| 标准编号 | GB/T 25442-2018 (GB/T25442-2018) | | 中文名称 | 旋转电机（牵引电机除外）确定损耗和效率的试验方法 | | 英文名称 | Standard methods for determining losses and efficiency of rotation electrical machines from tests (excluding machines for traction vehicles) | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | K20 | | 国际标准分类 | 29.160.01 | | 字数估计 | 74,752 | | 发布日期 | 2018-07-13 | | 实施日期 | 2019-02-01 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 25442-2010 | | 标准依据 | 国家标准公告2018年第10号 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 25442-2018
Standard methods for determining losses and efficiency of rotation electricalmachines from tests(excluding machines for traction vehicles）
ICS 29.160.01
K20
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 25442-2010
旋转电机(牵引电机除外)确定损耗和
效率的试验方法
2018-07-13发布
2019-02-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
中国国家标准化管理委员会 发 布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 符号和缩略语 6
5 基本要求 8
6 感应电机确定效率的试验方法 12
7 同步电机确定效率的试验方法 35
8 直流电机确定效率的试验方法 48
附录A(规范性附录) Eh-star试验方法测试值的计算 62
附录B(资料性附录) 励磁系统的类型 64
附录C(资料性附录) 感应电机转差率测量 65
附录D(资料性附录) 方法2-1-1B试验报告模板 66
参考文献 68
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本标准代替 GB/T 25442-2010《旋转电机(牵引电机除外)确定损耗和效率的试验方法》,与
GB/T 25442-2010相比,主要技术变化如下:
---增加了将试验方法分为首选方法、现场方法和常规方法(见5.3);
---删除了“低不确定度”“中不确定度”“高不确定度”等几项相对不确定度的引用(见2010版的
5.2);
---删除了按电机类型给出的优选试验方法选取表(见2010版的表1、表2、表3);
---修改了对供电电源频率变化的要求(见5.4.2,见2010版的5.4.2);
---修改了对电量测量仪的要求(见5.5.2,见2010版的5.5.2和5.5.3);
---增加了对试验环境温度的规定(见5.10);
---删除了校准电机试验、自减速试验和热量法试验(见2010版的附录D);
---增加了各个试验方法的试验流程图,直观地显示试验流程,这将有效避免理解错误从而提高试
验程序的准确度(见第6章、第7章、第8章)。
本标准使用翻译法等同采用IEC 60034-2-1:2014《旋转电机 第2-1部分:确定损耗和效率的试验
方法(牵引电机除外)》。
与本标准中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下:
---GB/T 755-2008 旋转电机 定额和性能(IEC 60034-1:2004,IDT);
---GB/T 20114-2006 普通电源或整流电源供电的直流电机的特殊试验方法 (IEC 60034-19:
1995,IDT);
---GB/T 21211-2017 等效负载和叠加试验技术 间接法确定旋转电机温升(IEC 60034-29:
