7.2我国标准GB/T1032—2012与美国及加拿大标准的对比
7.2我国标准GB/T 1032—2012与美国及加拿大标准的对比
1.说明
我国的GB/T 1032—2012《三相异步电动机试验方法》（简称GB/T 1032)是在全面落实国家标准GB755—2008《旋转电机定额和性能》(等同采用国际标准IEC 60034—1: 2004《旋转电机定额和性能》)有关条款，参考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》(以下简称IEC 60034—2—1)、美国IEEE Std 112™— 2004《多相感应电动机和发电机标准试验方法K简称IEEE 112)和NEMAMG1—2009 (2010年第一次修订）《电动机与发电机》（简称 NEMA)、加拿大CSA C390—10《三相感应电机试验方法、标志要求、能效水平》(简称CSAC390)等国际和国外标准,结合我国电机行业多年的经 验和实际水平等，进行制定的。
因此可以说，GB/T 1032—2012既代表国际水平，又适应中国的国情。在一定程度上，其技术要求还比美国和加拿大有所提高，或者说要求更加严格。但在某些细节的论述上，不如美国标准详细。
本部分将主要以列表的方式给出相互之间的区别，实际上，有些“区别”只是体现在描述的方式方法有所不同，或者是在分解内容上的深度有 所不同。对每个表的题目进行介绍时，将以上提到的几个标准用“各标 准”三个字概括。
2.各标准的适用范围
从上述说明等内容可以看出，各标准的名称有些不同，其中GB/T 1032的“三相异步电动机”与IEEE 112的“三相感应电机”、CSA C390的 “多相感应电动机”是指同一类型的电动机，IEEE 112比其他几个标准多 出了“多相感应发电机”。详细内容见表7- 1。
3.对试验用电源的要求
对试验用交流电源电压、频率的要求见表7-2。其中“HVF”和 “77扣”的计算见表7-3。
表7-1各标准的适用范围 | |||||
标准编号 | 内 容 | ||||
GB/T 1032 | 三相异步电动机 | ||||
IEEE 112 | 多相感应电动机和发电机 | ||||
CSA C390 | 转速为I 800 r/min(或等效)时，额定功率>0. 746 kW的三相感应电动机 | ||||
表7-2各标准对试验用交流电源的要求 | |||||
项目 | 标准编号 | 内 容 | |||
1.电压 | GB/T 1032 | 谐波电压因数HVF应不超过以下数值 0. 03——N设计电动机 0. 02——未加说明的其他电动机 0. 015—-热试验时 不平衡度；三相电压系统的负序分量应小于正序分量的 〇. 5%，且零序分量的影响应予消除 | |||
TEEE 112 NEMA | 总谐波失真系数rHD:不可超过0. 05 不平衡度：不可超过0.5% | ||||
CSA C390 | 要求同IEEE 112 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代替总谐波失真系数THD | ||||
2.频率 | GB/T 1032 | 试验过程中频率的波动量应在额定频率的±0. 3% | |||
IEEE 112 NEMA CSA C390 | 对一般试验.频率偏差必须保持在试验所要求值的±0. 5%, 除非另有规定i用A、B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 % 试验过程中不可快速变化.变化》不可超过平均频率的 0. 33% | ||||
表7 - 3 “f/VF"和“7’HD"的计算公式 | |||||
标准编号 | “HVF”和“THD”的计算公式 | 说 明 | |||
GB/T 1032 | 谐波电压因数 y w=2 (表7-3式1) | 式中L/,,——谐波电压的标幺值（以额定 电压LfN为基值） H-一谐波次数（对三相交流电动 机.不包括3和3的倍数） 蚣一可取的最高谐波次数•一般 为13 | |||
标准编号 | “f/VF”和“THD”的计算公式 | 说 明 |
IEEE 112 | 总谐波失真系数 | 式中E—电压谐波的总有效值(V) E,——电压基波分量的有效值(V) |
THD- (表7-3式2) | ||
CSA C390 | 总谐波失真系数
(表7-3式3) | 式中&——电压基波分量的有效值(V) E„——电压谐波的有效值(V) n—谐波次数(建议不为3) HVF值小于THD，两个值不可比较 |
