三相永磁同步电机国标

【实例简介】
便于读者对永磁同步电机型式实验项目进行学习，有利于对永磁类电机的技术开发
LEP GB/T22669-2008 前言 本标准参考采用了GB/T1029-2005《三相同步电机试验方法》、GB/T1032—2005《三相异步电动 机试验方法》、GB/T13958-2008《无直流励磁绕组同步电动机试验方法》IEC60034-2-1:2007《旋转电 机(牵引电机除外)确定损耗和效率的试验方法》和美国标准 IEEE Std112:204《多相感应电动机和发 电机试验方法》的相关内容。本标准内容是广泛采用的公认的试验方法适应国际贸易技术交流和经 济发展的需要。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 本标准制定了适用于永磁同步电动机的“B法”测定效率的方法;基准温度采用了IEC6034-21 200?的规定;给出了电机性能计算格式等 本标准的附录A为规范性附录附录B和附录C为资料性附录。 本标准由中国电器工业协会提出 本标准由全国旋转电机标准化技术委员会(SAC/TC26)归口。 本标准由上海电器科学研究所(集团)有限公可负资起草 其他主耍起草单位有:江苏安捷机电技术有限公司、河南特高特电机科技发展有限公司、华北电力 大学、广东江门江晟电机有限公司、安徽明腾永磁机电设备有限公司、卧龙电气集团股份有限公司。 本标准主要起草人;陈伟华、倪立新、金惟伟、周志民、罗应立、刘华涛、袁福民、鲍周清、朱兴恒 温旭、严伟灿、李秀英姚丙雷、张宝强陈亦新 本标准为首次发布。 Epic GB/T22669-—2008 三相永磁同步电动机试验方法 范围 本标准规定了三相水磁同步电动机的试验方法 本标准适用于自起动三相永磁同步电动机,静止变频电源供电的同步电动机试验可参照使用,不适 用于有直流励磁绕组的同步电动机。 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,共随后所有 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,戴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。 GB755—2008旋转电机定额和性能(IEC60034-1:2004,IDT) GB/T1029—2005三相同步电机试验方法 GB/T10322005三相异步电动机试验方法 GB10068—2008轴中心高为56mm及以上电机的机槭振动振动的测量、评定及限值 (IEC60034-14:2003,IDT) GB/T10069.1-2006旋转电机噪声测定方法及限值第1部分:旋转电机噪声测定方法 ISO1680:1999,MOD) GB/T13958-2008无直流励磁绕组同步电动机试验方法 1EC60034-2-1:2007旋转电机(牵引电机除外)确定损耗和效率的标准试验方法 3主要符号 cosq功率因数 电源频率(Hz) I1—定子线电流(A) ——空毂线电流(A) Ik—堵转线电流〔A 额定电流(A) —直流电机电枢电流(A) K—导体材料在0℃时电阻温度系数的倒数 铜K1=235 铝K1=225除非另有规定 正d——转矩读数修正值(N·m) J——转动惯盘(kg·m2) n—试验时测得的转速(r/min) p一电机的极对数 P1-输入功率(W) P2--输出功率(W) Ps--额定(输出)功率(W P 铁耗(W) Pt—风摩耗(W) CEPIC CB/T22669-2008 P—剩余损耗(W) Ps杂散损耗(W Ps—空载杂损耗(W) P。—一空载输入功率(W) PK—堵转时的输入功率(W Pm—定子绕组在试验温度下P2R损耗(W) Poau空载时在试验温度下定子绕组PR损耗(W Paus—定子绕组在规定温度(0)下IR损耗(W R1——温度为阴1时定子绕组初始端电阻(g) RN-额定负载热试验结束时定子绕组端电阻〔) R:—试验温度下测得(或求得)的定子绕组端电阻() Rs—换算到规定温度()时的定子绕组端电阻(Q) R—-空载试验(锵个电压点)定子绕组端电阻(a) Ta—转矩读数(N·m) T如-—空载(与测力机连接)转矩读数(N·m) T—修正过的转矩(N·m) TK堵转时转矩(N·m T-—在试验电压L,下测得的失步转矩(N·m) TN一一额定电压时的失步转矩(N·m) T—最小转矩(N·m T—在试捡电压U下测得的牵入转矩(N·m TN-一额定电压下的标称牵人转矩N·m) T—异步转矩(N·m) Tx-永磁制动转矩(N·m) U—端电压(v) U。