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1、2 0 0 5 年第四届中国电机发展论坛论文集电动机损耗和效率测试的国际标准新进展上海电器科学研究所黄国治异步电动机输入电功率，输出机械功率，在运行过程中产生恒定损耗和负载损耗。恒定损耗包含风摩损耗和铁心损耗，是不随负载大小变化的损耗。负载损耗包含定子绕组损耗、转子绕组损耗和负载附加损耗( 或称负载杂散损耗) ，对绕线转子电机还包含电刷电损耗。随着各国对节能和环保的重视，相继开发高效率节能电动机，并提出更准确地测定电动机效率的要求。为此，国际电工委员会( I E C )相应开展了有关电机效率测试方法标准的制修订工作。一、电动机效率测定的基本方法通过测定电动机输入电功率和输出机械功率、或总损耗、
2、或分离各项损耗，便可确定电动机的效率。效率测定的基本方法有：1 直接测定法直接法是通过直接测量电机的输出功率和输入功率确定效率。1 1 转矩测量试验电动机输出机械功率P 。由转矩仪或测功机测定电机轴上转矩，并测定转速，电动机效率为P 。与输入电功率P ，之比。1 2 双电源回馈试验两台相同的电机机械联结在一起。一台电机的额定电压和频率供电作电动机运行，另一台电机线端接变频机组或低谐波含量变频器，以低于第一台电机的频率作发电机运行。两台电机基本上按同样的额定状态运行，测定第一台电机的输入功率和另一台电机的输出功率，从电动机和发电机的总损耗一半和平均输入功率计算效率。2 间接测定法间接法是通过测量
3、电机的各项损耗以确定效率。2 1 总损耗法采用单电源回馈试验，两台相同的电机机械联结在一起并接在同一电源上，在额定转速和额定电压下运行，一台作电动机而另一台作发电机。两台电机基本上按额定状态运行，从电源上吸收的功率为两台电机的总损耗。可从总损耗一半以及作电动机运行的一台电机线端吸收功率来计算效率。2 2 分离损耗累加法( 即损耗分析法)分别测定电动机的恒定损耗、负载损耗和负载附加损耗，总损耗P ，为上述各项分离损耗之和，电P p动机输入功率为P 。，则效率为：n = 1 上 置Q2 0 0 5 年第四届中国电机发展论坛论文集2 2 1 恒定损耗电动机作空载试验，从空载输入功率减去空载定子绕组损
4、耗得到恒定损耗R ，即为风摩耗P ，和铁耗P ，。之和。由P 。对电压平方作曲线并延伸至零电压处，此处的损耗即为P f w 。2 2 2 负载损耗2 2 2 1 负载试验电动机作负载试验，从测得的定子绕组电阻和相应的负载电流求得定子绕组损耗P 。，并应作温度修正。转子输入功率( P ，一P s _ P r 。) 乘以转差率S 可求得转子绕组损耗P ，也应作温度修正。2 2 2 2 降低电压负载试验适用于无法作满负载试验的大型电机。2 2 2 3 等效电路法适用于不可能作负载试验时。本方法的依据是电动机T 型等效电路，通过降低频率的堵转试验以及空载试验确定等效电路参数，进而计算电机的效率。2 2
5、 3 负载附加损耗有多种测定负载附加损耗的方法，或按指定值确定。在上述效率测定的各种方法中，中小型电机常用分离损耗累加法并以负载试验确定负载损耗的方法。本文论及国际标准对该方法的改进及发展。二、I E C 6 0 0 3 4 - 2 标准第3 版I E C 6 0 0 3 4 - 2 0 9 5 ，则用第二次回归分析的结果。如果y 仍 1 1 5 0 k W 三相电1 2 5 倍额定负载的 低 耗确定机转矩仪N 功机P 。按指定值 1 5 0 k W 电机中高P 。按移出转 额定功率5 倍总 子及反转法试验确由损耗P ，的辅助电动机 定1 52 0 0 5 年第四届中国电机发展论坛论文集分离损
6、耗累加法，不作负载试验电流、功率和 没有合适的试验设 转差率由等效电路 备( 不可能加额定负载，中高 法确定P L L 按指定 无相同的电机) 值注：P 。为负载附加损耗；受仪器精确度限制，剩余损耗确定P 。仅限于电动机效率9 5 ”9 6 以下。五、由不平衡星接试验法确定负载附加损耗近年来欧洲电机制造商组织( C E M E P ) 开展了高效节能电动机效率试验方法项目研究，该项目从2 0 0 3 年8 月1 日开始到最近已完成。现由德国向I E C T C 2 提出建议，认为已发现相当准确的新的附加损耗试验方法，比先前已知的试验方法更为简单易行，要求将该试验方法包括在I E C 6 0 0