2008,IDT)。
本标准作了下列编辑性修改:
---为与现有标准体系一致,将本标准名称改为《旋转电机(牵引电机除外)确定损耗和效率的试验
方法》;
---修正了Eh-star法确定负载杂散损耗中对应额定负载的负载杂散损耗值计算公式[见6.2.5.3
的脚注]。
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(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、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、江苏锡安达防爆股份有限公司、山东济南发电设备厂有限公司、上海德
驱驰电气有限公司、西安泰富西玛电机有限公司、雷勃电气(无锡)有限公司、佳木斯电机股份有限公司、
中车株洲电机有限公司、中车永济电机有限公司、西门子(中国)有限公司、浙江沪龙科技股份有限公司、
哈尔滨大电机研究所。
本标准主要起草人:王传军、金惟伟、王庆东、杨钟杠、陆进生、薛守栋、吴艳红、陈仙根、蒲天庆、
童陟嵩。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为:
---GB/T 25442-2010。
旋转电机(牵引电机除外)确定损耗和
效率的试验方法
1 范围
本标准规定了试验确定效率的方法,并指定了获得各项损耗的试验方法。
本标准适用于IEC 60034-1规定范围内的所有直流电机、交流同步电机和感应电机。
注:本方法同样适用于其他类型的旋转电机,如旋转变流机、交流换向器电机和单相感应电动机等。
2 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。
nology-Part1:General)
IEC 60034-19 旋转电机 第19部分:普通电源或整流电源供电的直流电机的特殊试验方法(Ro-
fier-fedsupplies)
IEC 60034-29 旋转电机 第29部分:等效负载和叠加试验技术 间接法确定旋转电机温升(Ro-
IEC 60051-1 直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第1部分:定义和通用要求(Directacting
3 术语和定义
IEC 60034-1和IEC 60051-1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
效率 efficiency
以同一单位表示的输出功率与输入功率之比称为效率,通常以百分数表示。
3.2
通过直接测量电机的输入功率和输出功率来确定效率。
3.3
测功机 dynamometer
安装在被试电机旋转部件端用来测量转矩和转速的设备,可测量并显示转矩和转速,其结构不仅限
于支架形式,一种内联式转矩传感器也可安装在被试电机轴端从而直接测取转矩。
3.4
测功机法试验 dynamometertest
电机作为电动机运行时使用测功机确定其机械输出功率;电机作为发电机运行时使用测功机确定
其机械输入功率。
3.5
双电源对拖试验 dual-supplyback-to-backtest
两台完全相同的电机机械耦合在一起,根据一台电机的电输入功率和另一台电机的电输出功率之
差来计算两台电机的总损耗。
3.6
通过测量电机输入功率(或者输出功率)和总损耗来确定其效率,如果测量的是输入功率,输出功率
等于输入功率减去总损耗;如果测量的是输出功率,输入功率等于输出功率加上总损耗。
3.7
单电源对拖试验single-supplyback-to-backtest
两台完全相同的电机机械耦合在一起,且连接在同一电源上,从电源吸收的功率即为两台电机的总
损耗。
3.8
空载试验 no-loadtest
电机作为电动机运转时,其轴端无有效机械功率输出的试验;电机作为发电机运转时,其出线端开
路的试验。
3.9
同步电机在过励情况下空载运行,并保持功率因数接近于零。
3.10
用等值电路法确定电机损耗的试验方法。
3.11
machine)
通过转子取出的试验和转子逆定子旋转磁场方向旋转的反转试验来求取电机的负载杂散损耗。
3.12
电机作为发电机运转,将其出线端短路进行试验。
3.13
堵转试验 lockedrotortest