—空载试验端电压(V) Ux堵转试验端电压() Ux—额定电压(v) 01—测量初始(玲)电阻R1时的绕组温度℃) a-一额定负载热试验期间测取的定子绕组最高温度℃ 4-试验时测得的定子绕组最高温度〔℃ O.一热试验结束时冷却介质温度(℃ 日--负载试验时冷却介质温度(℃) 标准规定的基准温度(℃ 0-计算效率时规定的定子绕组温度(℃ —空载试验时定子绕组温度(℃) △61--定子绕组温升(K —效率(%) 4试验要求 4.1试验电游 4.1.1电压 4.1.1.1电压波形 试验电源的谐波电压因数(HVF)应不超过0,02;在进行热试验时应不超过0.015 CEpiC CB/T22669-2008 4.1.1.2电压系统的对称性 三相电压系统的负序分量和零序分量均应不超过正序分量的1.0%在进行热试验时,电压系统的 负序分量应不超过正序分量的0.5%零序分量的影响应予以排除。 4.1.2频率 4.1.2.1频率偏差 试验期间,电源频率与规定频率之差应在规定频率的士0.3%范围内。 1.22频率的稳定性 试验期间不允许频率发生快速变化,因为频率快速变化不仅影响被试电机,也会影响到输出测量装 置。测量期间频率变化量应小于0.1% 42测量仪器 4.2.1概述 因为大多数仪器的准确度等级通常以满量程的百分数表示。因此,应尽量按实际读数的需要,选择 低量程仪表。 影响仪器测量结果准确度的因素 a)信号源负载; b)引接线校正 c)仪器的量程、使用条件和校准。 4.2.2电量测量仪器 通常,电量测量仪器的准确度应不低于0.5级(满量程,兆欧表除外)。用B法(见10,2,2)测定电 机效率时,为保持试验结果的准确性和重复性,要求仪器的准确度等级不低于0.2级(满量程) 般来说,电子仪器是多用途的,与无源仪器(非电子式)相比,有非當大的翰入阻抗,无需因仪器自 身损耗而修正读数。但高输入阻抗仪器对干扰更为敏感。应依实践经验,采取减少于扰的措施。 测盘用仪用互感器的准确度等级应不低于0.2级(满量程) 4.2.3转矩测量仪 一般试验用转矩测量仪(含测功机和传感器)的准确度等级应不低于0.5级。 采用B法(见10.2.2测定效率时,转矩测量仪的准确度等级应不低于0.2级(满量程) 4.2.4转速与频率测量仪 转速表读数误差在土lr/min以内。频率表的准确度等级应不低于0.1级(满量程) 4.2.5电阻测量仪 绕组的直流电阻用双臂电桥或单臂电桥,或数字式微欧计测量准确度应不低于0.2级。 4.2.6温度测量仪 温度测量仪的最大允许误差为士1℃ 4.3测量要求 4.3,1电压测量 测量端电压的信号线应接到电机端子,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4.1.1.2的要求 4.3.2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入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I<5A的电动机,除堵转试验外,不应使用电流互感器 CEPIC GB/T22669-2008 4.3.3功率测量 应采用两表(2台单相功率表)法测量三相电动机的输入功率,也可果用1台三相功率表或3台单 相功率表测量输入功率。 如仪器仪表损耗影响试验结果的准确性,可按GB/T1032—2005的附录A对仪器仪表损耗及其 误差进行修正。 4.3.4转矩测量 应使用合适规格的转矩测量仪进行负载试验 除堵转试验、失步转矩牵入转矩和最小转矩的测量外,转矩测量仪的标称转矩应不超过被试电机 额定转矩的2倍。 在被试电机为额定转速时,测得的联轴器及测功机(或负载电机)的风摩耗应不大于被试电机额定 输出的15%转矩变化的敏感度应达到额定转矩的0.25%。