谐波电压因数 | 式中％一一第《次谐波频率的单位电压 | |
nema | hvf lyvl | 幅值(V) |
\lk» | n—奇次谐波次数，但不包括能 | |
(表7-3式4> | 被3整除的次数 |
4.对试验测量用仪器仪表的要求
对校准周期的规定 在GB/T 1032中没有给出具体的规定。
在IEEE 112和CSAC390中对仪器仪表的校核周期要求为：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。
对影响仪表精确度因素和常见干扰源的描述
影响精确度的因素在GB/T 1032中没有给出具体的规定。在IEEE 112和CSA C390中提出影响精确度的因素有(尤其是使用 非电子模拟仪表时）：信号源的负载。
引接线引起的误差校准。
仪表的量程、状态和校准。常见的干扰源和解决措施在GB/T 1032中没有给出具体的规定。在IEEE112和CSAC390中提出以下为常见的干扰源。
信号线对供电系统的感应耦合或静电耦合。普通的阻抗耦合或接地环路。共模抑制不足。来自电源线的传导干扰。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。
各标准对试验测量用仪器仪表的要求各标准对试验测量用仪器仪表的要求见表7-4。
表7-4对试验测量用仪器仪表的要求 | |||||
仪表类型 | 标准编号 | 要 求 | |||
1.电量 表(电压、电 流、电功率） | GB/T 1032 | 准确度等级应不低于0.5级。用低不确定度试验方法（指 A法和B法)测定电机效率时，应不低于0. 2级 | |||
IEEE 112 NEMA | 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士〇. 2% | ||||
2.仪用 互感器 | GB/T 1032 | 准确度等级应不低于〇. 2级 | |||
IEEE 112 NEMA | 对于一般试验，误差不可超过±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测量结 果用于效率试验方法B时，系统的误差不可超过满量程的 士 0.2% | ||||
CSA C390 | 误差不可超过满量程的±0. 3% | ||||
3.测量 直流电阻用 仪表 | GB/T 1032 | 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 | |||
IEEE 112 NEMA CSA C390 | 试验中模拟仪表(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士0.2% | ||||
仪表类型 | 标准编号 | 要 求 | |||
GB/T 1032 | 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 | ||||
4.输出 转矩、机械 功率测量仪 器仪表 | IEEE 112 NEMA | 误差不可超过满量程的士〇. 2% IEEE 112关于测量输出机械功率的论述：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 连接损耗和轴承摩擦损耗。应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连接、风摩损耗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% | |||
CSA C390 | 误差不可超过满量程的土〇. 2%，其中必须涵盖所有误差 源•如负载传感器、信号调节装置和力臂长度 | ||||
5.转速 测量仪表 | GB/T 1032 | 准确度应在〇. 1%以内或误差在1 以内.取两者误差 最小者 | |||
IEEE 112 NEMA CSA C390 | 误差不可超过士 1.0 r/min | ||||
CSAC390关于测量最大不确定度的论述
测量不确定度是与测量结果相关的一个参数,其特点是测量值的离 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。 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，
见表7-5。
表7-S确定电动机效率时的测量最大不确定度 | |||
测量值 | 测量最大不确定度及说明 | ||