堵住转子阻止其转动时进行试验。
3.14
Eh-star试验 Eh-startest
电动机星形连接,在不平衡电压下的运转试验。
3.15
损耗 losses
3.15.1
总损耗 totallosses
PT
输入功率和输出功率之差,等同于恒定损耗(见3.15.2)、负载损耗(见3.15.4)、负载杂散损耗(见
3.15.5)和励磁回路损耗(见3.15.3)之和。
3.15.2
恒定损耗 constantlosses
由风摩耗与铁耗组成,尽管恒定损耗随电压和负载的不同而变化,本标准仍然沿用此历史习惯
称谓。
3.15.2.1
恒定损耗 constantlosses
PC
铁耗和风摩耗之和。
3.15.2.2
铁耗 ironlosses
Pfe
有效铁芯中的损耗和其他金属部件中的空载杂散损耗。
3.15.2.3
Pfw
3.15.2.3.1
摩擦损耗 frictionlosses
由摩擦(轴承和额定工况下未提起的电刷)产生的损耗,不包括独立润滑系统的损耗。
3.15.2.3.2
风阻损耗 windagelosses
电机所有部件因空气动力摩擦产生的总损耗,包括轴上安装的风扇以及和电机成为一体的辅助电
机吸收的功率。
注1:独立通风系统的损耗值宜单独列出。
注2:直接或间接氢冷电机,见IEC 60034-1。
3.15.3
3.15.3.1
Pe
励磁绕组损耗(见3.15.3.2)、励磁机的损耗(见3.15.3.3)和同步电机的电刷(如有)电损耗(见
3.15.3.5)之和。
3.15.3.2
Pf
等于励磁电流Ie和励磁电压Ue的乘积。
3.15.3.3
励磁机损耗 exciterlosses
PEd
对不同励磁系统(参见附录B)的励磁机损耗规定如下:
a) 轴带励磁机
励磁机损耗等于从励磁机轴上吸收的功率(扣除风摩耗)加上励磁绕组端从他励电源吸收的电
功率P1E减去励磁机输出端输出的有功功率。励磁机输出端输出的有功功率等于按3.15.3.2
确定的励磁绕组损耗加上按3.15.3.5确定的电刷电损耗(对同步电机)。
注1:如励磁机可脱开并单独试验,其损耗可按7.1.3.2.1确定。凡励磁机使用独立辅助电源励磁,此励磁机
的损耗中还包括辅助电源的损耗,除非此损耗已经计入主机的辅助损耗。
b) 无刷励磁机
励磁机损耗等于励磁机轴端吸收的功率,扣除风摩耗(如对主机和励磁机组做相关试验),加
上磁场绕组或定子绕组(对感应励磁机)从独立电源(如有)吸收的电功率P1E,减去励磁机在
旋转整流器输出端提供的有功功率。
注2:如励磁机可脱开单独试验,其损耗可按7.1.3.2.1确定。凡励磁机用独立辅助电源励磁,此励磁机的损
耗中还包括辅助电源的损耗,除非此损耗已经计入主机的辅助损耗。
c) 独立旋转励磁机
励磁机损耗是驱动电机吸收的功率加上独立辅助电源吸收的功率(包括由独立电源提供给驱
动和被驱动电机励磁绕组的功率),与按3.15.3.2和3.15.3.4确定的励磁输出功率之差。励磁
机损耗可按7.1.3.2.1确定。
d) 静止励磁系统(静止励磁机)
励磁系统损耗等于励磁系统从电源吸收的电功率加上独立辅助电源提供的功率与按3.15.3.2
和按3.15.3.4规定的励磁输出功率之差。
注3:如系统由变压器供电,励磁机损耗还包括此变压器的损耗。
e) 辅助绕组励磁(辅助绕组励磁机)
励磁机损耗是辅助(次级)绕组的铜耗和由谐波磁通增量产生的附加铁耗之和。附加铁耗是辅
助绕组加载时和无载时的损耗差。
注4:由于难于分离励磁部件的损耗,因此,建议在确定所有损耗时将这些损耗视作定子整体损耗一部分。
对于c)和d),未考虑励磁电源(如有)内部损耗、电源和电刷(同步电机)之间连接线或者电源和励
磁绕组线端(直流电机)之间连接线的损耗。
由b)~e)所述的单元构成的系统提供励磁,则励磁机损耗应包含附录B所列类型中的相关损耗。
3.15.3.4
P1E
独立电源供电的励磁功率P1E是:
---a)和b)型励磁机的励磁功率(直流或同步励磁机)或定子绕组输入功率(感应励磁机),包括了
一部分励磁机损耗PEd(在感应励磁机中损耗更大些),而大部分Pe通过轴提供;
---c)和d)型的励磁机,等于励磁回路损耗,P1E=Pe;
---e)型励磁机,P1E=0,励磁功率完全由轴提供,对永磁电机,同样P1E=0。
励磁机类型按3.15.3.3规定。
3.15.3.5
Pb
他励励磁的同步电机电刷的电损耗(包含电刷接触损耗)。
