新旋轉電機試驗方法的應用

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(1佳木斯電機股份有限公司，黑龍江佳木斯 154002；2佳木斯防爆電機研究所，黑龍江佳木斯 154005)

0 引言

旋轉電機的種類很多，按其作用分為發(fā)電機和電動機，按電壓性質分為直流電機與交流電機，按其結構分為同步電機和異步電機。異步電動機按相數(shù)不同，可分為三相異步電動機和單相異步電動機；按其轉子結構不同，又分為籠型和繞線轉子型，其中籠型三相異步電動機因其結構簡單、制造方便、價格便宜、運行可靠，在各種電動機應用最廣、需求量最大。而熟悉各種旋轉電機的標準是每個電氣工程技術人員所必備的基本知識。為了更好的貫徹執(zhí)行新的國家標準，本文將新舊版標準進行了比較說明。

1 新、舊版標準比較

GB/T 25442—2018《旋轉電機(牽引電機除外)確定損耗和效率的試驗方法》代替 了GB/T 25442—2010《旋轉電機(牽引電機除外)確定損耗和效率的試驗方法》與GB/T 25442—2010相比主要技術變化有如下8處。

1.1 增加了將試驗方法分為首選方法、現(xiàn)場方法和常規(guī)方法。

制定確定效率的詳細規(guī)則是困難的，試驗方法的選擇基于所需的數(shù)據(jù)、所要求的精度、相關電機的類型和規(guī)格以及現(xiàn)場可用的試驗設備(電源、負載或驅動電機)。適用于同步電機和異步電機的試驗方法分為優(yōu)選方法和客戶特定協(xié)議試驗、現(xiàn)場試驗、檢查試驗的方法。

1.2 刪除了“低不確定度”、“中不確定度”、“高不確定度”等幾項相對不確定度的引用；將前版5.2章為“本標準所述不確定度指確定真實效率的不確定度，反映了試驗方法和試驗設備的差異。雖然不確定度值應以數(shù)值來表示，這需要有足夠多的試驗來確定其具有代表性和可比性的數(shù)值。本標準引用了如下幾項相對不確定度”等內容刪除。

1.3 刪除了按電機類型給出的優(yōu)選試驗方法選取表；將前版5.3章中的表1“直流電機”、表2“感應電機”、表3“同步電機”刪除。表1～表3中主要提供了相應電機的試驗方法、依據(jù)條款、優(yōu)選方法、所需設備、不確定度等。

1.4 修改了對供電電源頻率變化的要求；將前版5.4.2測量過程中，頻率變化應在額定值的頻率的±0.3%范圍內改為測量過程中，電源頻率平均值變化應在試驗所需頻率的±0.1%范圍內。

1.5 修改了對電量測量儀的要求；前版：5.5.2電量測量儀器的準確度應為GB/T 7676.1—1998中規(guī)定的0.2級。5.5.3對一般試驗，儀用互感器誤差值不大于符合GB 1207—2006和GB 1208—2006標準規(guī)定的±0.5%，對感應電機采用計算各項損耗之和來確定效率時，負載雜散損耗按照8.2.2. 5.1確定，此時應保證儀用互感器的誤差不大于±0.3%。

新版5.5.2直接試驗，電量測量儀應達到IEC 60051規(guī)定的0.2級準確度；間接試驗，電量測量儀應達到IEC 60051規(guī)定的0.5級準確度。測量儀在功率因素為1.0時總不確定度應達到0.2級，如使用有互感器或傳感器，亦應包括其所有誤差。

1.6 增加了對試驗環(huán)境溫度的規(guī)定；試驗時的環(huán)境溫度：額定負載熱試驗的至少最后1h和隨后的所有試驗及測量，環(huán)境溫度均宜在15℃～30℃范圍內。

1.7 刪除了校準電機試驗、自減速試驗和熱量法試驗。

1.8 增加了各個試驗方法的試驗方法表，直觀的顯示試驗方法，這將有效避免理解錯誤從而提高試驗程序的準確度。

(1)感應電機確定效率的試驗方法

三種不同的在適用范圍內為低不確定度的優(yōu)選試驗方法，應根據(jù)被試電機的型號和定額來選用特定試驗方法，見表1。

方法1：用測功機直接測量輸入功率和測量輸出功率，適用于所有單項電機。

方法2：各分項損耗求和，其中負載雜散損耗采用剩余損耗分析法來確定。適用于額定輸出功率為2MW及以下的所有三相電機。

方法3：各分項損耗求和，其中負載雜散損耗采用推薦值法來確定。適用于額定輸出功率為2MW以上的所有三相電機。

表1 感應電機優(yōu)選試驗方法

(二)同步電機確定效率的試驗方法

三種不同的在適用范圍內為低不確定度的優(yōu)選試驗方法，應根據(jù)被試電機的型號和定額來選用特定試驗方法，見表2、表3。

方法1：用測功機直接測量輸入功率和測量輸出功率，適用于機座號180mm及以下所有電機和任意定額的永磁電機。

方法2：帶有滿負載試驗的各分項損耗求和，其中負載雜散損耗采用短路試驗來確定。適用于機座號180mm以上額定輸出功率2MW及以下的所有電機。

方法3：無滿負載試驗的各分項損耗求和，其中負載雜散損耗采用短路試驗法來確定。適用于額定輸出功率為2MW以上的所有電機。

表2 電勵磁同步電機優(yōu)選試驗方法

注：表中，H指軸中心高(軸中心線至底腳的距離)，單位為毫米(mm)。

表3 永磁同步電機優(yōu)選試驗方法

(三)直流電機確定效率的試驗方法

試驗方法可用于現(xiàn)場試驗、客戶特定協(xié)議試驗或檢查試驗等，具體見表4所示。

表4 直流電機試驗方法

旋轉電機將迎來一個快速發(fā)展的時期，因此加大對此類電機的試驗技術的改進將對其發(fā)展起著重要的作用。新標準的實施是對前標準的改進與補充，本文則對新標準改進部分做了詳細的說明，讓設計者一目了然，更好的促進新標準的實施。也希望對設計制造者提供一些幫助。

2 結語

旋轉電機的種類繁多應用在許多現(xiàn)代工業(yè)領域,尤其是在電力電子、工業(yè)控制、系統(tǒng)調速和電力生產(chǎn)領域。GB/T 25442—2018《旋轉電機(牽引電機除外)確定損耗和效率的試驗方法》已由國標委批準發(fā)布，并于2019年2月1日實施。