中小型三相异步电动机能源效率计量检测规则

JJF1608—20161中小型三相异步电动机能源效率计量检测规则1范围本规范规定了中小型三相异步电动机(以下简称电动机)的能源效率计量要求、计量检测程序、计量检测方法、计量检测结果评定准则和检测报告等内容。本规范适用于380V电压,50Hz三相交流电源供电,额定功率在0.75kW~375kW范围内,极数为2极、4极和6极,单速封闭自扇冷式、N设计、连续工作制的一般用途电动机或一般用途防爆电动机的能源效率计量监督检测,委托检测可参考本规范进行。生产和销售电动机的单位亦可参照本规范进行检测。接受检测的电动机应是生产者自检合格的产品。2引用文件本规范引用了下列文件:JJF1261.1—2010用能产品能源效率标识计量检测规则GB755—2008旋转电机定额和性能GB/T1032—2012三相异步电动机试验方法GB/T2829—2002周期检验计数抽样程序及表(适用于对过程稳定性的检验)GB18613—2012中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3术语和计量单位以下术语和计量单位适用本规范。3.1负载试验loadtest电动机在额定电压和额定频率下运行所进行的试验,试验采用直接负载法。注:直接负载法是指在本规范规定的试验条件下,用合适的设备(如直流电机或三相异步电机等)给被试电动机加负载进行试验的方法。3.2空载试验no-loadtest电机作为电动机运行,且运行时轴上无有效机械输出的试验。3.3效率容差toleranceofenergyefficiency电动机效率标称值与其测量值之间的允许偏差,计量单位为%。3.4能效限定值minimumallowablevaluesofenergyefficiency在规定测试条件下,电动机效率的最低允许值,计量单位为%。3.5能效等级energyefficiencygrades表示电动机能效高低差别的一种分级方法。按照GB18613—2012规定,电动机能效标识将能效分为3个等级。等级1表示电动机能效高,能耗低,等级3表示电动机能JJF1608—20162效低,能耗高。4概述中小型三相异步电动机是实行能源效率标识管理的产品。三相异步电动机是依靠电磁感应而运行的电气装置,具有能作相对旋转运动的部件,用于转换能量(用消耗电能的手段来产生机械能)。它由三相交流电源供电,具有与交流系统联接的中枢绕组,其负载时的转速与所接电网频率之比不是恒定值。5计量要求5.1能源效率标识标注在电动机的正面明显部位应粘贴或悬挂能源效率标识。能源效率标识标注的信息应包括生产者名称(或简称)、规格型号、能效等级、效率、额定功率(kW)、极数、依据的能源效率强制性国家标准编号、能效信息码和能效“领跑者”信息等内容。若产品铭牌上有相对应的产品规格型号、效率、额定功率和极数等信息,应在标识上注明参照铭牌同时使用;若产品铭牌上缺少相对应的信息,则标识上必须明确标注所有信息。能源效率标识的样式应符合电动机能源效率标识标注的要求,计量单位的标注应符合国家法定计量单位的要求。注:能效“领跑者”信息仅针对列入国家能效“领跑者”目录的产品。5.2能效指标(能源消耗量)电动机使用的能源效率标识的效率标注值应符合GB18613—2012对电动机效率限定值的要求。电动机在额定输出功率下的效率实测值应不小于表1能效等级3级的最小值,其效率容差的计算应符合GB755—2008第12章的规定,详见表2。表1中小型三相异步电动机能效等级额定功率/kW能效/%1级2级3级2极4极6极2极4极6极2极4极6极0.7584.985.683.180.782.578.977.479.675.91.186.787.484.182.784.181.079.681.478.11.587.588.186.284.285.382.581.382.879.82.289.189.787.185.986.784.383.284.381.8389.790.388.787.187.785.684.685.583.3490.390.989.788.188.686.885.886.684.65.591.592.189.589.289.688.087.087.786.07.592.192.690.290.190.489.188.188.787.21193.093.691.591.291.490.389.489.888.71593.494.092.591.992.191.290.390.689.73表1(续)额定功率/kW能效/%1级2级3级2极4极6极2极4极6极2极4极6极18.593.894.393.192.492.691.790.991.290.42294.494.793.992.793.092.291.391.690.93094.595.094.393.393.692.992.092.391.73794.895.394.693.793.993.392.592.792.24595.195.694.994.094.293.792.993.192.75595.495.895.294.394.694.193.293.593.17595.696.095.494.795.094.693.894.093.79095.896.295.695.095.294.994.194.294.011096.096.495.695.295.495.194.394.594.313296.096.595.895.495.695.494.694.794.616096.296.596.095.695.895.694.894.994.820096.396.696.195.896.095.895.095.195.025096.496.796.195.896.095.895.095.195.031596.596.896.195.896.095.895.095.195.0355~37596.696.896.195.896.095.895.095.195.0注:表1中未列出额定功率值的电动机,其效率可用线性插值法确定。