北美及中国电机试验方法标准的区别课件

1、北美州与中国三相异步电动机试验方法标准的区别 被认可为美国国家标准（ANSI）IEEE Std 112-2004多相感应电动机和发电机标准试验方法IEEE Standard Test Procedure for Polyphase Induction Motors and Generators主编：IEEE电力工程协会电动机委员会2004年2月9日IEEE-SA标准委员会审批2004年5月12日美国国家标准学会审批IEEE简介 IEEE 是“美国电气和电子工程师协会” Institute of Electrical and Electronics Engineers 的英文简称。总部在美国纽约

2、市。她在150多个国家中拥有300多个地方分会。学会的主要活动是召开会议、出版期刊杂志、制定标准、继续教育、颁发奖项、认证等。每年要举办300多个学术会议。IEEE的许多学术会议在世界上很有影响，有的规模很大，达到45万人。NEMA简介 NEMA是“美国电气制造商协会”英文National Electrical Manufactures Association 的缩写。成立于1926年。由美国560家主要电气制造厂商组成，主要是由发电、输电、配电和电力应用的各种设备和装置的制造商组成。标准制订的目的是消除电气产品制造商和用户之间的误解并且规定这些产品应用的安全性。它的标准化活动所涉及的范围非常

3、广泛 。 关于电动机和发电机试验方面的标准为MG1 C390-10三相感应电动机的试验方法、标志要求和能效等级Test methods,marking requirements, and energy efficiency levels for three-phase induction motors2010年3月CSA简介 CSA是加拿大标准协会Canadian Standards Association的简称，她成立于1919年，是加拿大首家专为制定工业标准的非盈利性机构。 中华人民共和国国家标准GB/T 10322012代替 GB/T 1032-2005三相异步电动机试验方法 Test

4、procedures for three-phase induction motors(IEC 60034-2-1：2007，Rotating electrical machinesPart 2-1：Standard methods for determining losses andefficiency from tests(excluding machines for traction vehicles)，NEQ）2012-06-29发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布中国国家标准化管理委员会2011-11-01实施一、标准适用范围标准编号内容GB/T1032 三相异步电动机IE

5、EE112 多相感应电动机和发电机 CSA390 转速为1800r/min（或等效）时，额定功率0.746kW的三相感应电动机二、对试验用电源的要求2.1对电压的要求标准编号内容GB/T1032谐波电压因数（HVF）应不超过以下数值： 0.03N设计电动机 0.02未加说明的其他电动机 0.015热试验时不平衡：三相电压系统的负序分量应小于正序分量的0.5%，且零序分量的影响应予消除 IEEE112NEMA MG1 总谐波失真系数THD：不可超过0.05 不平衡：不可超过0.5% CSA C390 要求同上 注：如果需要说明供电的方式和对称性，可用谐波电压因数（HVF）代替THD。 电压波形质

6、量计算IEEE112和CSA C390总谐波失真系数THD IEEE112 CSA C390式中 E电压谐波的总有效值，单位为V； E1电压基波分量的有效值，单位为V； En电压谐波的有效值，单位为V。 GB755中曾规定的电压正弦性畸变率计算公式电压波形质量计算GB/T1032谐波电压因数HVF式中 Un谐波电压的标幺值（以额定电压UN为基值）； n谐波次数（对三相交流电动机，不包括3和3的倍数）； k可取的最高谐波次数，一般为13。另一种形式式中 UN额定电压的有效值，单位为V； Un谐波电压的有效值，单位为V； n谐波次数（对三相交流电动机，不包括3和3的倍数）； k可取的最高谐波次数，

7、一般为13。CSA C390中附录E 谐波电压因数（HVF）的特点是没有3的整数倍次谐波并且基于谐波次数加权。 HVF 计算式同GB/T1032 n谐波次数（建议不为3） HVF 值小于THD，两个值不可比较。 NEMA标准MG1-2009 谐波电压系数（HVF）式中 Vn第n次谐波频率的单位电压的幅值； n奇次谐波次数，但不包括能被3整除的次数。二、对试验用电源的要求2.2对频率的要求标准编号内容GB/T1032 试验过程中频率的波动量应在额定频率的0.3%范围内 IEEE112NEMA MG1CSA C390 对一般试验，频率偏差必须保持在试验所要求值的0.5%以内，除非另有规定。用A、B