功率 | 读数的士 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M系统的所有元件不能作为一个系统统一进行校准，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# | ||
测量值 | 测量最大不确定度及说明 | ||
电压和电流 | 读数的士 0.5% | ||
转矩 | 读数的士 0.7%.包括所有误差源，如负载传感器,力臂艮度和转矩偏移 | ||
温度 | 士 1.5*C | ||
绕组电阻 | 读数的土 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 | ||
转速 | ±1 r/min | ||
关于使用系数问题
中国标准中的规定
使用系数(或称为“服务系数”）的概念源于美国和加拿大标准，我国 的标准中只在GB/T 1032— 2012第& 6节“热试验方法”的6.6.2. 4“多
种定额电机”中开始提及，并且没有任何解释。相关文字是:“使用系数大 于1. 0的电机，应在使用系数负载状态下进行热试验，以确定电机的温升 值。按第10章和第11章中的规定计算电机性能时.应当用使用系数为 1. 〇(额定功率)时的热试验数值”。
美国和加拿大标准中的规定
在美国和加拿大标准中给出的定义是：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。英文为：service factor(缩写形式为S.F.)。另外还给出了与其有关的更 多规定和说明如下。
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1 h所产生的温升等于电动机工作于1.0使用系数下2 h所产生的温升。
用同样方法测得的1.15时的温升将比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见表 7-6。
表7-7美国NEMA标准中用字母代号所代表的设计类型 | |||||
设计代号 | 所代表的设计类型内容 | 特性简述 | |||
A | 按满压起动设计，其堵转转矩、最小转矩和最大转矩 应符合12.38、12.39、12.40的规定，堵转电流可大于 12. 35.1(60 Hz 时)或 12. 35.2(50 Hz 时）的规定值， 同时额定负载时的转差率应小于5% | 堵转和最小转矩 小;不考核堵转电流； 最大转矩大 | |||
B | 按满压起动设计,应按照12. 38、12. 39、12. 40的规 定.产生一般使用要求的堵转转矩、最小转矩和最大转 矩，其堵转电流应不超过12.35.3 (60 Hz时）或 12. 35. 3(50 Hz时)的规定值，同时额定负载时的转差 率应小于5% | 堵转和最小转矩 小;考核堵转电流（同 C和D);最大转矩大 | |||
设计代号 | 所代表的设计类型内容 | 特性简述 | |||
C | 按满压起动设计•能产生高达12. 38所规定的适用 于特殊高转矩场合的堵转转矩，符合12.40所规定的 最小转矩和12. 39所规定的最大转矩，其堵转电流应 不超过 12. 35.1(60 Hz 时）和 12. 35. 2(50 Hz 时)所规 定的值，同时额定负载时的转差率应小于5% | 堵转和最小转矩较 大;考核堵转电流（同 B和D);最大转矩 较大 | |||
D | 按满压起动设计，符合12. 38规定的高堵转转矩要 求•其堵转电流应不超过12.35.1 (60 Hz时）和 12. 35. 2(50 HZ时)所规定的值，同时额定负载时的转 差率不低于5% | 堵转和最小转矩 大;考核堵转电流（同 B和C);最大转矩小 | |||
注：总体来讲.按八和b、c、d的顺序有如下要求。 ⑴堵转和最小转矩标准：逐渐增大•如5马力(3 677 W)1 800 r/min电机.A和B设计堵转转矩为2.15 倍•最啭矩为1.5倍;C设计堵转转矩为2* 55倍.最/]带•矩为1.8倍，D设计堵转转矩为2. 75倍， ⑵最大转矩标准：逐渐减小，如5马力1 800 r/min电机.A和13设计为2.25倍.C设计为2.0倍， (3)堵转电流标准：A设计不要求，B、C、D有要求(相同）。 | |||||
三相出线端标志符号和颜色的规定
三相出线端所用符号及颜色(有要求时)的规定见表7-8。
表7-， | 《三相出线端所用符号及颜色的规定 | ||||||
项目 | 标准 | 每相线 | 规 | 定 | |||