电动机在额定输出功率下的效率实测值应不小于其标注值,其效率容差的计算应符合GB755—2008第12章的规定,详见表2。表2电动机效率指标容差序号额定功率效率容差1PN≤150kW-15%×(1-η)2PN>150kW-10%×(1-η)注:PN为电动机额定功率,η为标注值。5.3能效等级能源效率标识标注的能效等级应符合GB18613—2012对能效等级的要求。电动机的能效等级指标见表1。根据电动机效率实测值确定的能效等级应不低于标注的能效等级。JJF1608—201646检测条件6.1环境条件6.1.1环境温度:10℃~40℃。6.1.2海拔:1000m及以下。超出上述范围的,需按照GB755—2008中8.10中的规定修正。6.1.3试验电源电压6.1.3.1端电压波形试验电压的谐波电压因数(HVF)应不超过0.03;热试验时,试验电源的谐波电压因数(HVF)应不超过0.015。6.1.3.2三相电压系统的对称性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。6.1.4试验电源频率试验过程中,电源频率的波动量应在额定频率的±0.3%范围内。6.2测量设备6.2.1电量测量仪器准确度等级不低于0.1级。6.2.2测量用互感器(或传感器)准确度等级应不低于0.1级。6.2.3电阻测量仪准确度等级应不低于0.1级。6.2.4频率测量仪准确度等级应不低于0.1级。6.2.5转速测量仪读数误差不超过±1r/min或满量程的±0.1%,取二者误差最小者。6.2.6转矩传感器及测量仪准确度等级应不低于0.2级。标称转矩应不超过被试电动机额定转矩的2倍。在被试电动机为额定转速时,测得的联轴器及测功机(或负载电机)的风摩耗应不大于被试电动机额定输出的15%,转矩变化的分辨力应达到额定转矩的0.25%。6.2.7温度测量仪最大允许误差为±1℃。6.2.8测量设备的测量范围应能满足样本测量需求。6.2.9测量设备均应具有有效的检定或校准证书。6.3测量不确定度测量不确定度主要涉及电动机效率。本规范规定电动机效率计量检测结果的扩展不确定度(k=2)应同时优于电动机效率级差的1/3和电动机效率容差的1/3。JJF1608—201657检测项目和方法7.1抽样原则和方法电动机的计量检测样本应在生产者自检合格的产品中随机抽取。对检测批计量检测的,按GB/T2829—2002中一次抽样方案抽取样本。在生产企业成品仓库内或生产线末端抽样时,额定功率为7.5kW及以上的电动机批量原则上应不少于5台,额定功率为7.5kW以下的电动机批量原则上应不少于10台。随机抽样的样本量4台,其中2台用于检测,另2台用作备用样本。对样本计量检测的,在生产企业成品仓库内或生产线末端抽样时,批量不少于5台。随机抽样的样本量为2台,其中1台用于检测,另1台用作备用样本。抽样时应填写中小型三相异步电动机能源效率标识计量检测抽样单(抽样单格式见附录F)。7.2样本检测7.2.1标识标注的检查采用目测的方法,根据5.1的要求对电动机使用的能源效率标识标注进行检查。7.2.2能源效率检测本规范采用GB/T1032—2012中B法。7.2.2.1测量准备a)被测电动机应包装完整,配件齐全,无明显的机械损伤、变形或破损。上电前确认被测电动机安全、能够正常工作。b)试验前电动机应在室内放置一段时间,用温度测量仪测得的绕组温度与冷却介质(环境)温度之差应不超过2K。对中型电动机,温度测量仪的放置时间应不少于15min。c)应按照电动机使用说明书的要求及所提供的附件,将被测电动机固定在试验平台上。被测电动机与负载设备同轴联结。被测电动机与负载机械应使用柔性联结装置联结,以减少因不同轴造成的测量误差。被测电动机和负载机械轴联结处应安装安全保护装置。d)应对被试电动机予以防护,以阻挡其他机械产生的气流对被试电动机的影响,一般非常轻微的气流足以使热试验结果产生很大的偏差。引起周围空气温度快速变化的环境条件对温升试验是不适宜的。电动机之间应有足够的空间,允许空气自由流通。e)电动机的安置应防止试验室内冷源和热源的直接辐射。电动机应远离试验室内其他物体,以消除与环境温度不相同的物体的影响。f)试验开始前,应将至少3个绕组温度测量元件埋入电动机定子绕组端部(每相绕组至少应埋置1个),埋置时保证有效热传导,每相绕组至少应埋置1个温度测量元件。7.2.2.2测量方法试验主要由热试验、负载特性试验和空载试验三部分组成。通常由热试验开始,这样有利于电动机摩擦损耗稳定,其次进行负载试验,最后进行空载试验。应注意,在电JJF1608—20166动机通电进行热试验前,先测量电动机实际冷状态下绕组直流端电阻和绕组温度。7.2.2.3冷态绕组直流端电阻和绕组温度测量(1)冷态绕组温度测量用温度测量仪测定子绕组温度。