8、和B1法进行效率试验时，频率偏差必须保持在规定值的0.1%以内 试验过程中不可快速变化，变化量不可超过平均频率的0.33% 三、对试验测量用仪器仪表的要求3.1 电量仪表标准编号内容GB/T1032 准确度等级应不低于0.5级。用低不确定度试验方法(A或B)测定电机效率时，应不低于0.2级 IEEE112NEMA MG1 对于一般试验，指示仪表的误差范围不可超过满量程的0.5%，而当试验结果用于效率试验方法B时，误差不可超过满量程的0.2%CSA C390 效率试验时，必须限制其误差不超过满量程的0.2%对电压测量的要求标准编号内容GB/T1032 测量端电压的信号线应接到电机绕组引出线端子，

9、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。应同时测量端电压Uuv、Uvw、Uwu，取其算术平均值计算电动机的性能IEEE112NEMA MG1CSA390 测量线电压时，应将信号线与电机端子相连接。如果条件不允许，则应将产生的误差进行评定，并对读数进行修正。通过试验数据计算电机性能时，必须使用算术平均值 三、对试验测量用仪器仪表的要求 IEEE112和CSA C390对电气测量的说明1.对仪器仪表的校核周期要求 主要仪器仪表必须有校准记录，并应涵盖准备使用的期限，必须在最近12个月内进行过校准。2.有效值( 均方根值) 除非另外指定，所有电压和电流测量值都必须为有效值。3.仪表选

10、用 必须使用经过校准的高精度仪表和辅助设备。试验中模拟仪表或数字仪表均可使用。 影响精确度的因素有（尤其是使用非电子模拟仪表时）： （1）信号源的负载； （2）引接线引起的误差校准； （3）仪表的量程、状态和校准。4.测量系统的读数修正 当电路中同时连接几台仪器时，可能需要对仪器读数进行额外修正。 三、对试验测量用仪器仪表的要求 IEEE112和CSA C390对电气测量的说明 由于仪表精度通常以满量程的百分比表示，所以所选仪表的量程越小越好。 电子仪表通常比非电子仪表更为通用，输入阻抗更高。输入阻抗较高，可减少因仪表消耗电流而需进行的修正。但高输入阻抗仪表对干扰的影响更为敏感。 以下为常见的

11、干扰源： （1）信号线对供电系统的感应耦合或静电耦合； （2）普通的阻抗耦合或接地环路； （3）共模抑制不足； （4）来自电源线的传导干扰。三、对试验测量用仪器仪表的要求 IEEE112和CSA C390对电气测量的说明 最好使用屏蔽双绞信号线，屏蔽层仅一点接地，并使信号电缆尽可能远离电力电缆，当信号电缆与电力电缆相交时，相交处应保持直角。为安全起见，仪表所有金属暴露部分都应接地。 如果有合适的自动数据采集系统或高速记录仪，则应予以使用。三、对试验测量用仪器仪表的要求3.2 仪用互感器标准编号内容GB/T1032 准确度等级应不低于 0.2级 IEEE112NEMA MG1 对于一般试验，误差

12、不可超过0.5%，而当试验结果用于效率试验方法B时，误差不可超过0.3%。当和用于测量电压、电流或功率的仪表可以作为一个系统进行校准且试验结果用于效率试验方法B时，系统的误差不可超过满量程的0.2%。CSA C390 误差不可超过满量程的0.3%三、对试验测量用仪器仪表的要求3.3 测量直流电阻用仪表标准编号内容GB/T1032 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，准确度等级应不低于0.2级 IEEE112NEMA MG1CSA C390 试验中模拟仪表（例如开尔文电桥）或数字仪表均可使用。如果有合适的自动数据采集系统，则应予以使用 指示仪表的误差范围不可超过满量程的0.2

