GB T 22670-2008 变频器供电三相笼型感应电动机试验方法.pdf
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1、ICS 2916030K 20 囤亘中华人民共和国国家标准GBT 22670-2008变频器供电三相笼型感应电动机试验方法Test procedures for converterfed three phase cage induction motors200812-31发布 2009110 1实施宰瞀徽鬻瓣警燃瞥鐾发布中国国家标准化管理委员会批19目 次前言1 范围-2规范性引用文件3术语和定义、符号4试验要求。5试验准备6空载试验7堵转试验8负载试验一9损耗的确定(适用于电压型变频器)10效率的确定-11基准定额热试验12最大转矩的测定-13最小转矩的测定14其他试验一15计算格式。附录A
2、(规范性附录) 仪器仪表损耗及误差的修正方法附录13(规范性附录) 测功机转矩读数的修正-附录C(资料性附录)线性回归分析GBT 22670-2008,40,o加n船撕孙盯蚰u刖 置GBT 22670-2008本标准采用了GB 755 2008旋转电机定额和性能(IEC 600341:2004,IDT)、IEC 6003421:2007旋转电机(牵引电机除外)确定损耗和效率的标准试验方法、GBT 1032 2005C三相异步电动机试验方法、IEC TS 6003417:2006变频器供电笼型感应电动机应用导则的相关内容。本标准内容是广泛采用的公认的试验方法,能适应国际贸易、技术交流和经济发展的
3、需要。为满足特殊研究或应用的需要,可按本标准未作规定的附加方法进行试验。本标准的附录A、附录B为规范性附录,附录C为资料性附录。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由中国全国旋转电机标准化技术委员会(SACTC 26)归口。本标准负责起草单位:上海电器科学研究所(集团)有限公司、卧龙电气集团股份有限公司、江苏大中电机股份有限公司、煤炭科学研究总院上海分院测试中心、嘉兴新华年电机有限公司、上海德驱驰电气有限公司、淮安威灵清江电机制造有限公司、江苏锡安达防爆股份有限公司、中船重工电机科技股份有限公司、上海电科电机科技有限公司、江门市江晟电机厂有限公司、日置电机(上海)有限公司。本标准参加起草单位:
4、山西防爆电机(集团)有限公司、上海南洋电机有限公司、株洲南车电机股份有限公司、江西特种电机股份有限公司、大连伯顿冠力电机有限公司、sKF(中国)有限公司。本标准主要起草人:金惟伟、严伟灿、王荷芬、张健、岑兆奇、吴顺海、姚鹏、吴志凌、陈仙根、周国保、陆进生、李保来、刘权、潘东均、王传军。本标准为首次发布。变频器供电三相笼型感应电动机试验方法GBT 22670-20081范围本标准规定了变频器供电三相笼型感应电动机试验方法。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。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
5、(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 2008旋转电机定额和性能(IEC 60034一I:2004,IDT)GBT 7552 2003旋转电机(牵引电机除外)确定损耗和效率的试验方法(IEC 600342:1972,IDT)GBT 1032 2005三相异步电动机试验方法GB 10068 2008 轴中心高为56 mm及以上电机的机械振动 振动的测量、评定及限值(IEC 6003414:2003,IDT)GBT 100691 2006 旋转电机噪声测定方法及
6、限值 第1部分:旋转电机噪声测定方法(IS0 1680:1999,MOD)IEC 6003421:2007旋转电机(牵引电机除外)确定损耗和效率的标准试验方法IEC TS 6003417:2006变频器供电笼型感应电动机应用导则3术语和定义、符号31术语和定义本标准采用GB 755 2008、GBT 1032 2005及下述术语和定义。311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。312基准定额base rating在规定的转速、基频电压和转矩或功率的基准运行点处
7、的定额,即图1中的点(3)。313起动转矩breakaway torque在变频器作用下,电动机在零转速时产生的转矩。314恒功率转速范围constant-power speed range驱动系统能保持功率基本恒定的转速范围。1GBT 22670-2008转矩远厦”说明:(1)一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;(2)一一恒转矩最低转速受电机允许温度的限制;(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315恒转矩转速范围constant-torque speed range驱动系统能保持转矩基本恒定的转速范围。316电
