5.5变频器供电调速电动机
5.5变频器供电调速电动机
国家标准《变频器供电三相笼型感应电动机试验方法》的编号为 GB/T 22670—2008。其中的绝大部分内容与GB/T1032—2012《三相异步电动机试验方法》完全相同。本节仅介绍一些有特殊要求的部分。
名词解释
与电机用变频电源及变频调速电机有关的名词术语见表5-9。
表5-9与电机用变频电源及变频调速电机有关的名词术语 | ||
序号 | 名词术语 | 定义和解释 |
1 | 基准定额 | 在规定的转速、基频电压和转矩或功率的基准运行点处的 定额 |
2 | 额定电压和额定 频率 | 交流变频调速电动机的额定电压和额定频率指电动机输出 恒转矩和恒功率特性间的转折点相对应的电动机工作电压和 频率 |
序号 | 名词术语 | 定义和解释 |
3 | 恒功率转速范围 | 驱动系统能保持功率基本恒定的转速范围 |
4 | 恒转矩转速范围 | 驱动系统能保持转速基本恒定的转速范围 |
5 | 起动转矩 | 在变频器作用下，电动机在零转速时产生的转矩 |
6 | 基波频率 | 如无其他规定，基波频率指额定频率，对变频器供电电动 |
7 | 基波损耗 | 基频正弦波电压或电流供电时的电动机损耗 |
8 | 谐波损耗 | 绕组电流中的谐波和有效铁心中的谐波所导致的损耗。谐 |
对所用仪器仪表的要求和抗干扰问题
对所用仪器仪表的类型选择
测量变频器输出电量的仪器仪表选用原则和要求的通用内容见第3章。当使用变频器供电进行试验时，由于交流变频器的输出和输入电压
及电流波形都不是严格的正弦波，尤其是输出电压波形偏离程度更大(用普通变频器给电动机供电时的电压和电流典型波形如图5 _ 20所示）。
所以按正弦波标定的普通型电量仪表很难将其测量准确（特别是用普通数字表测量输出电压时，其数字快速跳动•很可能根本就不能读数，电流
值可以读出，但在频率较低时，数值比实际值偏小，频率越低.相差的幅度越大）。
为此，应选用可测量非正弦波的交流电量仪表，如某些型号的数字表，如宽频带数字表(参见本书第3章图3 -15给出的仪表）。在无上述仪
表的情况下，选用表5 - 10推荐的指示仪表也可达到相对准确的精度。
对转矩的测量，要求转矩测量仪的要求同普通电机。
转速应尽可能使用转速表进行测量。若用闪光法进行测量，荧光灯应注意使用与电动机同样的交流变频电源。
测量中的抗干扰问题
试验时应充分考虑到变频器的干扰辐射对测量的影响，在变频器的安装、试验用电缆线的选用、测量仪器的电源隔离及系统接地等方面应有抗干扰措施。要求提供给电机电源的引接线要使用变频电源专用屏蔽型电缆;控制线和测量线不应与供电电源电缆平行敷设，交叉点应尽可能呈 “十”字形。
试验项目和说明
说明
电动机的性能与变频器的特性密切相关。电动机应由适合的变频器 供电，并在同一个载波频率下进行试验。原则上规定，应使用与被试电动 机将要配套使用的变频器提供试验电源，否则应考虑试验结果与现场运 行时性能数据的差异。
交流变频调速电动机的试验项目在GB/T 22670—2008《变频器供电 的三相笼型感应电动机试验方法》和JB/T 7118—2004《YVF2系列 (IP54)变频调速专用三相异步电动机技术条件(机座号80〜315)》中规 定，其大部分项目的试验方法和要求和普通异步电动机基本相同，在如下 几个方面有特殊要求。
试验项目
本类型的电动机试验项目与普通电动机相同，只是在某些环节的 要求有所增加，这些项目包括空载试验、堵转试验、负载试验和热试
验等。
试验方法和相关计算
空载试验
分别在正弦波电源和变频器电源下，以相同基波频率进行试验。
在正弦波电源下的试验
在正弦波电源下以基波频率进行空载试验的方法步骤以及相关规定 与普通电机完全相同。
在变频器电源下的试验
被试电动机施以基准频率的额定电压，测取此时的三相空载线电压 Ubo、线电流和输入功率/\〇。之后尽快测出定子绕组的线电阻尺^。
铁心损耗和风摩损耗Pfw的确定方法
正弦波电源下的铁心损耗pFe和风摩损耗pfw的确定、计算、绘图和分离风摩损耗等相关过程的方法与普通电机完全相同。