13、%三、对试验测量用仪器仪表的要求3.4 输出机械功率标准编号内容GB/T1032 标称转矩应不超过被试电机额定转矩的2倍测量 效率时转矩传感器及测量仪的准确度等级应不低于0.2级；用于其他试验时应不低于0.5级 IEEE112 NEMA MG1 误差不可超过满量程的0.2% CSA390 误差不可超过满量程的0.2%,其中必须涵盖所有误差源，例如负载传感器、信号调节装置和力臂长度 三、对试验测量用仪器仪表的要求IEEE112关于输出机械功率测量的论述 必须非常谨慎精确地进行机械功率测量。如果使用机械制动器，应仔细测定其自重并予以修正。如果使用测功机进行测量，则必须修正联接损耗和轴承摩擦损耗。应

14、使用合适容量的测功机，以便在被试电机额定转速下测得的测功机联接、风摩耗（参见以下注释）不大于被试电机额定输出功率的15%，并且测功机可测出的转矩变化值应为额定转矩的0.25%。注：测功机指对被试电机旋转部件施加转矩的设备。测功机可显示转矩和转速并且不限于摇篮底座结构。可使用直联式转矩传感器在被试电机轴端直接测量转矩 三、对试验测量用仪器仪表的要求3.5 转速测量仪表标准编号内容GB/T1032 准确度应在0.1%以内或误差在1r/min以内，取二者误差最小者 IEEE112 NEMA MG1 误差不可超过1.0 r/min CSA C390 误差不可超过1.0 r/min 测量不确定度与测量结

15、果相关的一个参数，特点是值的离散度可合理地归因于被测对象。 不确定度通常由许多要素组成。有些要素可用一系列测量结果的统计分布进行评估，其特征以试验标准偏差表达。其他要素可基于经验或其他信息用假定的概率分布进行评估，其特征也以试验标准偏差表达。 三、对试验测量用仪器仪表的要求3.6 CSA C390关于测量最大不确定度的论述三、对试验测量用仪器仪表的要求 3.6 CSA C390关于测量最大不确定度的论述 确定电动机效率时的测量最大不确定度仅在额定满载条件下适用。 （1）功率：应不超过读数的1.0%（包括功率表、电流及电压互感器的所有误差）。如果功率测量系统的所有元件不能作为一个系统统一进行校准

16、，就必须计算所有误差（即功率表、电流互感器以及功率互感器）平方和的平方根，以得到总误差。注：目前对于功率测量系统所用仪用互感器的最大相角误差尚无明确规定。可使用最大值为15分。三、对试验测量用仪器仪表的要求 3.6 CSA C390关于测量最大不确定度的论述 （2）电压和电流：应不超过读数的0.5%。 （3）转矩：应不超过读数的0.7%，包括所有误差源，例如负载传感器、力臂长度和转矩偏移。 （4）温度：应不超过1.5。 （5）绕组电阻：应不超过读数的1%。必须使用四线测量电路，以消除测试引线电阻所引起的误差。 （6）转速：应不超过1r/min。四、关于使用（服务）系数的定义标准编号内容GB/T

17、1032 无IEEE112NEMA MG1CSA C390 Service factor（S.F.） 使用系数是一个乘数。当它乘上额定功率时，表示在使用系数规定的条件下允许承受的负载功率在美国和加拿大标准中关于使用系数的内容 电动机在任何大于1的使用系数下运行时，其效率、功率因数和转速可不同于额定负载条件下的数值。此种情况下，将减少预期使用寿命，与按额定的铭牌功率下运行相比，绝缘寿命和轴承寿命将会减少。 在1.15系数负载工作，会使电动机造成约2倍于1.0使用系数负载的热老化，即按1.15系数负载工作1h所产生的温升等于电动机工作于1.0使用系数下2h所产生的温升。 用同样方法测得的1.15时

18、的温升将比1.0系数时高。标准规定合格限值高出10K。美国NEMA标准中关于交流异步电动机使用系数的规定 （1）一般用途的开启式电动机 1马力及以下：1/8马力：1.4；1/61/3马力：1.35；其余：1.25。 1马力200马力：1.15。 200马力，2极为1.0，其余为1.15。（2）其他电动机 其他开启式电动机和全封闭交流电动机为1。若过载能力有要求时，需选用较大容量的电动机。五、关于设计类型代号的含义标准编号内容GB/T1032 GB/T212102008单速笼型感应电动机的起动性能中的第3项，提出了4种起动性能的代号 N、NY、H、HYNEMA MG1-2009 设计代号分成A、