(2)冷态绕组直流端电阻测量绕组出线端U与V,V与W,W与U间的直流电阻称为端电阻,分别记为RUV、RVW和RWU。端电阻应在电动机定子绕组的出线端上测量。绕组直流端电阻可用电桥法、微欧计法测量。三相绕组接法示意图见图1。a)星形接法b)三角形接法图1三相绕组接法示意图a)电桥法。使用电桥测量时,每一电阻应测量3次,每次应在电桥重新平衡后测取读数。每次读数与3次读数的算术平均值之差应不大于平均值的±0.5%,取其平均值作为电阻的实际值。如绕组的端电阻在1Ω及以下时,必须用双臂电桥测量。b)微欧计法。当采用自动检测装置或数字式微欧计等仪表测量绕组端电阻时,通过被测绕组的试验电流应不超过其正常运行时电流的10%,通电时间不应超过1min。若电阻小于0.01Ω,则通过被测绕组的电流不宜太小。7.2.2.4额定负载热试验热试验应在额定频率、额定电压和额定负载下进行。热试验时,应按GB/T1032—2012中6.6.2的要求,测量并记录热试验过程中被试电动机的三相端电压U、三相线电流I、输入功率P1、频率f、转速n或转差率st、转矩Tt、绕组温度θW,以及定子铁心、轴承、风道进出口冷却介质温度和周围冷却介质的温度θb。温度测点的布置应符合GB/T1032—2012中6.3和6.5的要求。热试验结束时,应测量断电停机后的绕组端电阻。热试验程序和断电停机后热电阻的确定参见附录A。额定负载绕组温升的确定计算参见附录B。7.2.2.5负载特性试验试验采用直接负载法,用合适的设备(如直流电机或三相异步电机等)给电动机加负载。负载电机的轴线应与被试电动机轴线对中并保证安全运行。试验应在额定电压和额定频率下进行。开始读取并记录试验数据之前,定子绕组温度与额定负载热试验测得的温度差应不超过5K。JJF1608—20167在6个负载点处给电动机加负载。4个负载点大致均匀分布在不小于25%到100%额定负载之间(包括100%额定负载),在大于100%但不超过150%额定负载之间适当选取2个负载点。电动机加负载的过程是从最大负载开始,依次降低到最小负载。试验应尽可能快地完成,以减少试验过程中电动机的温度变化对试验结果的影响。在每个负载点处,测取电动机输入电压U1、输入电流I1、输入功率P1、输出转矩Tt、转速n(或转差st)、电源频率f、绕组温度θt(或绕组电阻Rt)及环境温度θa。推荐使用埋置式温度传感器(埋置于定子线圈端部)测量绕组的温度θt。7.2.2.6转矩读数修正值Tc的确定试验本方法适用于转矩测量仪与被试电动机之间有轴承的情况。具体见附录C。7.2.2.7空载试验如果进行了热试验和负载试验,空载试验可紧接着进行,否则,在读取并记录试验数据之前,电动机的输入功率应稳定,即相隔30min输入功率的相继两个读数之差应不大于前一个读数的3%。被试电动机施以额定频率的可变电压,电压的变化范围从125%的额定电压逐步降低电压到空载电流为最小或不稳定的最小电流为止。在125%和60%额定电压之间,其中包括额定电压,按均匀分布至少取5个电压点,在约50%额定电压和最低电压之间至少取4个电压点。在每个电压点,测取电流I0、电压U0、功率P0,并应同时测取绕组温度θ0或端电阻R0。如测得θ0,根据电阻与温度的关系确定端电阻R0的三相平均值。7.2.3计算方法7.2.3.1冷态初始端电阻算术平均值绕组初始端电阻的算术平均值R1(Ω):式中:R1=(RUV+RVW+RWU)/3(1)RUV、RVW、RWU———按7.2.2.3方法测得的端电阻值。如果各线端间的电阻值与三个线端电阻的平均值之差,对星形接法的绕组均不大于平均值的2%,对三角形接法的绕组均不大于平均值的1.5%时,则相电阻R1p可按下式计算:对星形接法的绕组:R1pR1(2)对三角形接法的绕组:R1pR1(3)式中:R1—端电阻的平均值,Ω,按式(1)确定。7.2.3.2绕组工作温度与绕组规定温度(1)电阻法确定绕组工作温度θW(℃)JJF1608—20168热试验断电停机后,按GB/T1032—2012的6.6.4.5中所述的外推法,做热电阻)(至t=0时的电阻值即为RW(Ω)。θW×(K1+θ1)-K1(4)式中:R1—热试验开始前测得的冷态绕组端电阻的平均值,Ω;θ1—测量冷态端电阻时的绕组实际温度,℃;K1—1=235,铝K1=(2)计算效率用绕组规定温度θs(℃)冷却介质基准温度为25℃。规定温度是绕组工作温度θW修正到冷却介质温度为25℃时的温度值。θs值的确定:直接法进行额定负载热试验,按上述电阻法确定绕组工作温度θW。θs=θθs=θW+25-θb(5)θb—热试验结束时冷却介质温度,℃。7.2.3.3热试验结束时的冷却介质温度试验结束时的冷却介质温度,应取在整个试验过程最后的1/4时间内,按相同时间间隔测得的温度测量仪读数的平均值。7.2.3.4转矩读数修正值Tc对于转矩测量仪与被试电动机之间有轴承的情况,需要测量和计算转矩读数修正值Tc,具体计算公式见附录C。7.2.3.5空载特性曲线在125%额定电压至最低电压(空载电流回升点除外)范围内,作P0和I0对(U0/UN)的关系曲线,即空载特性曲线,见图2。(1)空载试验温度下端电阻的平均值(Ω)从曲线上求取U0=UN时的I0、P0。(1)空载试验温度下端电阻的平均值(Ω)对应于7.2.2.7中记录的每一电压点的绕组温度θ0或端电阻R0。