新舊標(biāo)準(zhǔn)三相異步電動機試驗方法的區(qū)別

李 斌，王秀山

(奔宇電機集團有限公司，河南長垣453400)

0 引言

電動機試驗是檢測電動機綜合性能的方式，檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性是衡量電動機整體性能優(yōu)劣的保證，同時為電動機設(shè)計人員提供重要的的參考依據(jù)。因此，熟悉并掌握《三相異步電動機試驗方法》標(biāo)準(zhǔn)對電動機試驗和設(shè)計都非常的重要。

《三相異步電動機試驗方法》歷次版本發(fā)布情況如下:首次發(fā)布在1968 年，即GB/T 1032—1968;第一次修訂在1985 年，即GB/T 1032—1985;第二次修訂在2005 年，即GB/T 1032—2005。2012 年6 月29 日，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局與標(biāo)準(zhǔn)化管理委員共同發(fā)布了《三相異步電動機試驗方法》的2012 版，即GB/T 1032—2012，于2012 年11 月1 日實施。

本標(biāo)準(zhǔn)代替GB/T 1032—2005《三相異步電動機試驗方法》。與GB/T 1032—2005 相比，除編輯上有一些變化外，項目次序也進行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以下著重闡述主要技術(shù)變化內(nèi)容。

1 修改和增加了絕緣電阻測量的內(nèi)容

1.1 對測量絕緣電阻用絕緣電阻表的選擇的規(guī)定

(1)2012 版5.1.1.2 表1 中兆歐表的選用比2005 版5.1.2.1 表1 增加了兩個檔位;

(2)2012 版5.1.1.2 表1 中“被測繞組額定電壓UN”的最低和最高電壓有了一些變化，最低“被測繞組額定電壓UN”為UN≤1000，而2005 版的為UN≤500;最高“被測繞組額定電壓UN”為UN＞12000，而2005 版的為UN＞3300;“被測繞組額定電壓UN”分檔也有一些變化;當(dāng)然，相應(yīng)的兆歐表的選用也有了相應(yīng)的變化。

1.2 明確了讀數(shù)時間

2012 版5.1.1.3 項中明確規(guī)定了“測量時，應(yīng)在試驗電壓施加1min 后讀取數(shù)值，并記錄繞組溫度”的取值方法。

1.3 提出了測量吸收比和極化指數(shù)兩項指標(biāo)

1.3.1 2012 版5.1.1.3 項中規(guī)定了吸收比和極化指數(shù)兩項指標(biāo):若測量吸收比R60/R15，應(yīng)測取15s和60s 時的絕緣電阻;若測量極化指數(shù)R10/R1，應(yīng)測取1min 和10min 時的絕緣電阻。

1.3.2 極化指數(shù)和吸收比都能表示絕緣電阻隨時間變換的快慢，相比絕緣電阻，它的準(zhǔn)確度更高。

(1)可以對絕緣結(jié)構(gòu)改進提供實驗數(shù)據(jù)支持，找出新舊絕緣結(jié)構(gòu)的區(qū)別;

(2)可以研究絕緣的壽命;

(3)可以檢測出嵌線過程中磕碰造成的絕緣損傷;

(4)驗證電機設(shè)計合理性和可靠性程度。

1.4 新版增加的絕緣電阻測量項目

(1)2012 版5.1.2.1 項中規(guī)定了軸承絕緣電阻的測定:軸承絕緣電阻用不大于1 000V 兆歐表測量;

(2)2012 版5.1.2.2 項中規(guī)定了埋置式檢溫計絕緣電阻的測量:埋置式檢溫計絕緣電阻按JB/T 10500.1—2005 的規(guī)定進行;