19、B、C、D共4种 六、计算公式和系数6.1 同步转速的计算公式标准编号内容GB/T1032式中 p电机的定子磁极对数IEEE112CSA C390式中 p电机的定子磁极数六、试验方法、计算公式和系数6.2 进行型式试验时轴密封器件的处理规定标准编号内容GB/T1032 GB/T1032中没有规定 在GB/T 25442-2010 /IEC 60034-2-1：2007 旋转电机（牵引电机除外）确定损耗和效率的试验方法中第6章确定效率的试验方法6.1“试验时电机的状态和试验类别”中的注2提出：如果在类似设计的电机上的附加试验表明，经足够长时间运转以后摩擦损耗可忽略不计，则试验时密封件可以拆除。I

20、EEE112CSA C390 有些电动机可能配备辅助装置，例如轴封、转速传感器及测速发电机等装置的各种组合。对于此类经过改进的标准电动机，效率试验必须在不安装辅助装置的基本电动机上进行。 注：例如减速电机和泵用电动机通常为安装了轴封以防油或水进入的标准电动机，轴封可视为齿轮箱或泵的一个部件。此类电动机的效率可通过不安装轴封的电动机确定六、试验方法、计算公式和系数6.3 关于温升试验初期过载的规定标准编号内容GB/T1032 （6.6.4.2）连续定额电机，达到热平衡可能需要较长的时间，为了缩短试验时间，在预热阶段允许适当过载（25%35%） IEEE112CSA C390 对于连续运行电机，当

21、达到稳定温度需要较长时间运行时，为了缩短试验时间，允许在预热过程中进行合理（25%50%）过载。在温度超过最终预期温度之前应移除所有过载 六、试验方法、计算公式和系数6.4 热稳定的定义标准编号内容GB755-2008 电机发热部件的温度在1h内的变化不超过2K的状态GB/T1032 对连续工作制（S1）电机，热试验应进行到相隔30min的两个相继读数之间温升变化在1K以内为止。但对温升不易稳定电机，热试验应进行到相隔60min的两个相继读数之间的温升变化在2K以内为止 IEEE112CSA C390 电动机绕组在30min内测得的温升变化不超过1,或电动机机壳或铁芯在60min内测得的温升变

22、化不超过1 六、试验方法、计算公式和系数6.5 温升试验热电阻测量延迟时间电机额定功率断开电源后的最长延迟时间（s） kW 马力CSA C390GB/T103237.550503037.511505020051200901502005000200120六、试验方法、计算公式和系数6.6 温升试验热电阻测量延迟时间电机额定功率断开电源后的最长延迟时间（s） IEEE 112GB/T 1032kVA/kWkW50/38503050/38200/1505020090200/1502005000120 （1）应测量断电停机后的绕组端电阻，并以第1点电阻值确定电机的温升。 （2）从断电瞬间算起，如在表2

23、（见前页，下同。GB 7552008表5）规定的时间间隔内读到了第1点热电阻读数RN，则用此电阻值计算绕组温升。GB/T 1032关于测量热电阻和取值的说明 （3）如不能在表2规定的延滞时间内读到第1点热电阻读数，应尽快以20s60s的时间间隔读取附加的电阻读数。至少要读取510个读数，把这些读数作为时间的函数绘制成曲线，建议用半对数座标纸，电阻绘制在对数标尺上，以外推到表2按电机定额规定的延滞时间的电阻值作为第一点热电阻RN。 （4）如果停机后测得结果显示出温度继续上升，则应取热电阻最大值作为RN。 （5）如不能在表2列出的2倍时间内读到第一点读数，则应协议确定最大延滞时间。GB/T1032