国别 | 圈组数 | 第一相 | 第二相 | 第三相 | 中性线 | 接地保护线 | |
一组 | Ul—U2 | VI—V2 | Wl—W2 | ||||
出 线端 符号 | 中国 | 两组 | Ul—U2, U5—U6 | VI—V2, V5—V6 | Wl—W2, W5—W6 | N | PE |
一组 | Tl—T4 | 丁2—T5 | T3—T6 | ||||
美国 | 两组 | Tl—T4, T7—T10 | T2—T5, T8—T11 | T3—T6. T9—T12 | |||
中国 | 黄 | 绿 | 红 | 浅蓝 | 黄绿相间条纹 | ||
美国 | 大部分地区 | 黑 | 红 | 黄 | 灰或白 | 绿 | |
出 线端 颜色 | 其他地区 | 掠 | 橙 | 黄 | 白 | 绿 | |
强制性 | 红 | 黑 | 蓝 | 白 | 绿或裸铜线 | ||
加拿大 | 孤立的三相 用电设备 | 橙 | 棕 | 黄 | 白 | 绿 | |
能承受堵转的最长时间规定
中国标准中没有明确的规定。只是在GB/T 1032中做堵转试验时提出：每一点的通电时间不应超过l〇s,以避免电机绕组过热。在美国标准NEMA MG1—2009(2010年第一次修改)中提出：当多相电 动机一开始就在常温下运行，其额定电压小于1 〇〇〇 V,输出功率不大于500 马力(368 kW)时，它应能承受为时不少于12 s的堵转电流通过(特殊设计的 电动机，用于转动过量大的负载时，应在铭牌上单独注明允许的堵转时间)。
进行型式试验时轴密封圈等附加器件的处理规定
中国标准中的规定
在GB/T 1032中没有规定。
在等同采用 IEC 60034—2—1: 2007 的同名标准 GB/T 25442—2010 《旋转电机(牵引电机除外)确定损耗和效率的试验方法》第6章“确定效 率的试验方法”的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。
美国和加拿大标准中的规定
IEEE 112和CSA C390中规定：有些电动机可能配备辅助装置，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这些辅助装置的基本电动机上进行。
例如，减速电机和栗用电动机通常为安装了轴封以防油或水进人的 标准电动机，轴封可视为齿轮箱或栗的一个部件。此类电动机的效率可 通过不安装轴封的电动机确定。
关于热试验初期过载和热稳定的规定
关于热试验初期过载和热稳定的规定见表7-9。
表7-9热试验初期过载和热稳定的规定 | ||||
项目 | 标准 | 规 定 | ||
热试验 初期过载 | GB/T 1032 | 第7. 7. 4. 2条规定：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%) | ||
项目 | 标准 | 规 定 | ||
热试验 初期过载 | IEEE 112 CSAC390 | 对于连续运行电机.当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 | ||
热稳定 的定义 | GB/T 1032 | 对连续工作制(S1)电机.热试验应进行到相隔30 min的两 个相继读数之间温升变化在1 K以内为止;但对温升不易稳 定电机，热试验应进行到相隔60 min的两个相继读数之间的 温升变化在2K以内为止 | ||
IEEE 112 CSA C390 | 电动机绕组在30 min内测得的温升变化不超过IX：,或电 动机机壳或铁心在60 min内测得的温升变化不超过It | |||
热试验稳定后测取第一点电阻值时间的规定
各标准都规定，在热试验稳定或达到规定时间（S2工作制电动机)断 电停机.开始测量绕组的热态直流电阻，测得第一点电阻数值的时刻距断电瞬间的时间长短在规定的时间内时，则可用第一点电阻数值参与绕组温升计算。但各标准对规定的时间与被试电机容量的大小范围有所不同。详见表7-10。
表7-10热试验第一点热电阻测量延迟时间的规定 | ||||||
断开电源 后的最长延 迟时间(S) | 不同标准中被试电机的额定功率范围 | |||||
GB/T 1032 | CSA C390 | IEEE 112 | ||||
kW | kW | 马力• | kW | kV- A | ||
30 | <50 | <37.5 | <50 | <38 | <50 | |