7、 3 4 2 新版本中。1 试验方法本方法称为不平衡星接试验法( E h - s t a rt e s t ) 。试验时电动机不带负载以不平衡电压供电运行，额定运行时为角接的电动机在试验时应改接为星接，星接中点断开以避免零序电流。试验线路图见图3 ，电动机第三相通过电阻R 。n 接入电源，其典型值根据电动机额定电压U N 和额定电流工。确定：瓣腿龇飙2 畿o 2动州。= 半o 2试验期间所接电阻( R 。n ) 应调整到使正序电流I t 。维持在负序电流I 沁的3 0 以下，同时转速应接近典型电动机额定转速。建议试验开始时实际电阻值R 。n 与典型值趟 相差不大于2 0 。试验电流I 。和试验
8、电压U 。按下式：额定时星接电动机，= 、：蕊；U t - - U 。动机：譬砒石1 62 0 0 5 年第四届中国电机发展论坛论文集图3 不平衡星接试验线路图本试验前应使空载损耗稳定，试验前后要测量和记录线端V 和W 间电阻R 。w 。大电机应降低电压( 2 5 、4 0 U 。) 且不带R 。电阻起动，起动后再接入R 。小电机可接入R 。电阻起动。改变供电电压作六个试验点，各试验点选择令V 相测得的电流( I v ) 约等于1 5 0 、7 5 额定相电流范围内，以最大电流点开始试验依次降至最小电流。每一试验点记录：I u ，I v ，1 w ，U u v ，U v w ，U w u ，P
9、 u v ，P w v ，n为得到较准确结果，在所有电流下的转差率应不大于额定转差率的两倍，即n n 。，。一2 ( n s y n - - n 。) ，( n 旷一额定转速，n 。同步转速) 。如果该条件不满足应增大R 。值重复进行试验。2 试验结果计算任一复量圣可标志为丝= X + x ”，其绝对值x = l x l = x 陀+ x “。据此可由每一试验点数据计算电压和电流复量：型u 矿= U u yu 知= 生笼等；u 品= 厩面u ；= 一U u y U 知；u ；= 一U W ”U，；：一垃兰丛业；，；：孵UT ，一一一；T ，一、，一【，矿V”托嗡2 ) 呐考j fU = k 2
10、 +“= 孚1 72 0 0 5 年第四届中国电机发展论坛论文集1 0 = 一I ：一I ；I 乙= 一I ：一I v由线电压和电流复量确定内线电压复量堑，u 矿= 型u 矿+ T R l l V W Q 矿一u )u 删= U v w + R l l z v w Q 矿一矿)型删= U w u + R “ z v w 乜u 一! )由对称分量法分离线电压正负序分量2 丌a=ej及内相电压U t 的正负序分量型删+ 垡2 型删)型，聊+ 旦型，删)型枷= 万1 c - J 6 型t L L p 。= U 二+ u 二堑沁= 扣j - ：型i L L n s = U 。以由此确定不对称的各相内电
11、压u f 【，= u 枷+ 堑f 。堑f 矿= a 2 u 枷+ 堡u 船堑f 矿= 旦u 枷+ 堡2 u 船确定铁耗P 。相应的电流启u2 瓦U i u ；r型f 矿 斥矿2 瓦。ru f L f e W i 一 1 、f e式中弦等一铁耗相应的电阻及各相内电流1 8口一口一+矿矿彬彬世世一3一3| I=咖伽正让U U 一2 0 0 5 年第四届中国电机发展论坛论文集f u = u 一斥u ；L f y = L 矿一L i e y ；L i 矿= L w L i e w ；枷= 1 3 乜。u + 旦，矿+ 垡2 ，) = ，0 + 弘k = 吉乜u 也y 地b ) = ，知+ 口：= 3 妙厶，二+ u ，)= 3 ( u 二，Z + u ：，：)只。一= ( 1 - s ) 一) 一尼：!： + 甜P L r = k P s y m耻么阿邶我国生产的中小型异步电动机采用分离损耗累加法( 损耗分析法) 并以负载试验确定负载损耗的方法，负载附加损耗习惯按额定输入的0 5 确定，或按移出转子及反转法试验确定，出口北美电机按带转矩测量的负载试验求取剩余损耗来确定。目前最多用的还是按额定输入的0 5 确定负载附加损耗。I E C 标准近期会作修订，我们应作好相应的准备。1 9