24、关于测量热电阻和取值的说明 （1）测量定子绕组电阻时，转子必须停止旋转并放电消除所有残余电压。 （2）如果超过了表1（见前页，下同）规定的延时间隔，必须基于电阻绘制冷却曲线，至少需包含间隔时间为3060s的10个点。首次测量必须尽快进行，但不超过表1所规定间隔时间的2倍。 （3）所用电阻值（Rhr）必须为表1规定时间测得的值。如果延时间隔不是表1给出的值，可通过外推或内插获取。CSA C390关于测量热电阻和取值的说明 发热试验中还可用局部检温计测量电机各部件的温度。当使用几个局部检温计测量绕组温度时，所有温度测量值都应记录并将其中的最高值认定为局部检温计测得的绕组温度。通常无需记录停机后的读

25、数。 对于安装了埋置检温计的电机，发热试验中应根据埋置检温计测定其绕组温度。所有埋置检温计的温度测量值都应记录并将其中的最高值认定为测得的绕组温度。通常无需记录停机后的读数。IEEE112关于测量热电阻和取值的说明 定子绕组（及绕线式转子电机的转子绕组）温度应在停机后采用电阻法测定。可在任意两个已经在已知温度下测量过电阻参考值的接线端子之间测量电阻。 如果在发热试验中有测量绕组电阻的设备并且其结果具备必要的精度，则可使用此设备。IEEE112关于测量热电阻和取值的说明 绕组温度的计算 式中 tt测量Rt时的绕组总温度，； Rf试验中测得的电阻值，； Rb先前在已知温度tb下测得的参考电阻值，单

26、位为； tb测量参考电阻值Rb时的绕组温度，； k1系数（电阻为零时的推算温度绝对值）。IEEE112关于测量热电阻和取值的说明 用上式得到的温度为试验时绕组的总温度。如果这是可用的停机电阻读数，则结果为试验环境温度下绕组的总温度。 如果环境温度与基准环境温度（25）不同，则应对总温度进行修正，将计算得到的总温度减去试验环境温度，然后将差值再加上25。如果发热试验在额定负载下进行，则得到的值为25环境温度下的总绕组温度，是可用于效率分析的规定温度。 如果试验在非额定负载下进行，则可参考5.8.4的程序将其修正至额定负载（利用温度与电流的平方值成正比的关系）。IEEE112关于测量热电阻和取值的

27、说明六、试验方法、计算公式和系数6.7 风摩损耗的求取标准编号内容GB/T1032 利用计算法得到风摩损耗和铁心损耗之和，然后绘制与空载电压标幺值平方的关系曲线，延长该曲线与纵轴（空载输入功率）相交，交点的功率纵坐标即为风摩损耗。IEEE112CSA390 使用功率与电压平方关系曲线的3个或3个以上较低电压点的值进行线性回归分析（回归方法和公式同负载剩余损耗编者注），可确定风摩耗。相关系数不低于0.9。六、试验方法、计算公式和系数6.7 风摩损耗的求取标准编号内容IEEE112CSA390 为了确定风摩耗，可将每个试验电压点处总损耗（即输入功率）减去（试验温度下的）定子I2R损耗得到的功率值与

28、电压的关系绘制成曲线，并将曲线延伸至零电压处。曲线与零电压纵轴的截距即为风摩耗。对处于低电压范围内的值，如果将输入功率减去定子I2R损耗的值与电压的平方关系绘制成曲线，可更为精确地确定截距 这样规定则与我国的GB/T1032一致了六、试验方法、计算公式和系数6.8 进行负载试验时绕组温度的规定标准编号内容GB/T1032GB/T 25442 7.2和6.4.4.2“负载试验”：在记录试验数据之前，定子绕组温度与额定负载热试验所测得的温度之差应不超过5K IEEE112CSA C390 负载试验记录任何数据前，温度测量装置测得的定子绕组温度必须与温升试验中记录的最高温度之差应在10之内六、试验方

29、法、计算公式和系数6.9 负载杂散损耗的定义标准编号内容GB/T1032 负载杂散损耗是指总损耗中未计入定子I2R损耗、转子I2R损耗、风摩耗和铁耗中的那部分损耗 IEEE112CSA C390 负载状态下铁心和导线的额外基频损耗和高频损耗、定子绕组的环流损耗以及转子导体的谐波损耗 注：假定这些损耗与转矩平方成正比六、试验方法、计算公式和系数6.10 负载杂散损耗的测试方法（1）标准编号内容GB/T1032 当使用B法进行效率试验计算时，其负载杂散损耗利用剩余损耗线性回归的办法求得。 要求相关系数不小于0.95IEEE112 求取规定同GB/T1032 相关系数不小于0.90CSA C390