90 | >50 〜200 | 37. 51 〜150 | 51 〜200 | >38 〜150 | >50 〜200 | |
120 | 〉200 〜5 000 | >150 | >200 | >150 | >200 | |
相关说明 | GB./T 1032 | 详见本书第4章中4. 8. 4. 3“热态电阻的测量要求和注 意事项” | ||||
CSA C390 | 测量绕组电阻时，转子必须停止旋转并放电消除所 有残余电压 如果超过了规定的延时间隔，必须基于电阻绘制冷 却曲线，至少需包含间隔时间为30〜60 s的10个点。t 次测量必须尽快进行，但不超规定间隔时间的2倍 所用电阻值必须为规定时间测得的值。如果延时间 隔不是给出的值，可通过外推或内插获取 | |||||
(1)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数 (2>对于安装了埋置检温计的电机，发热试验中应根据 | ||||||
相关说明 | IEEE 112 | 埋置检温计测定其绕组温度。其余规定同上述(1) (3)绕组(含定子绕组和绕线式转子绕组)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 | ||||
注：* 1马力 | =735. 499 W。 | |||||
不同温度时的电阻计算公式中的常数K•值的定义问题
已知温度为^(或内，单位为°C)时的导体电阻私（单位为n),求在 温度为(或内，单位为°(：)时的导体电阻（单位为fl)，各标准都规定用如下公式计算。
K 12=K 〇2(7 — 1)
其中，K为与导体材料有关的常数，我们暂且称其为“电阻的温度折算系 数”，用于定子绕组时写为K,，用于转子绕组时写为K2。对于这个常数， 各标准对其定义有所不同。详见表7-11。
表7-11电阻的温度折算系数K值的定义和解释 | ||
标准编号 | 值的定义 | |
GB/T 1032 | &(定子)和K2(转子）为绕组导体材料在0°C时电阻温度系数的倒数。 铜为235;铝为225,除非另有规定$ | |
IEEE 112 NEMA | 为零电阻的推算温度 & =234. 5,用于100%标准OACS)®1导电率铜 K, =225,用于铝（基于单位体积导电率为62%)® | |
标准编号 | K值的定义 | |
CSA C390 | K=234.5,用于纯铜绕组 K=224. 6•用于铝绕组，基于单位体积导电率为62%© | |
注：①上述数值仅用于纯铜和纯铝材料制作的绕组。使用其他成分铜或铝(如合金铜或合金铝)时 将改用另一个数据(作者理解 (1) IACS是International Annealing Copper Standard的缩写形式，译成中文为“国际退火铜标 准”，100%IACS为导电率，是试样电导率与某一标准值的比值的百分数。1913年.国际退 火铜标准确定：采用密度为8. 89 g/cm3、长度为1 m、质量为1 g、电阻为0.153 28 的退火 铜线作为测量标准。在20(VC温度下，上述退火铜线的电阻率为0.017241 或电导 率为58. 0 m/nmm2)时确定为100%IACS(国际退火铜标准)，其他电阻率为f的任何材料的 导电率(％iacs)可用下式进行计算：导电率(氕iArasW.onzu/wxioo%。例如，纯 铝的导电率（％IACS) = (0.017 241/0. 028 3) X100%=61%, (2) “基于单位体积导电率为62%”的来源见上述注①[作者注：上述计算中纯铝的电阻率为(〇的取 值为0.02830^/171，是从常用电工手册中查到的，不是200X：时的准确值.致使计算值与此 处的62%有一些偏差，若同时使用电工手册中给出的数值，铜的电阻率应为0. 017 5 fW/m， 则纯铝的导电率(％1ACS)就会等于62%,即此例仅能简单地说明62%的来源]• | ||
IEEE 112绕组温度的计算公式
在IEEE 112中，用下式计算绕组的平均温度数值。
tt = ^Ub + K〇-K1 (7-2)
尺b式中——测量R,时的绕组总温度(X：);
Rt—^试验中测得的电阻值(m;
Rh——先前在已知温度h下测得的参考电阻值(n); th——测量参考电阻值i?h时的绕组温度(°c);
K,——系数(电阻为零时的推算温度绝对值)。
用上式得到的温度为试验时绕组的平均温度。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平均温度。