3.15.4
负载损耗 loadlosses
3.15.4.1
负载损耗 loadlosses
PL
绕组损耗I2R(见3.15.4.2)和电刷电损耗Pb(如有)(见3.15.4.3)的总和。
3.15.4.2
绕组损耗 windinglosses
等于I2R 损耗,主要产生在:
---直流电机电枢回路中;
---感应电机定子和转子绕组中;
---同步电机电枢和励磁绕组中。
3.15.4.3
电刷电损耗(负载回路) brushlosses
Pb
直流电机电枢回路和绕线转子感应电机中的电刷的电损耗(包括接触损耗)。
3.15.5
PLL
电机在负载时由交流杂散磁通在有效铁芯和其他金属部件中产生的损耗、绕组导体中由负载电流
产生的磁通脉动所引起的涡流损耗和由换向所引起的电刷附加损耗。
注:这些损耗未包括在3.15.2.2所述的空载杂散损耗。
3.15.6
短路损耗 short-circuitlosses
PK
同步电机和直流电机电枢绕组短路时由电流产生的损耗。
3.16
3.16.1
端电压 terminalvoltage
多相交流电机的线电压算术平均值。
3.16.2
线电流 linecurrent
多相交流电机的线电流算术平均值。
3.16.3
端电阻 line-to-lineresistance
多相交流电机的每对终端所测电阻的算术平均值。
注1:对Y接法三相电机,相电阻是端电阻的0.5倍;如是△接法,相电阻是端电阻的1.5倍。
注2:如无其他注明,第6章和第7章中的所有注释和公式均指三相电机。
3.16.4
温升 temperaturerise
按IEC 60034-1所规定的电机温度减去冷却介质(冷却液)温度。
4 符号和缩略语
4.1 符号
下列符号适用于本文件。
1) 在正弦波电压电流情况。
2) 本文件所述的测试中,除非另有注明,P1 和P2 分别指输入电功率和输出机械功率。
cosφ 功率因数1
)。
f 频率,单位为赫兹(Hz)。
I 线电流平均值,单位为安培(A)。
kθ 温度修正系数。
n 工作转速,单位为转每秒(r/s)。
p 极对数。
P 功率,单位为瓦特(W)。
P0 空载输入功率,单位为瓦特(W)。
P1 输入功率,励磁功率除外2),单位为瓦特(W)。
P2 输出功率,单位为瓦特(W)。
Pb 电刷电损耗,单位为瓦特(W)。
Pe 励磁回路损耗,单位为瓦特(W)。
P1E 他励的励磁功率,单位为瓦特(W)。
PEd 励磁机损耗,单位为瓦特(W)。
Pel 电功率,励磁功率除外,单位为瓦特(W)。
Pf 励磁(磁场)绕组损耗,单位为瓦特(W)。
Pfe 铁耗,单位为瓦特(W)。
Pfw 风摩耗,单位为瓦特(W)。
Pc 恒定损耗,单位为瓦特(W)。
PL 负载损耗,单位为瓦特(W)。
PLr 剩余损耗,单位为瓦特(W)。
PLL 负载杂散损耗,单位为瓦特(W)。
Pmech 机械功率,单位为瓦特(W)。
Pk 短路损耗,单位为瓦特(W)。
PT 总损耗,单位为瓦特(W)。
Pw
绕组损耗,单位为瓦特(W)
下标w通常由a,f,e,s或r代替(见4.2)。
R 绕组电阻,单位为欧姆(Ω)。
Reh 用于Eh-star试验(见6.2.5)的辅助电阻实际值,单位为欧姆(Ω)。
R'eh 辅助电阻典型值,单位为欧姆(Ω)。
Rf 磁场绕组电阻,单位为欧姆(Ω)。
Rl 端电阻平均值,单位为欧姆(Ω)。
Rph 相电阻平均值,单位为欧姆(Ω)。
s 转差率,转差除以同步转速的标幺值。
T 机械转矩,单位为牛顿米(N·m)。
Td 转矩测试装置的读数值,单位为牛顿米(N·m)。
Tc 转矩修正值,单位为牛顿米(N·m)。
U 端电压平均值,单位为伏特(V)。
U0 空载端电压,单位为伏特(V)。
UN 额定(端)电压,单位为伏特(V)。
X 电抗,单位为欧姆(Ω)。
Z=R+j×X 复数标记(如阻抗),单位为欧姆(Ω)。
Z=|Z|= R2+X2 复数的绝对值(如阻抗),单位为欧姆(Ω)。
Z 阻抗,单位为欧姆(Ω)。
η 效率。
θ0 绕组初始温度,单位为摄氏度(℃)。
θa 环境温度,单位为摄氏度(℃)。
θc 初级冷却介质入口温度,单位为摄氏度(℃)。
θw 绕组温度,单位为摄氏度(℃)。
τ 时间常数,单位为秒(s)。
......
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