30、与GB/T1032相同六、试验方法、计算公式和系数6.10 负载杂散损耗的测试方法（2）标准编号内容GB/T1032 确定负载杂散损耗的试验方法有：剩余损耗法，取出转子试验和反转试验法，推荐值法和绕组星接不对称电压空载试验法（Eh-star法）。 应优先采用相对不确定度低的试验方法 IEEE112CSA C390 间接方法测定：将测得的总损耗减去风摩耗、铁耗、定子I2R 损耗和转子I2R 损耗，剩下的值即为负载杂散损耗（效率试验方法B、B1、C和C/F） 直接测量法：测定负载杂散损耗的基频分量和高频分量，两个分量之和即为总负载杂散损耗（效率试验方法E、F和E/F）六、试验方法、计算公式和系数6

31、.11 关于杂散损耗的Eh-star实测法标准编号内容GB/T1032 GB/T 25442 有一个“绕组星接不对称电压空载试验（Eh-star）法”（第10.6.6项） ，GB/T 25442-2010 /IEC 60034-2-1：2007 中第6章确定效率的试验方法6.4.5.5中提出（附录B给出测量值的计算）IEEE112CSA C390NEMA 无此方法六、试验方法、计算公式和系数6.12 负载杂散损耗的推荐值标准编号推荐值GB/T10320.025P1（0.025-0.005 lgPN) P1 0.005P1IEEE112CSA C390190 0.018PN913750.015P

32、N3761850 0.012PN1851 0.009PN6.12 负载杂散损耗的推荐值GB/T1032-2012给出的杂散损耗推荐值图表0.52.5（0.025-0.005 lgPN)六、试验方法、计算公式和系数6.13 关于直联式转矩测量值修正的规定标准编号内容GB/T1032 给出了修正试验和计算的方法，未提不需要修正的问题IEEE112 当被试电机上的负载是使用直联式转矩传感器进行测量时，由于联接损耗较低，不会明显影响效率，所以通常无需进行本试验（5.6.1.2）CSA C390 当使用直联式转矩传感器及定子反作用测功机时，不必进行测功机修正（7.1.5注1）六、计算公式和系数6.14

33、电阻的温度折算系数标准编号内容GB/T 1032K1（定子）和K2（转子）绕组导体材料在0时电阻温度系数的倒数 铜为235； 铝为225，除非另有规定IEEE112 NEMA MG1K1 零电阻的推算温度K1=234.5，用于100% 标准（IACS）导电率铜；K1=225，用于铝（基于单位体积导电率为62%）。CSA C390K=234.5，用于纯铜绕组=224.6，用于铝绕组，基于单位体积导电率为62%六、计算公式和系数6.14 电阻的温度折算系数标准编号内容IEEE114单相感应电动机标准试验程序 k为根据定子导线类型选择的常数 K =234.5，用于国际退火铜标准（IACS）导电率铜；

34、 K =224.8，用于铝，基于单位体积导电率为62%。IACSInternational Annealed Copper Standard六、计算公式和系数6.14 负载运行时的铁心损耗标准编号内容GB/T 1032 用各负载点的电流、电压和输入功率通过相关计算得出一个电压Ub，然后在空载特性曲线PFe=f(U0/UN)上查取U0=Ub时的PFeIEEE112 NEMA MG1 全部使用额定电压时的数值CSA C390 同GB/T1032六、试验方法、计算公式和系数6.15 最终效率的确定方法标准编号内容GB/T1032 利用绘制效率与输出功率的关系曲线，查找规定负载点的效率值IEEE112CSA390 使用计算得到的效率值以及计算得到的经温度修正的输出功率，通过插值处理确定规定负载点处的效率。应采用适合于曲线形状的内插技术七、NEMA电机标准简介7.1 电机型号的含义 型号的最前面为34个阿拉伯数字，其中前两位表示机座号高矮档次，推荐