如果环境温度与基准环境温度（25°C)不同，则应对平均温度进行修正.将计算得到的平均温度减去试验环境温度，然后将差值再加上25°C。 如果发热试验在额定负载下进行•则得到的值为25°C环境温度下的平均绕组温度，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）。
开始进行负载试验时绕组温度的规定
开始进行负载试验时绕组温度的规定见表7-12。
表7-12开始进行负载试验时绕组温度的规定 | |
标准编号 | 规 定内容 |
GB/T 1032 GB/T 25442 | 标准7. 2和7. 4. 4. 2“负载试验”中规定：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5 K |
IEEE 112 CSAC390 | 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在± l〇t：之内 |
同步转速计算公式
GB/T 1032 和 IEEE 112、CSA C390 的同步转速"s(r/min)的计算公式有所区別，区别在于一个是使用定子磁极对数，一个是使用定子磁极数。具体见表7-13(计算式中的/为电源频率,单位为Hz)。
表7-13同步转速的计算公式 | ||
标准编号 | GB/T 1032 | IEEE 112, CSAC390 |
同步转速 计算公式 | 60/ ns = —^ P 式中P——定子的磁极对数 | 120/ ^=P 式中P—定子的磁极数 |
风摩损耗(机械损耗)的求取方法
风摩损耗(机械损耗）的求取方法略有不同，GB/T1032比较简单， IEEE112和CSAC390相对复杂，但使用电脑编程来处理则谈不上复杂了。求取方法详见表7-14。
表7-丨4风摩损耗(机械损耗）的求取方法 | |||
标准编号 | 求 取方法 | ||
GB/T 1032 | 见本书4.11. 2. 4和图4-36 | ||
IEEE 112 CSA C390 | (1)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(回归方法和计算式同负载剩余损耗——作者注），可 确定风摩损耗。相关系数应不低于0.9 | ||
标准编号 | 求 取方法 | ||
IEEE 112 CSA C390 | (2)为了确定风摩损耗.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户尺损耗得到的功率值与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损耗。 对处于低电压范围内的值，如果将输入功率减去定子损耗的值与电 压的平方关系绘制成曲线，可更为精确地确定截距(此规定与GB/T 1032 相同） | ||
负载杂散损耗的定义及求取方法
杂散损耗是电机5项损耗之一，因为它包含多项很难用理论计算或经验值得到的成分，所以不能用简单的方法获得准确的数据。现有的试验方法标准中所给出的内容大致有三种：第一种是用试验和计 算的方法；第二种是用从总损耗中去除其余4项损耗的方法；第三种 是用经验值(或称为“推荐值”）的方法。表7-15汇总了各标准中的相关规定。
表7-1S杂散损耗的定义和求取方法 | ||||||
项目 | 标准编号 | 内 容 | ||||
定 | GB/T 1032 | 负载杂散损耗指总损耗中未计入定子广R损耗、转子/2i?损耗、风 摩损耗和铁损耗中的那部分损耗 | ||||
IEEE 112 | 负载杂散负载损耗是电机总损耗中的一部分，是不包含于风摩损 耗、定子Fi?损耗、转子12尺损耗和铁心损耗中的其他损耗之和 | |||||
义 | ||||||
CSA C390 | 负载杂散损耗是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之和 | |||||
确定负载杂散损耗Ps的试验方法有：剩余损耗法，取出转子试验 | ||||||
测 | GB/T 1032 | 和反转试验法，推荐值法和绕组星形联结不对称电压空载试验法 CEh-star 法) | ||||
应优先采用相对不确定度低的试验方法 | ||||||
试 | 间接方法测定：将测得的总损耗减去风摩损耗.铁耗、定子pi?损 | |||||
方 | 耗和转子pi?损耗，剩下的值即为负载杂散损耗ps(效率试验方法 | |||||
法 | IEEE 112 | B、B1、C 和 C/F) | ||||
