电动机损耗和效率测试的国际标准新进展

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式中Ｔ为转矩测量装置的转矩读数（经修正）；ｎ为运行转速。 根据剩余损耗与负载转矩成平方关系，用线性回归分析方法（见图１）对各负载点的剩余损耗数 据作平滑处理。
式中Ａ和Ｂ为常量，由各负载点的测量数据求取，ｉ为负载点总数。
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图２负载附加损耗Ｐ。。指定值
四、 ＩＥＣ６００３４－２标准第４版ＣＤＶ文件 ２００５年初发布了１ＥＣ６００３４—２《旋转电机确定损耗和效率的试验方法》第４版ＣＤＶ（供表决的草
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如果Ｙ＜０．９５，删去最差点重新进行回归分析。如果Ｙ＞／０．９５，则用第二次回归分析的结果。 如果ｙ仍＜０．９５，说明试验不符合要求，重作试验。
确定斜率Ａ后，用下式计算每一负载点的负载附加损耗 ＰＬ￡＝Ａ·Ｔ２
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２００５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（ＩＥＣ） 相应开展了有关电机效率测试方法标准的制修订工作。
２００５年第四届中国电机发展论坛论文集
负载附加损 耗Ｗ
（转矩）２，（Ｎ．ｍ）２ 图１剩余损耗数据的平滑处理
３．２按指定值确定用图２曲线确定额定负载时以输入功率Ｐ。的百分数表示的负载附加损耗Ｐｍ 曲线值可用下式表示。
对Ｐ２≤ｌｋＷ ＰＬＬ＝Ｐ１×０．０２５
ｏｚｓ—ｏ．ｏｏｓ三‰（去）］ 对，ｋＷ＜Ｐ２＜１００００ ｋｗ艮书ｍ
二、 ＩＥＣ６００３４－２标准第３版 ＩＥＣ６００３４－２＜＜旋转电机确定损耗和效率的试验方法）１９７２年第３版包括１９９５年第１号修改和１９９６
年第２号修改的有关规定如下： １． 铁耗按额定电压确定。
２． 负载损耗的温度修正绕组１２Ｒ损耗应换算到下述温度：
绝缘结构热分级
基准温度℃
Ａ，Ｅ
７５
Ｂ
９５
Ｆ
耗）。 移出转子试验时，电机中可能感生涡流的所有零部件例如端盖和支承件应安装就位。反转试验时， 装配完整的被试电机与驱动电动机机械联结，用转矩仪测量轴功率。进行这二项试验时，电机定子由 额定频率对称三相电流供电，２５’１００％额定电流之间取４个试验点，额定电流以上到不大于１５０％额定 电流取２个试验点。 对各试验点测量移出转子的定子功率Ｐ，ｎ＂反转试验的定子功率ｐ。，。和轴功率（Ｐ咐一Ｐｍ），其中 ｐｏｒｒ为被试电机定子电流为零时驱动电动机提供的轴功率。由各功率ｐ与电流Ｉ的对数关系用回归分 析方法作平滑处理，并确定各衄线的斜率Ａ。Ａ。和Ａ叶。。平滑处理后的功率：
式中Ｒｓｒｒ——反转试验温度下的定予相电阻。 附力口损耗：Ｐ。。＝Ｐ。。，。＋Ｐ。。，。
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对应于定子额定电流Ｉ。的额定负载附加损耗
ＰＵＬＬ＝Ａｏ，．ｒ１２＋２Ａ。，篾一Ａｒｔｌ２—３１２．伍。。一０．５Ｒ。，）
对Ｐ２≥１００００ ｋＷ
ＰＬＬ＝Ｐ１×０．００５
非额定负载时认为负载附加损耗与定子电流平方与空载电流平方之差成正比变化。
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２００５年第四届中国电机发展论坛论文集
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动机输入功率为Ｐ。，则效率为：Ｐｎ— ＝１ｐ上 置 Ｑ
２００５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Ｐｆｗ。 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
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２００５年第四届中国电机发展论坛论文集
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式中ｃｏｓ妒＝志“一乒而
Ｕ、Ｉ、Ｐ。和Ｒ为负载试验在每个负载点测得的电压、电流、输入功率和绕组电阻。 ２． 负载损耗的温度修正定子绕组电阻及转差率换算到基准冷却介质温度为２５。Ｃ时的数值， 以此求取定子和转予绕组损耗。 ３． 负载附加损耗可根据测试值和指定值确定负载附加损耗。 ３．１按测试值确定 由带转矩测量的负载试验求取剩余损耗。从输入功率Ｐ。中减去输出功率Ｐ。、 试验温度下定子绕组损耗Ｐ。、铁耗Ｐ舢风摩耗ＰｆＷ及对应于所测转差率的转子绕组损耗Ｐ，，分别确定 每一负载点下的剩余损耗Ｐ。。
１１５
Ｈ
１３０
３． 负载附加损耗假定按定子绕组电流平方而变化，其满载时指定值：电动机为额定输入的 ０．５％，发电机的额定输出的０．５％。
三、 ＩＥＣ６１９７２标准 ＩＥＣ６１９７２《三相笼型异步电动机损耗和效率的确定方法》２００２年版有关规定如下： １． 铁耗为补偿定子绕组电压降的影响，每一电压点处的铁耗应按降低电压ｕｒ来确定。
２． 间接测定法 间接法是通过测量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
损耗Ｐ。，并应作温度修正。转子输入功率（Ｐ，一Ｐｓ＿Ｐｒ。）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。 ２．２．３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。
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、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
案）文件，有关修改如下： １．铁耗按ＩＥＣ６１９７２规定 ２． 负载损耗的温度修正绕组温度按下列方法之一确定（所示为优先顺序）： · 按额定负载试验电阻值ＲＮ确定温度； · 同结构和电磁设计的相同电机的温度；
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２００５年第四届中国电机发展论坛论文集 ● 由埋置检温计或热电偶测得的温度； · 如负载能力不足时，按ＩＥＣ６１９８６等效负载或叠加技术求得的运行温度； · 如不能直接测量额定负载试验电阻Ｒ。时，绕组温度应假定为热分级给定的基准温度。基 准温度值与ＩＥＣ６００３４—２第３版相同。 以上均同时规定定子绕组电阻及转差率应换算到基准冷却介质温度为２５。Ｃ时的数值。 ３． 负载附加损耗可根据以下方法确定。 ３．１由带转矩测量的负载试验求取剩余损耗确定按ＩＥＣ６１９７２相应方法。 ３．２按指定值确定指定值大小与ＩＥＣ６１９７２相同。 ３．３由移出转子试验及反转法试验确定本方法需要作二项独立的试验： ● 移出转子试验（测定基频附加损耗）； · 由辅助电动机驱动被试电机逆旋转磁场以同步转速旋转（测定高频附加损
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如数据准确，每一根曲线的功率与电流关系接近平方规律。 对每一电流点，基频损耗
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式中Ｒ。。。——移出转子试验温度下的定子相电阻。 高频损耗
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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。