(3)2012 版5.1.2.3 項中規(guī)定了加熱器絕緣電阻的測量:加熱器絕緣電阻按JB/T 7836.1—2005 的規(guī)定進行。

2 修訂了用計算法求取堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的計算公式

將2005 版中用計算求取堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的計算公式(式(17))TK=9.549(PK-PKcu1-PKs)/ns中的PKs(堵轉(zhuǎn)時的雜散損耗包括鐵耗，對中型低壓電機，取0.05PK;對大中型高壓電機，取0.10PK)改為試驗電壓下的鐵耗PFe，根據(jù)(UK/UN)在空載特性曲線上查取，并增加了一個系數(shù)C1(計及非基波損耗的降低系數(shù)。在0.9 ～1.0 之間變化，如無經(jīng)驗可循，建議取C1=0.91)，成為:TK=9.549C1(PK-PKcu1-PFe)/ns(2012 版式(33))。

3 修訂了效率測試方法的相關(guān)內(nèi)容

3.1 對B 和B1 法、C 和C1 法、E 和E1 法的損耗計算

(1)2012 版11.3 項中取消了B1 法，即將原來的B 法和B1 法合為一個B 法，但試驗和計算內(nèi)容實際上是2005 版的B1 法相同(負載各點的鐵心損耗與輸入電流有關(guān));

(2)2012 版11.4 項中取消了C1 法，將原來的C 法和C1 法和為一個C 法;

(3)2012 版11.1.2.3.5 項中規(guī)定了負載雜散損耗實測并利用與轉(zhuǎn)子平均電流二次函數(shù)關(guān)系進行線性回歸計算(PSL=AX(I22avg)+B)，如果相關(guān)系數(shù)r ＜0.9 或斜率A 為負數(shù)，則應(yīng)刪去最差一點重新回歸分析;如果斜率A 為正且r≤0.9，則用第二次回歸分析結(jié)果;如果斜率A 仍為負數(shù)或相關(guān)系數(shù)r ＜0.9，此次試驗不符合要求，表明測試儀表或讀數(shù)、或二者均有誤差，應(yīng)重做試驗。2012 版負載各點的鐵心損耗取值方法同B 法，和2005 版B1 法相同;

(4)2012 版對E 和E1 法的負載各點的鐵心損耗值方法同B 法，和2005 版B1 法相同。

3.2 修訂了負載雜散損耗推薦值

3.3 2012 版10.6.6 和附錄B 中增加了實測負載雜散損耗的一種新方法—Eh-star。

目的和意義:根據(jù)2007 年9 月10 日正式發(fā)布的IEC 60034—2—1《確定損耗和效率的試驗方法(牽引電機除外)》標(biāo)準(zhǔn)對確定電機雜散損耗的方法做了修改，明確規(guī)定了四種確定電機雜散損耗的方法:剩余損耗法(即由美國人率先提出的IEEE112B 法)、反轉(zhuǎn)法、推薦值法、Eh-star 法。以上四種方法各有優(yōu)缺點:IEEE112B 法測量不確定度為“低”，但它需要高精度的測量設(shè)備(包括轉(zhuǎn)矩儀、傳感器等)，操作復(fù)雜、試驗時間長，相對來說，經(jīng)濟性不好;反轉(zhuǎn)法測量的不確定度較高，測得的附加損耗普遍偏大，并且需要外部驅(qū)動設(shè)備;推薦值法不確定度為“中”，它是通過一個與輸出功率有關(guān)的函數(shù)式計算出來的;Eh-star 法測試的不確定度為“中”，比已列入IEC60034—2 標(biāo)準(zhǔn)中的反轉(zhuǎn)法的不確定度要低，比112B 法高，其優(yōu)勢為試驗時不需要連接負載，不需要測功機，方法簡單，操作方便。不足之處在于需要一個可調(diào)節(jié)的輔助電阻，數(shù)據(jù)處理相對復(fù)雜。

3.4 刪除了2005 版中的附錄D《確定損耗和效率的試驗方法對照表》。

3.5 2012 版11.1.2 表4 中增加了試驗方法與效率不確定度表，還提出應(yīng)優(yōu)先采用相對不確定度低的實驗方法。對于大中型電機，根據(jù)現(xiàn)場條件，采用適當(dāng)?shù)姆椒ù_定電機的效率。

