网址总编室:(010)64275323发行中心:(010)51780235读者服务部:(010)68523946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字数24千字2012年6月第一版2012年6月第一次印刷争舍书号:155066. 1-45117定价18.00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)68510107GB/T 25123.3-2011 打印H期:2012年7月68F002