应极为仔细准确地测量机械功率,并按 附录A给出的方法,确定转矩读数T的修正值kd 4.3.5同步转速的确定及转速的测量 4.3.5.1同步转速的确定 测取电源的频率f(Hz)根据被试电动机的极对数p,同步转速n(r/min)可按式(1)计算 60f 1) 4.3.5.2实际转速的测量 4.3.5.2,1转速测量仪法 用数字式测速仪直接测量转速,也可用以下方法测定电动机的同步转速 4.3.5.2.2闪光法 在电动机转轴的端面上,画出与电机极数相同数量的扇形片,并用荧光灯或氖灯照明。供给闪光灯 具的电源频率必须与被试电机的电源频率相同。试验时,扇形片不转动时,即可判定电动机转速为同步 转速,读取此时的电源频率。 4.3.52.3感应绒圈法 在电动机轴伸附近,放置一只带铁心的多匝线圈,线圈与磁电式检流计或阴极示波器连接。试验 时,检流计指针或示波器波形不摆动时,即可判定电动机转速为同步转速,读取此时的电源频率 4.3.6操作程序 在任何试验中,在读取一系列逐步增加或逐步减少的数据时,应注意不得改变增加或减少的操作 顺序,以避免颠倒试验的进行方向。 4.4安全 自起动三相永磁同步电动机的起动电流和起动转矩较大试验时将涉及到危险的电流、电压和机被 力,所以应对被试电机的安装及运转情况进行检奎,对所有试验应采取安全预防措施,以保证各项试验 顺利进行。所有试验应由有相关知认和有经验的人员操作,并采取必要的安全防护措施 5试验准备 5.1绝缘电阻的测定 5.1.1测量时电动机的状 测量电动机绕组的绝缘电阻时,应分别在实际冷状态下和热状态下进行。检查试验时,允许在实际 冷状态下进行。 5.1.2兆欧表的选用 根锯电动机绕组的额定电压,按表1选用兆欧表 4 CEpiC GB/T22669—2008 表1兆欧表的选用 电动机绕组额定电压U/V 绝缘电阻直流测量电压/v U≤500 500 500<U≤3300 1000 U>3300 ≥2500 测量埋置式检温计的绝绿电阻时,应采用不高于250V的兆欧表 5.1.3测量方法 如各相绕组的始末端均引出机壳外,则应分别测量每相绕组对机壳及其相互间的绝缘电阻。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 测里后,应将绕组对地放电。 5.2绝组在初始(冷)状态下直流端电阻的测定 5.2.1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2K。对大、中型电机,温度计的放置时间应不少于15min 5.2.2测量方法 5.2.2.1绕组的直流电阻用双臂电桥或单臂电桥测量。电阻在12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。 52.2.2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1min。若电阻小于0.01g,则通过被测绕组的电 流不宜太小 5.2.2.3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士0.5%范围内,取其算术平 均值作为电阻的实际值。 检查试验时,每一电阻可仅测量一次。 52.3如果电机的每相绕组有始末端引出时,应测量每相绕组的电阻。若三相绕组已在电动机内部连 接,仅引出3个出线端时,可在每两个出线端间测量电阻,根据测量的电阻,各相电阻值()按式(2)~ 式(7)计算 对星形接法的绕组 R= Rmed-R R R R …………………(3) R b 对三角形接法的绕组 R RiR R-R trib -Re E长 Ro roed +RI-Rmed R.bR R。=R med-R+Ru-Rmed …………(7) 式中 R、R、R分别为出线端A与B、B与C、C与A间测得的端电阻值,单位为欧姆(9); R R+Rk1R。 (8) 2 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1.5%时,则相电阻可按式(9)或式(10)计算 cEPic GB/T22669-2008 对星形接法的绕组 尺4 R 对三角形接法的绕组: R R ………………………(10) 式中: R—3个端电阻的平均值,单位为欧姆(Ω)。 