CSA C390 | 直接测量法：测定负载杂散损耗尺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) | |||||
注：没有给出Eh-star法 | ||||||
项目 | 标准编号 | 内 容 | ||||
剩 损 耗 线 性 回 归 问 题 | GB/T 1032 | 如果相关系数r<〇. 95,则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的结果。如果r仍小于0. 95,说明 测试仪器或试验读数.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 | ||||
IEEE 112 | 如果斜率是负的，或者如果相关系数r<〇. 9,则删除最差点并重复 回归<=如果r增加至0. 9或更大，用第二次回归数据;如果不是，或 者斜率仍然是负的，那么试验就不是令人满意的。可能是由于仪器 仪表异常或试验读数错误,或两者同时的误差所造成的。应该调査 误差的根源并进行修正，重新进行试验 | |||||
推 荐 值 的 规 定 | GB/T 1032 | 按电机额定功率PN的大小给出不同的负载杂散损耗计算数值 (见 4. 12. 7、图 4-43 和表 4-32) | ||||
IEEE 112 CSAC390 | 按电机额定功率的大小给出不同的负载杂散损耗。计算数值 1 kW<PN<90 kW Ps=0.018Pn 91 kW<PN<375 kW PS=0.015PN 376 kW<jPN<l 850 kW Ps=0.012PN PN>1 850 kW Ps=0. 009Pn | |||||
关于直联式转矩测量值修正的规定
对于现行最常用的用转矩-转速传感器加机械负载设备组成的测功 机，并与被试电动机通过联轴器直联形成的试验系统，由转矩显示仪表所 显示的转矩读数中不包括被试电动机与转矩传感器之间所用的联轴器及 转矩传感器一端轴承运转时消耗被试电机输出功率所产生的制动转矩。 对于这部分转矩值，GB/T 1032给出了修正试验的方法；IEEE 112和 CSA C390则认为该值很小，不必进行修正。原文为“当使用直联式转矩传 感器及定子反作用测功机时，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”(指传感器读数修正试验，即不必进行测功机修正)。
关于效率的考核标准
在GB/T 1032中只介绍与试验有关的内容，对被试电动机的效率考 核指标则在被试电动机相应的技术条件中给出，在GB 755 —2008《旋转 电机定额和性能》中统一给出容差值的计算规定。
但在NEMA和CSA C390中则给出了三相异步电动机效率指标的具体数值(称为标定值），并给出最低标定值（注：相当于中国的容差值.但不是用统一给出的容差值计算方法得出的）的计算方法。现将有关内容节选如下。
CSAC390、NEMA标称效率确定方法额定输出功率范围为〇. 75〜200 kW的50 Hz电动机.其最低标称效率可计算如下(式中为额定功率千瓦数，A、B、C、D为系数，见表7- 16)。^ = A(lgPN)3+B(lgPN)2+ClgPN + D (7-3)
最低标称效率（％)计算示例电机额定功率PN = 15kW，50Hz，4极,超高效。则^(%) = A(lg FN)3+B(lg PN)2+Clg Pn + D
=0• 0773 (lg 15>3 + (―1_ 895 1) (Ig 15)2 +9.298 41g 15 + 83. 702 5 =0. 125 7 — 2. 621 + 10. 935 8 + 83. 702 5 =92.143 0%
表7-16式(7-3)中系数取值 | |||||
效率等级 | 极数 | 系数值 | |||
A | B | C | D | ||
高效 | 2 | 0. 297 2 | -3. 345 4 | 13.065 1 | 79. 077 0 |
4 | 0. 027 8 | -1. 924 7 | 10. 439 5 | 80. 976 1 | |
6 | 0.014 8 | — 2. 497 8 | 13. 247 0 | 77. 560 3 | |
超高效 | 2 | 0. 356 9 | -3. 307 6 | 11.6108 | 82. 250 3 |
4 | 0. 077 3 | -1.895 1 | 9. 298 4 | 83. 702 5 | |
6 | 0. 125 2 | -2.613 0 | 11.996 3 | 80. 476 9 | |