如测得θ0,根据电阻与温度关系确定端电阻R0的三相平均值:R0=R1×K1+θ0K1+θ1(6)R0—空载试验温度下端电阻的平均值,Ω(见7.2.2.7);R1—绕组初始端电阻的算术平均值,Ω(见7.2.3.1);θ1—测量R1时的定子绕组温度,℃(见7.2.2.3)。JJF1608—20169图2空载特性曲线(2)恒定损耗Pcon(W)电动机的恒定损耗包括铁耗以及由于摩擦及风阻产生的风摩耗。空载输入功率减去试验温度下的定子I2R损耗,即为恒定损耗。空载输入功率P0是电动机空载运行时的总损耗。总损耗包括定子I2R损耗、铁耗和风摩耗。因为空载时电动机的转速接近同步转速,即转差率s≈0,所以空载时转子I2R损耗可忽略不计。由P0减去试验温度下的定子绕组I2R损耗,得到铁耗PFe和风摩耗Pfw之和Pcon。对应于7.2.2.7中记录的每一电压点,求取恒定损耗Pcon/W:式中:P0—空载输入功率,式中:P0—空载输入功率,W(见7.2.2.7);P0Cu1—空载试验下,试验温度下定子损耗,W;Cu1,A(见7.2.2.7)。(3)风摩耗Pfw(W)对约50%额定电压至最低电压点范围内的各测试点值,作Pcon对(U0/UN)2的曲线(见图2),此曲线为一直线。延长此直线至零电压处与纵轴交于M点,零电压处纵轴上M点对应的截距即为风摩耗Pfw。认为风摩耗Pfw与负载无关。(4)铁耗PFe(W)=Pcon-Pfw对U0/UN10(8)Ub=U-I1Rtcosφ2+I1Rtsinφ2(8)式中:注:sinφ=1-cos注:1U、I1、P1及Rt,见7.2.2.5。2空载额定电压铁耗按Ub=UN确定。7.2.3.6负载杂散损耗Ps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、铁耗及风摩耗之和的那一部分损耗。(1)试验温度下(θt)定子I2R损耗PCu1(W)PCu1=1.5I12R1×式中:θt—各负载点定子绕组温度,℃,见7.2.2.5;I1—各负载点定子电流,A,见7.2.2.5;R1—绕组冷态初始端电阻的算术平均值,Ω,见7.2.3.1;θ1—测量R1时绕组温度,℃,见7.2.2.3。(2)试验温度(θt)下转子I2R损耗PCu2(W)1)试验温度(θt)下转差率s:s式中:ns—同步转速,r/min;ns=60×f/pf—频率,Hz,见7.2.2.5;p—电机的极对数;n—转速,r/min,见7.2.2.5;2)试验温度(θt)下转子I2R损耗(W)式中:P1—2)试验温度(θt)下转子I2R损耗(W)式中:P1—各负载点输入功率测量值,W,见7.2.2.5;PCu2=(P1-PCu1-PFe)×sPCu1—试验温度(θt)下定子I2R损耗,W,见7.2.3.6中(1);PFe—铁耗,W,见7.2.3.5中(4)。(9)(10)(11)JJF1608—201611(3)轴功率Pmech(W)Pmech=(12)式中:T—轴转矩,N·m,见7.2.2.5;Tc—转矩读数修正值,N·m,按7.2.2.6确定,具体计算公式见附录C。(4)视在总损耗PST(W)(5)剩余损耗PL(W)PST=P1(5)剩余损耗PL(W)剩余损耗为试验温度下总损耗(视在总损耗)减去试验温度下定子损耗、转子损耗、风摩耗和铁耗之和。(6)剩余损耗PL对T2的线性回归分析PL=PST-(Pfw+PFe+PCu1(6)剩余损耗PL对T2的线性回归分析由于PL与T2呈线性关系,对其进行线性回归分析(方法见附录D)得到:斜率A;截距B(W);相关系数r。要求相关系数r≥0.95。如果相关系数r小于0.95,剔除最差的一点后再进行回归分析,如果r≥0.95,则用第二次回归分析结果,如果r仍小于0.95,说明测量仪表或试验读数,或两者均有较大误差。应查明产生误差的原因并校正,再重新做试验。(7)负载杂散损耗Ps(W)求得斜率A之后,每个负载点的Ps按下式计算:式中:Ps=A×T2(15)A—斜率,见7.2.3.6中(6);T—轴转矩,N·m,见7.2.3.6中(3)。7.2.3.7负载总损耗负载总损耗PT主要包括规定温度(θs)下的定子I2R损耗PCu1s、转子I2R损耗PCu2s、杂散损耗Ps、风摩耗Pfw和铁耗PFe。可通过负载特性试验测取的相关数据计算得到各部分损耗。(1)规定温度(θs)下定子I2R损耗PCu1s(W)PCu1s=1.5IR1×式中:θs—绕组规定温度,℃,见7.2.3.2。(2)规定温度(θs)下转子I2R损耗PCu2s(W)1)规定温度(θs)下转差率ssss=s×(16)(17)JJF1608—201612式中:s—试验温度下转差率,见7.2.3.6中(2);θt—各负载点定子绕组温度,℃,见7.2.2.5;K2—转子绕组导体材料在0℃时电阻温度系数的倒数。s,I;(用其他材料,另行规定。PCu2s=(P1-PCu1s-PFePCu2s=(P1-PCu1s-PFe)×ss(18)(3)总损耗PTnc=(1-ss(3)总损耗PT7.2.3.8效率PT=Pfw+PFe+Ps+PCu1s+PCu2s(19)(1)输出功率P2(W)(2)效率ηP2=P1-PT(20)(2)效率ηη=×100%(21)(3)功率因数cosφcosφ=3I1(22)式中:U1—端电压,V,见7.2.2.5。7.2.4能效等级的确定(1)从负载特性曲线上求取额定负载效率作效率η(见7.2.3.8)对输出功率P2(W)(见7.2.3.8)的关系曲线。