試驗結(jié)果通常是用測試結(jié)果和其不確定度一起表示的。對電機效率而言，效率應(yīng)表示為η±Δη。其中，η 是測試結(jié)果，Δη 為不確定度，兩者具有相同的量綱。如果不確定度較大，則表示實際效率的不確定范圍較大;反之，如果不確定度較小，則表示實際效率的不確定范圍較小，即實測結(jié)果更為接近實際值。因此，試驗中規(guī)定的不確定度表示實測結(jié)果的準(zhǔn)確性，不確定度越小，表示測量結(jié)果的準(zhǔn)確度越高。

4 對測量儀器儀表準(zhǔn)確度的要求有所修改和補充

4.1 將2005 版“一般試驗用轉(zhuǎn)矩測量儀(含測功機和傳感器)的準(zhǔn)確度應(yīng)不低于0.5 級。采用B(B1)法測定效率時，轉(zhuǎn)矩測量儀的準(zhǔn)確度等級應(yīng)不低于0.2 級(滿量程)”改為“測量效率時轉(zhuǎn)矩傳感器及測量儀的準(zhǔn)確度應(yīng)不低于0.2 級，用于其它試驗時應(yīng)不低于0.5 級”。

4.2 將2005 版的“用B(B1)法測定效率時，要求不低于0.2 級(滿量程)”修改為“用低不確定度試驗方法測定電機效率時，為保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和重復(fù)性，儀器的準(zhǔn)確度等級應(yīng)不低于0.2 級”。

4.3 將2005 版“轉(zhuǎn)速表讀數(shù)誤差在±1r/min 以內(nèi)”改為“準(zhǔn)確度在0.1%以內(nèi)或誤差在1r/min以內(nèi)，取兩者誤差最小值”。

5 修改了幾處計算式中的錯誤

6 關(guān)于繞組直流電阻的測量問題

強調(diào)用A 法和B 法進行效率測定時，要求每個試驗點都要實測繞組直流電阻或溫度(用于計算直流電阻)。

7 給出了測量軸電壓的方法

2012 版12.11 項給出了測量軸電壓的方法和接線圖。2005 版14.7 項“軸電壓的測定”的內(nèi)容為“軸電壓的測定按GB/T 1029《三相同步電機試驗方法》的規(guī)定進行”。

8 增加了軸電流的測定要求和試驗方法

2012 版的12.12 項增加了軸流的測定試驗方法:對使用滾動軸承的電動機，在電動機非軸伸端的軸承與機殼之間加裝絕緣環(huán)(軸承和轉(zhuǎn)軸之間墊入干燥的絕緣片)或者使用絕緣軸承，保證電動機軸承絕緣良好。

將電流表串到與軸承絕緣層兩面接觸的金屬件上，分別在額定電壓、額定頻率下空載運行，測量電流值，即為軸承電流。

對使用滑動軸承和滾動軸承的電動機，如不能按上述方法測量，可采用軸上放置電流互感器的方法測量軸電流。

9 增加了其它熱試驗的方法

2012 版的6.6.3.4項中增加了GB/T 21211—2007《等效負載和疊加試驗技術(shù)間接法確定旋轉(zhuǎn)電機溫升》中規(guī)定的其它適用方法，例如感應(yīng)電機的疊加法(GB/T 21211—2007 第6 章)、感應(yīng)電動機的等效負載法(GB/T 21211—2007 第10 章)。

［1］ GB/T 1032—2005 三相異步電動機試驗方法.中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2005.

［2］ GB/T 1032—2012 三相異步電動機試驗方法.中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.11.

［3］ 李秀英.EH-star 試驗方法驗證情況簡介［J］.電機與控制應(yīng)用，2008，35，(5):30-35.

［4］ 王鑫，魏尚武，馮翠屏.電機絕緣檢測試驗的分析與探討.絕緣材料資訊2012，6:28-31.