8、压提升voltage boost可控输出电压高于按频率所求电压的增量,可用于所有频率。通常用于低频,以补偿定子绕组压降。317基波频率(基频)fundamental frequency如无其他规定,基波频率是额定频率,对变频器供电电动机,基波频率是基准转速时的频率。318基波损耗fundamental losses基频正弦波电压或电流供电时的电机损耗。注:按GBT 1032 2005确定的损耗是基波损耗。319谐波损耗harmonic losses绕组电流中谐波和有效铁心中的谐波导致的损耗。谐波损耗与变频器输出量值中含有的谐波量有关。注1:当电动机由正弦波电压供电时,认为谐波损耗为零。注2:谐
9、波损耗是GBT 1032-2005所述的负载杂散损耗之外,增加的损耗。3110电压型变频器voltage source converter直流电路采用电容器滤波。在波峰(电压较高)时,由电容器储存电场能,在波谷(电压较低)时,电容器释放电场能来进行补充,从而使直流电压保持平稳。直流电路是一个电压源,故称为电压型变频器。3111电流型变频器current source converter直流电路采用电抗器滤波。在波峰(电流较大)时,由电抗器储存磁场能,在波谷(电流较小)时,电2GBT 22670-2008抗器将释放磁场能来进行补充,从而使直流电流保持平稳。直流电路是一个电流源,故称为电流型变频器
10、。32符号cos9功率因数,电源频率(Hz)J,定子线电流(A)I。空载线电流(A)f”变频器电源供电时的空载线电流(A)J。堵转线电流(A)I。额定电流(A)K-导体材料在0时电阻温度系数的倒数铜K。一235铝K。一225除非另有规定转矩读数修正值(Nm)J转动惯量(kgm2)n试验时测得的转速(rmin)p电机的极对数P。输入功率(w)P。 一输出功率(w)P。额定(输出)功率(w)P,。铁耗(w)Ph风摩耗(w)P。剩余损耗(w)Ps负载杂散损耗(w)P-“变频器电源供电时电动机的谐波损耗(w)P。一一空载输入功率(w)Pm变频器电源供电时的空载输入功率(w)P。一一堵转时的输入功率(w
11、)P“定子绕组在试验温度下12R损耗(w)P,空载时在试验温度下定子绕组12R损耗(w)P。s定子绕组在规定温度(以)下12R损耗(w)P,一一修正过的基波总损耗(w)R。温度为0,时定子绕组初始端电阻(n)R。额定负载热试验结束时定子绕组端电阻(n)R。试验温度下测得(或求得)的定子绕组端电阻(n)Rs换算到规定温度(以)时的定子绕组端电阻(n)R。空载试验(每个电压点)定子绕组端电阻(0)试验时测得(或求得)的转差(rrain)s转差率换算到规定温度(目;)时的转差率n转矩读数(Nm)Tm空载(与测功机连接)转矩读数(Nm)T修正过的转矩(Nm)GBT 22670-2008T。堵转时转矩(
12、Nm)丁一一一最大转矩(Nm)T在试验电压u:下测得的最大转矩(Nm)1二。一一最小转矩(Nm)T0。在试验电压u:下测得的最小转矩(Nm)U端电压(V)u。空载试验端电压(V)u”一 变频器电源供电时的空载试验端电压(V)u。堵转试验端电压(V)u。一一额定电压(V)只测量初始(冷)电阻R,时的绕组温度()氏额定负载热试验期间测取的定子绕组最高温度()目试验时测得的定子绕组最高温度()以一热试验结束时冷却介质温度CC)只一负载试验时冷却介质温度CC)qel-一一标准规定的基准温度()以计算效率时规定的定子绕组温度CC)岛 空载试验时定子绕组温度()目,定子绕组温升(K)寸一一效率()【,。轴
13、电压(V)4试验要求41试验电源411正弦波试验电源按GBT 1032 2005中42规定的要求。412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。42测量仪器测量仪器除应符合GBT 1032 2005中43规定的要求外,当由变频器供电试验时,还应符合下列要求:应使用测量电流、电压有效值的仪表和有功功率表。尤其在输入一输出法中,测量结果的准确度取决于功率表、转矩和转速测试设备的准确度。考虑到谐波产生损耗的作用,应仔细选择测试设备,使其能在相应频率范围内有足够的准确度,以下是对互感器、传感器以及分流电路等测试设备所要求的频率范围,:f。一
14、10f,对六阶梯波变频器,r一6,p对PWM变频器,最高为100 kHz式中:,1最高额定频率;最高脉冲频率(载波频率)。4GBT 22670-2008对于六阶梯波变频器,普通的电动式仪表即能满足这些要求;对于PWM变频器,必须使用宽频段的设备,优先使用带AD变换器和数字式数据微处理机的电子式仪表。注1:脉冲频率高的场合不宜使用两表法(Aron接法)。这是因有电容电流存在,输入电流相量之和可能不为零。因此,应采用每相用一个功率表的测量方法。注2:变频器的输出谐波及其主要次数决定于调制方法。注3:对常用的指示仪表,其准确度是对标称频率规定的(如对50 Hz60 Hz),而在其规定的上限频率,其准
15、确度等级容许有附加误差(如在1 000 Hz时为0 4“)。电子式测量仪表通常均给出频率范围,指规定的上限频率,所规定的准确度既适用于50 Hz或60 Hz,也适用于规定的上限频率。43测量要求431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GBT 1032 2005中421-2的要求。432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IN3 300 2 5