(2)从负载特性曲线上求取100%额定负载时效率η的值。(3)根据负载曲线上求取的效率值η,按5.2的要求确定电动机的能效等级。注:应用效率实测值确定能效等级时,应考虑其容差和计量检测结果的测量不确定度。7.3原始记录计量检测的原始记录应包含电动机能源效率标识计量检测所要求的必要信息,记录中列出的项目应准确填写。观测结果、数据和计算应在检测时予以记录。记录应包括检测执行人员和结果核验人员的签名。原始记录格式见附录G。7.4数据处理按本规范规定的样本检测要求测量和计算电动机效率,并按以下要求进行数据修约和数据处理。7.4.1原始记录数据有效位要求试验所记录的原始数据有效位数应满足系统测试准确度要求。137.4.2检测报告数据处理电动机效率以%为单位,保留一位小数。8检测结果8.1效率计量检测结果合格判据8.1.1合格判据原则电动机效率计量检测结果不考虑测量不确定度的影响,其合格评定不采用宽限判据原则。8.1.2合格判据电动机效率计量检测结果的合格评定不考虑测量不确定度的影响,实测值位于下述区间的判定为合格:(1)实测值≥能效限定值+效率容差(2)实测值≥标注值+效率容差8.2检测结果评定准则8.2.1能源效率标识标注评定准则能源效率标识标注出现下列情况之一的,评定为标注不合格。a)未在电动机的正面明显部位粘贴或悬挂能源效率标识的;b)未按规定的标识样式和内容进行标注的;c)未按规定要求正确使用国家法定计量单位的。8.2.2效率评定准则效率标注出现下列情况之一的,评定为效率不合格。a)效率标注值不符合5.2对效率要求的;b)效率实测值不符合8.1.2规定的。8.2.3能效等级评定准则能效等级标注出现下列情况之一的,评定为能效等级不合格。a)标注的能效等级不符合5.2对能效等级要求的;b)根据效率实测值确定的能效等级低于标注的能效等级的。8.2.4检测批评定准则8.2.5备用样本检测当样本检测不合格时,允许对备用样本进行检测,检测结论按备用样本检测结果做出。8.3检测报告应准确、客观和规范地报告检测结果,出具检测报告。检测报告应包括足够的信息,报告中的结论应按8.2检测结果评定准则的规定出具。检测报告应由检测执行人员、报告审核人员和报告批准人员签名(检测报告格式见附录H)。JJF1608—201614检测报告中的总体结论应根据检测结果并按下列情况给出:a)能源效率标识标注、效率和能效等级均为合格的,总体结论判定为合格;b)能源效率标识标注、效率和能效等级有不合格的,总体结论判为不合格,但应分别标出合格项和不合格项。检测报告应至少包括以下信息:a)标题;b)检测机构名称和地址;c)报告的唯一性标识,每页及总页的标识;d)受检单位、生产单位的名称和地址;e)被测样本的描述;f)进行检测的日期,被测样本的接收日期;g)样本的来源,如抽样、送样等;h)检测依据的技术规范;i)检测所用的测量仪器的溯源性及有效性说明;j)检测结论(检测批、样本);k)检测环境的描述;l)检测结果及容差的说明;m)检测执行人员、报告审核人员和报告批准人员的签名;n)检测结果仅对样本或检测批有效的声明;o)未经检测机构书面批准,不得部分复制报告的声明。JJF1608—201615附录A热试验程序和断电停机后热电阻的确定A.1试验程序A.1.1初始状态可在低于额定温度的任一温度下开始进行热试验。额定温度为电动机在额定负载下稳定运行达到热稳定时的温度。A.1.2允许适当过载连续定额电动机,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%)。A.1.3温度测量试验过程中,可用温度测量仪测取冷却介质温度、定子铁心温度、机座温度、轴承温度及进口处和出口处的冷却介质温度。热试验过程中,可用温度测量仪测取电动机各部分的温度。当用几个温度测量仪测取绕组温度时,应当记录全部温度测量仪的温度读数,取其中的最大值作为由温度测量仪测取的绕组温度。通常不需要停机后读取温度测量仪读数。电动机的定子绕组的温度应优先采用断电停机后测得的电阻确定(见A.1.4,A.1.5)。A.1.4热试验持续时间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。但对温升不易稳定的电动机,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。A.1.5断电停机后热电阻的确定热试验结束应迅速断电停机,在电动机完全停稳后,尽快地测取电阻读数以获得可靠的数据。应尽快以5s~20s的时间间隔读取附加的电阻读数。至少要读取8个读数,把这些读数作为时间的函数绘制成曲线,建议用半对数坐标纸,电阻绘制在对数标尺上,以外推到断电时的电阻值作为第一点热电阻RN。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。热电阻和冷电阻应当用同一电阻测量仪并在同一对引出线端子测量。16附录B额定负载绕组温升的确定温升是测得的绕组温度减去冷却介质温度。如在海拔不超过1000m处,冷却空气温度在10℃~40℃之间进行试验,温升不作修正。如试验地点海拔超过1000m,或冷却空气温度超过40℃,或这两种情况同时存在,温升限值按GB755—2008中8.10的规定修正。B.1电阻法确定定子绕组温升绕组的平均温升Δθ(K)按下式计算:Δθ×(K1+θc)+θc-θb(B.1)式中:RN—断电停机后测得的第一点热电阻,Ω;Rc—热试验开始前测得的冷态绕组端电阻,Ω;θb—热试验结束时冷却介质温度,℃;θc—测量Rc时绕组实际温度,℃。