电压型变频器供电下电动机谐波损耗Pbh的确定,对于电压型变频器供电下电动机，按上述第2)项进行试验后，得到的输人功率PM减去 试验温度下的定子绕组铜损耗Pboou，再减去正弦波电源下的铁心损耗 PFe和风摩损耗Pfw，即得到变频器供电下电动机谐波损耗/\h，即
f*l)h = PbO — fbOCul ^ ^Fe — Pfw (5 - 10)
^bOCul =
堵转试验
额定频率堵转试验
由正弦波电源供电，所有内容均同普通电动机本项试验的规定。
低频堵转试验
低频堵转试验只在用于采用圆图法或等效电路法计算电动机性能时 进行。相关规定同普通三相异步电动机。
变频器供电下起动转矩试验
试验频率、最大起动电流按产品标准或制造厂与客户协议要求规定。
试验时，按规定设定变频器的参数，由变频器向电动机施加电压.堵 住转子，测量转矩和定子绕组的直流电阻。
热试验
GB/T 22670—2008中的第11章名为“基准定额热试验”，其全部内 容与普通电动机的热试验相同。在JB/T 7118—2004中规定的热试验内容如下。
50 Hz时的热试验
先起动冷却风机，将变频器的输出频率调整到50 Hz,电动机带负载在额定转矩下运行。待温升稳定或达到规定的时间或周期后，停机(但冷
却风机应继续运行)测量绕组的热态直流电阻及轴承等其他部件的温度。用普通电机的方法求取有关温升和温度值。
5 Hz时的电动机发热试验
50 Hz时的发热试验完成后，立即起动电动机，将变频器的输出频率调整到5 Hz,电动机带负载在额定转矩下运行。待温升稳定或达到规定
的时间或周期后，停机(但冷却风机应继续运行)测量绕组的热态直流电阻及轴承等其他部件的温度。用普通电机的方法求取有关温升和温
度值。
负载特性试验
在上述发热试验完成后，紧接着重新起动被试电动机带负载运行。对于基准频率为50 Hz的电动机，将变频器的输出频率分别调至
3(5) Hz、15 Hz、30 Hz和50 Hz,在每一个频率点测取被试电动机100%额定转矩、110%额定转矩和80%额定转矩各点处的数值。随后，分别在
60 Hz、80 Hz、100 Hz的频率下，测取被试电动机在标称功率、110%标称功率、80%标称功率各点处的转矩值(此时的标称功率应折算成转矩）。
最后绘制出被试电动机的负载特性曲线，如图5 - 21所示。
在测试过程中.电动机应平稳运转，无明显的转矩脉动现象。
关于损耗的问题
在GB/T 22670—2008第9章“损耗的确定(适用于电压型变频器）”中9.1提出的“基波损耗的确定”与普通电源供电的电动机完全相同，需提示的是，关于推荐杂散损耗的数值的规定按电动机的功率大小取不同 的数值。
在GB/T 22670—2008中9. 2“谐波损耗Pbh的确定”和9.3“总损耗 及输出功率的确定”中，提出了“谐波损耗”的问题，并提出总损耗 为基波损耗与谐波损耗Pbh之和*即2P= PT + Pbh (5-11)
噪声和振动测定试验
冷却风机处于运行状态。在变频电源供电的情况下，测量额定频率 或产品标准规定的最低及最高频率时的噪声数值或最大振动速度有效 值。有关试验方法和规定同普通电机。
JB/T 7118—2004中规定，分别在20 Hz、50 Hz和100 Hz三点频率 下(有要求时可增加其他频率点)空载运行并测定电机的最大噪声值。
超速试验
在GB/T 22670—2008第14章14.1“超速试验”中规定，试验时.将 电动机的转速提高到1. 2倍最高工作转速或各类型电动机标准中规定的 转速，或最高转速.空载运行2 min。
JB/T 7118—2004中规定，电动机加额定电压,4 kW及以下的频率为 150 Hz,4 kW以上的频率为120 Hz，空载运行2 min。
超速试验后，不发生有害变形为符合要求。
绝缘电阻、耐交流电压和匝间耐冲击电压试验
在GB/T 22670—2008中，这3个试验的试验方法和普通电动机完全 相同。不同点在于考核标准或试验电压值(没有单独给出）。
JB/T 7118 —2004中对考核标准或试验电压值的规定(本标准适用的 电动机额定电压为380 V):绝缘电阻应不低于0.69 Mn;耐交流电压试 验的电压值为2 380 V.时间为]min;匝间耐冲击电压试验的电压值(峰 值），对机座号<100的电动机为3 300 V.对机座号>100的电动机为 3 670 ¥(容差为±3%,波前时间为0.5@)。