16、00测量埋置式检温计的绝缘电阻时,应采用不高于250 V的兆欧表。513测量方法如各相绕组的始末端均引出机壳外贝0应分别测量每相绕组对机壳及其相互问的绝缘电阻。如三相绕组已在电动机内部连接仅引出3个出线端时,则测量所有绕组对机壳的绝缘电阻。测量后,应将绕组对地放电(见GBT 1032 2005)。52绕组在初始(冷)状态下直流端电阻的测定521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2 K。对大、中型电机,温度计的放置时间应不少于15 rain。按短时工作制(s2工作制)试验的电机,在试验开始
17、时的绕组温度与冷却介质温度差应在5 K以内。522测量方法5221绕组两相出线端间的直流电阻(以下简称端电阻)用双臂电桥或单臂电桥测量。电阻在1 n及以下时,必须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。5222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 rain。若电阻小于001 n,则通过被测绕组的电流不宜太小。5223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3次。每次读数与3次读数的平均值之差应在平均值的土o5范围内,取其算术平均值作为电
18、阻的实际值。检查试验时,每电阻可仅测量一次。523根据测量的端电阻,各相电阻值(n)按式(3)式(8)计算:6对星形接法的绕组R。一K耻dKb。RbR。dR。R。一R。dR。b对三角形接法的绕组: R。一+R“一R。“R。一拽+RnR。aR。一蕊+R。一R。一GBT 22670-2008(3)(4)(5)(6)(7)(8)式中:R。、风。、R。分别为出线端A与B、B与c、c与A问测得的端电阻值,单位为欧姆(n)。R“一R,s+Ribo+一Rca (9)如果各线端间的电阻值与3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15时,则相电阻可按式(1
19、0)和式(11)计算:对星形接法的绕组:R。一R。,对三角形接法的绕组:R。一号艮式中:R。,3个端电阻的平均值,单位为欧姆(n)。6空载试验(10)61 空载电流和空载损耗的测定611概述建议空载试验在负载试验(如进行)后进行。读取并记录试验数据之前输入功率应稳定,输入功率相隔半小时的2个读数之差应不大于前一个读数的3。对水一空冷却电机,负载试验后应立即切断水流。检查试验时,空载运转的时间可适当缩短。试验分别在正弦波电源和变频器电源下以相同基波频率进行试验。612正弦波电源供电空载试验被试电机施以基准频率的电压,电压的变化范围从125的额定电压逐步降低到空载电流最小或不稳定的最低电压为止。在
20、12560额定电压之间,其中包括100额定电压,取45个电压点(大致均匀分布),在约50额定电压和最低电压之间取34个电压点。在每个电压点,测取ku。、P。,并应测取R。或00,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R,、初始温度日。及测取的每点温度岛,可确定每个电压点处的端电阻Ro。当按B法(见lo4)测定电机效率时,必须测取每点的吼或R。;当按E1法(见105)确定电机效率时,允许采用下述a)规定的方法确定每个电压点处的电阻值;当采用本标准规定的其他方法确定电机效率时,允许采用下述b)规定的方法确定每个电压点处的电阻值。检查试验时,可仅测取Uo-U。时的J。和P0。G
21、BT 22670-2008a) 每一电压点处的定子绕组端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。b)空载试验后,立即测取定子绕组端电阻,将此电阻作为每个电压点处的电阻值。613变频器电源供电基准频率空载试验被试电机施以基准频率的额定电压,测取k、【,。、Pe。,试验后立即测取定子绕组端电阻。62铁耗P。和风摩耗P。的确定621 正弦波电源供电下电动机的铁耗P。和风摩耗P。的确定空载输入功率P。是电动机空载运行时的总损耗。由P。减去试验温度下的定子,2R损耗,得到风摩耗和铁耗之和P。对u。o6U。各点,作P。一f(u。u。)曲线(图2)Po一
22、PoP0cul (12)P。115J。2尺。 (13)式中:P。、L、R。为612的测试数据。如测取oo,则: R。_Rl糍6211风摩耗P。的确定50额定电压及以下低电压范围内的Pn对(u。u。)2作血线零电压处与纵轴交于M点,M点的纵坐标即为风摩耗P r。(见图2)。认为风摩耗与负载无关,在不同负载下的风摩耗是相同的。P。P(14)此曲线为一直线。延长此直线至。 。+。 uouN(砜u”)2图2风摩耗和铁耗求取Iltt线6212铁耗P。的确定空载额定电压下的铁耗P。可由畿一1的P。7减去P“见6211)求得见式(15):PnP。一PfW (15)GBT 22670-2008622 电压型变
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