JJF1608—201617附录C转矩读数修正值Tc的确定试验本方法适用于转矩测量仪与被试电动机之间有轴承的情况。C.1被试电动机经转矩测量仪与负载电机耦接测试负载电机如为直流电机,其电枢绕组开路,不励磁。如负载电机为三相异步电机,不接电源。被试电动机在额定电压和额定频率下运行,测量并记录:输入功率Pd0(W)、定子电流Id0(A)、转速nd0(r/min)、转矩Td0(N·m)、绕组端电阻Rd0(Ω)或绕组温度θd0(℃)、频率f(Hz)。计算:s/0/p;PCud0=1.5Id02Rd0(C.1)C.2被试电动机空载测试被试电动机与转矩测量仪和负载电机脱开,在额定电压和额定频率下空载运行。测量并记录输入功率P0(W),定子电流I0(A)、绕组温度θ0(℃)或绕组端电阻R0(Ω)。计算:定子I2R损耗PCu0,单位为W。C.3转矩读取修正值Tc(N·m)PCu0=1.5I02R0(C.2)Tc=9.549×-Td0(C.3)式中:Pd0、PCud0、nd0、Td0———见C.1;P0、PCu0—见C.2;PFe—空载额定电压铁耗,W,见7.2.3.7中(4)。C.4修正后的轴转矩T(N·m)式中:T=Tt+Tc(C.4)T—轴转矩,N·m;Tt—转矩读数,N·m,见7.2.2.5;Tc—转矩读数修正值,N·m,见C.3。JJF1608—201618附录D线性回归分析D.1概述线性回归分析的目的是找出两组变量之间的数学关系,以便用一组变量求出另一组变量。线性回归分析认为如果这两组变量呈线性关系,即用两组变量的一对值(T2,PL)画图,则这些点几乎为一直线。这些点与直线的吻合程度由相关系数r表示。D.2方法D.2.1数据准备计算表D.1。表D.1线性回归数据表序号T2PL(T2)2LP2LPL×T2123456∑∑∑∑∑D.2.2回归方程D.2.3斜率A的确定PL=AT2+BA式中:i负载试验的点数。D.2.4截距B的确定B-AD.2.5相关系数r的确定r(D.1)(D.2)(D.3)JJF1608—201619附录E中小型三相异步电动机能源效率测量不确定度评定示例依据本规范的检测方法和JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》对电动机效率的测量不确定度进行评定。E.1测量模型以型号132S783,额定功率7.5kW;极对数1的电动机为例进行评定;检测用标准设备主要有:高精度功率分析仪WT3000、电阻计Hioki3541、温度巡检仪Agilent34970A、转矩转速传感器Staigermohilo0125DF(LAK4160-B)。由电动机效率计算公式可得:η=×100%×100%(P1-Pfw-PFe-Ps-PCu1s-PCu2s)×100%(E.1)式中:PT=Pfw+PFe+Ps+PCu1s+PCu2s(E.2)P1—输入功率,W;P2—输出功率,W;PT—总损耗功率,W;Pfw—风摩耗,W;PFe—铁耗,W;Ps—负载杂散损耗,W;PCu1s—规定温度下定子I2R损耗,W;PCu2s—规定温度下转子I2R损耗,W。由上式可以看出,效率不确定度的输入量有6个,即P1、P2、Pfw、Ps、PCu1s、PCu2s,因此需分析测量过程中仪器、人员、环境等各种因素对上述输入量的测量不确定度影响,现以鱼刺图的形式列出对不确定度影响的主要因素,对各项损耗不确定度产生影响的因素将在B类不确定度分析中单项列出,见图E.1。JJF1608—201620图E.1效率不确定度影响因素鱼刺图经分析,热态端电阻、风摩耗、铁耗及杂散损耗等均是以最小二乘法拟合求得,由于拟合误差对不确定度的影响较小,可以不予考虑。因此,总损耗测量的标准不确定度为:由总损耗测量的标准不确定度,再根据效率计算公式(E.1),得到效率测量的标准不确定度为:u(PT)=u2(Pfw)+u2(PFe)+u2(Ps)+u2(PCu1s)由总损耗测量的标准不确定度,再根据效率计算公式(E.1),得到效率测量的标准不确定度为:uB(η)=1u2(PT)+u(P1)2×100%(E.4)E.2标准不确定度的A类评定在相同的测量条件下,即相同测量程序、相同操作者、相同测量系统、相同操作条件和相同地点,分别对同一台电机进行6次效率独立测量,测量数据如表E.1所示。表E.1电动机6次效率测试计算结果序号123456平均值效率η/%92.5492.5392.8792.6792.8292.6892.69根据贝塞尔公式,计算效率测量值的标准差如下:s(η)=(ηi-)2=0.14%可得重复性引入的A类不确定度为:uA(η)=s(η)=0.14%E.3标准不确定度的B类评定E.3.1各直接测量量引入的标准不确定度(1)温度θ测量引入的标准不确定度温度巡检仪在测量温度为120℃时,其最大允许误差为±0.42℃,按均匀分布估计,则温度θ测量引入的标准不确定度为:u(θ)=0.2425℃JJF1608—201621(2)转速n测量引入的标准不确定度转速表在测量转速为2000r/min时,其最大允许误差为±0.1r/min,按均匀分布估计,则转速n测量引入的标准不确定度为:u(n)=0.0577r/min(3)转矩T测量引入的标准不确定度在测量转矩为400N·m时,其最大允许误差为±0.7N·m,按均匀分