6空载试验 6.1空载电流和空载损耗的测定 6.1.1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,输人功 率相隔30min的2个读数之差应不大于前一个读数的3%。对水空冷却电机,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 6.1.2被试电机施以额定频率的电压,电压的变化范围从125%的额定电压开始逐步降低,其中应包 括100%额定电压的测点。随电压降低,电流逐渐减小。当电流出现拐点后,应继续降低电压,直至电 流回升到超过100%额定电压时的电流值出现取10~12个电压点(大致均匀分布)。但在电流出现拐 点处,测点应适当加密 在每个电压点,测取IU、P,并应测取或R,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R1、初始温度61及测取的每点温度,可确定每个电压点处的端电阻R0。 当按B法(见10.2.2测定电机效率时,必须测取每点的0或R 定子绕组的端电阻也可用本条的a)或b)确定。 检查试验时,可仅测取U。=UN时的和P0 a)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 6.2铁耗P与风摩耗P之和的确定 空载输人功率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P2R损耗,得到铁 耗(其中包括空载杂散损耗)和风摩耗之和P0,即 P=P。-Pa=Pe+P{w ……………………(11) 根据测得的f和P,作D和P与U的关系曲线,如图1。U时的PN应从空载特性曲线上查取 Po 电压 注:当需要进一步确定铁耗、风摩耗和空载杂敢损耗值,可按附录C给出的方法进行测定和计算。 图1空载电流I和空载损耗P与空载电压U的关系曲线 LEPIC GB/T22669-2008 6.3空载反电动势测定 空载反电动势测定为永磁同步电动机特有的试验项目。可用反拖法和最小电流法测定,推荐采用 反拖法。 6.3.1反拖法(袋电机法) 用原动机与被试电动机机械连接。原动机拖动被试电动机在同步转速下作为发电机空载运行。分 别测量被试电动机的出线端电压U,Ub,U,取其平均值作为空载反电动势线电压值,并记录此时电 动机定子铁心的温度和环境温度 6.3.2最小电流法 电动机在额定电压、额定频率下空载运转达到稳定,调节电动机的外加端电压,使其空载电流最小, 此时的外加端电压可近似认为电动机的空载反电动势。分别测量被试电动机的出线端电压Ub,Ue 取其平均值作为空载反电动势线电压值的近似值,并记录此时电动机铁心的温度和坏境温度 7堵转试验 7.1堵转时的电流、转矩和功率的测定 堵转试验在电机接近实际冷状态下进行。试验前,应尽可能事先用低电压确定对应于最大堵转电 流和最小堵转转矩的转于位置。试验时,应将转子堵住。 电机在堵转状态下,转子振荡较大,应考虑采取措施减小波动。试验时,可以先将电源电压调整到 额定值的20%以下,接入被试电机,保持额定频率,尽快升高电源电压,并在电气稳定后,迅速同时读取 电压、电流、输人功率和转矩的稳定读数。为避免电机过热,试验必须从速进行 7.1.1测取堵转特性曲线,即堵转时的电流IK、转矩Tk与外施电压Uk的关系曲线,如图2所示。 Ix k tk=∫(Ux) Tx=f CUx) 图2堵转特性曲线(I) 试验时,施于定子绕组的最高电压尽可能从不低于0.9倍额定电压开始然后逐步降低电压,其间 共测取5~7点读数,每点应同时测取下列数值: Uk,IK、Tk或Pk。每点读数时通电持续时间应不超 过10s,以免绕组过热 7.1.2如限于设备,对100kW以下的电动机,堵转试验时的最大Ix应不低于4.5倍l;对100kW~ 300kW的电动机,应不低于2.5IN~4.0Ⅰx;300kW~500kW的电动机,应不低于1.5I~2.0N;对 500kW以上的电动机,应不低于1.0~1.5I。在最大电流至额定电流范围内,均匀地测取不少于 5点读数。 根据试验数据绘制三相线电流平均值对三相线电压平均值的关系曲线如图3所示,并将电压电 流曲线上的最高试验电压处顺曲线的直线部分延长,与横轴交于U点。 【实例截图】
【核心代码】