布估计,则转矩T测量引入的标准不确定度为:u(T)=0.4042N·m(4)电流I测量引入的标准不确定度功率表电流测量在测量30A时,其最大允许误差为±0.0117A,按均匀分布估计,则功率计测量引入的标准不确定度为:u(I1)=0.00675A电流互感器在电流标准值为110A时的最大允许误差为±0.032A,按均匀分布估计,则由电流互感器引入的测量不确定度为:u(I2)=0.01848A因此,电流I测量引入的标准不确定度为:(5)电压U测量引入的标准不确定度u(I)=u2(I1)+u2(5)电压U测量引入的标准不确定度功率表在测量380V电压时,最大允许误差为±0.04174V,按均匀分布估计,则功率计电压测量引入的标准不确定度为:u(U)=0.0241V(6)功率P测量引入的标准不确定度功率表在测量34200W功率时,最大允许误差为±13.8W,按均匀分布估计,则功率测量引入的标准不确定度为:u(P)=7.9677W(7)电阻R测量引入的标准不确定度电阻计200mΩ量程100mΩ电阻测量的最大允许误差为±0.009mΩ,按均匀分布估计,因此电阻测量引入的标准不确定度为:u(R)=5.1963×10-6ΩE.3.2各项损耗不确定度评定当被测量y由N个其他量x1,x2,…,xN通过线性测量函数f确定时,被测量22的估计值y为:当各输入量间均不相关时,y的合成标准度uc(y)为:u(y)=2u2(xi)(E.6)E.3.2.1规定温度θs下定子铜耗PCu1s测量引入的标准不确定度规定温度下定子铜耗不确定度因素分解如图E.2所示。图E.2定子铜耗不确定度影响因素1)定子绕组初始冷端电阻测量引入的标准不确定度注:试验中对三相绕组端1V一R取该组数据的平均值。别为:u(R1)=u(Rc)×[u2(RUV1)+u2(RVW1)+u2(RWU1)+u2(RUV2)+u2(RVW2)1+u2(RWU2)+u2(RUV3)+u2(RVW3)+u2(RWU3)]2=3.05×10-6Ω2)热态端电阻测量引入的uc=0.2425℃由于RW是以最小二乘法拟合求得,其曲线拟合不确定度可以不予考虑,因此:3)绕组工作温度测量引入的标准不确定度绕组工作温度θW由热态端电阻RW确定:绕组冷态电阻Rc=R1((.3)绕组工作温度测量引入的标准不确定度绕组工作温度θW由热态端电阻RW确定:θW×(K1+θc)-K1(E.7)因此,定子绕组工作温度测量引入的标准不确定度为:23u(θW)=0.3291℃4)绕组规定温度测量引入的标准不确定度规定温度θs计算公式为:因此,规定温度测量不确定度为:5)因此,规定温度测量不确定度为:5)规定温度下定子铜耗测量规定温度下绕组电阻计算公式为:Rs=R1×因此,规定温度下绕组电阻测量不确定度为:u(Rs)=1.1137×10-4Ω规定温度下定子铜耗计算公式为:PCu1s=1.5I12Rs因此,规定温度下定子铜耗测量引入的标准不确定度为:u(PCu1s)=1.8236W(E.8)(E.9)(E.10)E.3.2.2风摩耗测量引入的标准不确定度在忽略求取风摩耗时拟合曲线不确定度影响因素前提下,风摩耗测量引入的标准不确定度由恒定损耗和绕组电阻测量的不确定度组成,测量模型见图E.3。图E.3风摩耗测量模型u(Pfw)=u(Pcon)=7.9874W因此:u(Pcon)=u2(P0)+(1.5×2I0R0)2u2(I0)u(Pfw)=u(Pcon)=7.9874WE.3.2.3铁耗测量引入的标准不确定度铁耗的测量模型如图E.4所示。24图E.4铁耗测量模型在忽略铁耗曲线拟合不确定度前提下,铁耗测量的不确定度影响因素由恒定损耗和风摩耗组成,为:E.3.2.4转子铜耗测量引入的标准不确定度转子铜耗的测量模型如图E.5所示。u(PFe)=u2(Pcon)+u2(PfwE.3.2.4转子铜耗测量引入的标准不确定度转子铜耗的测量模型如图E.5所示。图E.5转子铜耗测量模型因此,因此,在规定温度下,u(PCu2s)=1.5767W。E.3.2.5杂散损耗测量Ps引入的标准不确定度杂散损耗的测量模型如图E.6所示。同上分析,u2(PCu2s)=(P1-PCu1s-PFe)2u2(ss)+[u2(P1)+u2(PCu1s)+u2(PFe)]s在忽略剩余损耗拟合曲线不确定度影响因素前提下,杂散损耗测量不确定度为:u(Ps)=1.7161WJJF1608—201625E.3.3视在总损耗测量的标准不确定度根据视在总损耗计算公式(E.3),得出视在总损耗测量的标准不确定度为:E.3.(2)+u2(Ps)+u2(PCu1s)+u2(PCu2s)=14.2774W根据效率计算公式(E.4),效率测量的标准不确定度为:uB(η)=1u2(PT)+(||（u(P1)2×100%=0.1615%E.3.5效率测量的不确定度分量汇总表表E.2给出效率测量的不确定度汇总。表E.2电机效率测量的不确定度分量汇总表输入量Xi估计值xi标准不确定度u(xi)分布灵敏系数cici×u(xi)η92.69%0.14%正态10.14%PCu1s424.351.8236W正态1W-11.8236Pfw278.287.9874W正态1W-17.9874PFe221.8711.2958W正态1W-111.2958PCu2s219.181.5767W正态1W-11.5767Ps358.551.7161W正态1W-11.7161PT1502.2514.2774W正态W-10.001608P18880.337.9856W均匀W-10.0001521E.3.6合成标准不确定度由合成标准不确定度公式可知:E.3.7扩展不确定度uc(η)=uA(η)2+uB(η)2E.3.7扩展不确定度取包含因子k=2,则电动机效率测量的扩展不确定度为:U(η)=kuc(η)=0.42%26附录F中小型三相异步电动机能源效率计量检测抽样单(格式)编号:任务来源检测规范JJF1608—2016《中小型三相异步电动机能源效率计量检测规则》单位名称法定代表人联系地址联系人Email传真营业执照组织机构代码单位名称法定代表人联系地址Email传真营业执照组织机构代码样本名称生产日期规格型号批量样本量产品编号封样状态抽样地点抽样日期寄送样要求单位名称单位地址联系电话邮政编码传真/Email需要说明的事项:受检单位(公章):受检单位负责人(签名)生产单位(公章):生产单位负责人(签名):抽样单位/承检单位(公章)抽样人(签名):说明:此抽样单一式四份,分别留存承检单位、受检单位、生产单位和任务下达部门。27附录G中小型三相异步电动机能源效率计量检测原始记录(格式)报告编号:1.样本信息样本名称型号规格受检单位生产单位抽样地点抽样时间批量样本量收样日期检测日期委托单位产品编号2.测量设备测量设备名称规格型号准确度等级/最大误差/不确定度测量范围设备编号证书编号3.检测依据检测依据JJF1608—2016《中小型三相异步电动机能源效率计量检测规则》4.试验条件额定工作电压频率50Hz±0.15Hz环境温度10℃~40℃谐波电压因数≤0.015三相电压系统负序分量小于正序分量0.5%,零序分量影响消除≤1000m285.外观与安全检查包装完整否是□否□配件齐全否是□否□有无明显的机械损伤、变形或破损有□无□绕组对机壳绝缘电阻/MΩ限值/MΩ≥56.检测结果6.1能源效率标识标注检查项目检查要求检查结果能源效率标识标注在电动机的正面明显部位应粘贴或悬挂能源效率标识。能源效率标识标注的信息应包括生产者名称(或简称)、规格型号、能效等级、效率、额定功率、极数、依据的能源效率强制性国家标准编号、能效信息码和能效“领跑者”等内容。若产品铭牌上有相对应的产品规格型号、效率、额定功率和极数等信息,应在标识上注明参照铭牌同时使用;若产品铭牌上缺少相对应的信息,则标识上必须明确标注所有信息。能源效率标识的样式应符合电动机能源效率标识标注的要求,计量单位的标注应符合国家法定计量单位的要求29JJF1608—201629JJF1608—20166.2能效指标（能源消耗量）检测6.2.1温升试验报告编号：型号：；额定电压：；额定电流：；额定功率：；额定频率：；额定转速：；接法：；产品编号：时间电压v倍数电流1A电流2A电流3A倍数输入功率w机壳温度节轴承温度节进风温度节出风温度节环境温度节绕组1温度节绕组2温度节绕组3温度节试验结束时绕组端电阻测试序号123456789101112时间间隔/s电阻/Ω冷态端电阻Ruv/ΩRvw/ΩRwu/Ω定子绕组冷态温度/节断电瞬间热态端电阻/Ω热试验结束冷却介质温度/节第1次第2次实际温升/K平均电流/A额定功率电流/A修正温升/K第3次审核人员：检测日期：检测人员：审核人员：检测日期：30JJF1608—201630JJF1608—20166.2.2负载试验负载试验-1报告编号：型号：；额定电压：；额定电流：；额定功率：；额定频率：；额定转速：；接法：；产品编号：序号电压V倍率电流1A电流2A电流3A倍率输入功率W倍率转速r/min频率Hz转矩N.m端电阻Ω绕组1温度节绕组2温度节绕组3温度节123456审核人员：检测日期：检测人员：审核人员：检测日期：31JJF1608—201631JJF1608—2016负载试验-2报告编号：型号：；额定电压：；额定电流：；额定功率：；额定频率：；额定转速：；接法：；产品编号：冷态端电阻Ω冷态绕组温度节转矩读数修正值N.m风摩耗W铁耗W相关系数斜率截距序号平均电流A转矩修正后输出功率W定子铜耗W修正后转矩N.m转差率%转子铜耗W四项损耗和W剩余损耗W视在总损耗W123456断电瞬间热态端电阻Ω额定负载热试验定子绕组最高温度节绕组工作温度节规定温度下端电阻Ω规定温度节审核人员：检测日期：检测人员：审核人员：检测日期：32JJF1608—201632JJF1608—2016负载试验-3报告编号：型号：；额定电压：；额定电流：；额定功率：；额定频率：；额定转速：；接法：；产品编号：序号输入功率W平均电流A规定温度定子铜耗W规定温度转差率%规定温度转子铜耗W杂散损耗W总损耗W输出功率W效率%功率因数123456电动机在额定负载率下的效率数据负载率/%100效率/%检测人员：检测日期：审核人员：检测人员：检测日期：33JJF1608—201633JJF1608—20166.2.3转矩修正试验报告编号：型号：；额定电压：；额定电流：；额定功率：；额定频率：；额定转速：；接法：；产品编号：输入功率W定子电流A转速r/min频率Hz转差率%转矩N.m绕组端电阻Ω定子铜耗W空载额定电压输入功率W空载电流A绕组端电阻Ω空载额定电压铁耗W定子铜损W转矩读数修正值N.m检测人员：检测日期：审核人员：检测人员：检测日期：34JJF1608—201634JJF1608—20166.2.4空载试验报告编号：型号：；额定电压：；额定电流：；额定功率：；额定频率：；额定转速：；接法：