注：】.若额定功率大于等于两个连续额定功率的中间值，最低标称效率取两个效率值较大者。 2.若额定功率小于两个连续额定功率的中间值，最低标称效率取两个效率值较小者。 | |||||
耐交流电压试验
IEEE 112中第8. 2. 4条、第8. 2. 5条对“耐交流电压试验”的电压提 出了如下规定和要求。
试验电压：工厂对新定子进行试验时，规定的高压试验电压通常为1000 V加上电机2倍额定电压。同样，对于绕线式转子电机的新转子，试验电压为1 000 V加上2倍集电环之间产生的最大电压。
(2)由于高压试验施加于绕组绝缘部件的冲击很大,建议将电机整 机试验电压限制在85%。对于所有后续高压试验,建议将试验电压限制在75%。
解读：从上述两条规定的文字叙述来看.是否可以理解为：第（1)项 规定是针对组装成整机之前的定子和绕线转子的；第(2)项规定是针对组 装成整机之后的定子和绕线转子的。
这样.我国标准(GB 755—2008和GB 14711 —2013《中小型旋转电机 通用安全要求》等)中对新出厂的整机试验电压的规定则与IEEE112不相符了 (详见GB 755—2008中9.2和表16)。
IEEE 112中提出了一个注意:“由于使用了高压，高压试验应由有经 验的人员进行，并需采取足够的安全预防措施，以避免对人员和财产造成 伤害和损失”。可见该标准制定人员对试验安全工作的重视。
轴电流和轴承绝缘的测量试验
关于轴电流与轴承绝缘的论述
在IEEE 112中9. 4项提出了“轴电流和轴承绝缘”试验的相关论述 和规定.摘录如下。
轴电流作为轴或机身中电磁激励电压的结果在旋转机械中流通。
在电气机器中，磁路中或围绕轴的相电流中的任何不平衡都能产生 旋转系统磁链。当轴旋转时.这些磁链能在轴两端产生电位差。这一电位差（电压)能通过两端轴承在轴和机壳所形成的环路(闭合电路）中激励 循环电流。
如果一端轴承(或两端轴承)同机壳绝缘，导电通路受到绝缘的阻抗， 就可以避免机器中的循环轴电流。
如果只有传动端(主轴伸端)轴承绝缘，那么，电流就可能用非传动端 轴承连同相互连接设备中的非绝缘轴承一起产生循环电流(对地电流）。
对轴环绕电流的测量——轴电位试验
IEEE112中9.4.1提出了“对轴环绕电流的测量一-轴电位试验”的有关规定。在所有轴承都绝缘的电机中，可以进行轴电位的测量.同时整个机器 在额定速度和额定电压下运转。这一试验也适用于所有轴承有油膜绝缘的电机。
轴电刷用于非绝缘轴承(如果一个或所有轴承都绝缘)短路。这一固定电刷用于靠近轴承的轴上，并用一个低电阻短导线连到机壳上。
试验由其他每一个轴承来完成对机体轴电位的测量。应该用高阻抗示波器并同一个接地到机壳的引线连接，另一引线附着在轴电刷上。该电刷则被用于靠近每一轴承的轴部分，峰电压进行测量。
最好使用低阻抗屏蔽导线作为示波器引线.以使电磁干扰降为最低程度。这一屏蔽一端应该接地。如果试验示波器不可行，可用一个高阻抗电压表。每个轴承的交流和直流电压都应该测量。峰电压可凭加直流指标或1.4倍于交流有效值 指标即可大致地估算出来。然而，这一估计的峰值电压可能大大低于实际峰值。一种替换方法是用接触到另一端的电刷测量交流电压，同时机器在 额定电压和速度下运转。
测量轴电流的试验
IEEE112中9.4.2提出了“测量轴电流试验”的有关规定。
这一试验以9.4.1条对电机进行试验。除了示波器由低电阻电流表代替外，其试验程序与9.4.1条的程序完全一样。
测量轴承绝缘电阻试验
IEEE112中9.4.3提出了“测量轴承绝缘电阻试验”的有关规定。方法 1CIEEE112中9.4.3.1)
对轴承绝缘最可靠的检查是机器静止状态。如果只有一个轴承绝缘，可以把一层绝缘纸加在非绝缘轴承的轴颈下以使轴同轴承绝缘。如果耦合没有绝缘要断开。
用低电压电阻表对每一个绝缘轴承进行初步检查。用一个表引线接到轴上，另一引线接到机壳上(跨接在绝缘上），即可测量轴承绝缘。方法2(IEEE112中 9.4.3.2)
有些电机上，轴承上有两层绝缘，在它们中间有一金属质隔离器。在这种电机上，上述试验要在金属隔离器和机壳之间进行。电机运转时即可
进行试验，但最好是在电机静止状态下。试验应该加上肉眼检查，以保证不会有未绝缘的并联通道。
方法 3CIEEE 112 中 9.4. 3. 3)
在未绝缘的轴颈周围包上一层厚纸用以绝缘。如果未绝缘，传动或被传动的部件耦合应该切断。然后，从既适合于电路电压的白炽灯又适合于具有与电压源串联的1〇〇〜300 n/V范围的一个电阻的约150V满
刻度的电压表的110〜125 V电压源引出两根引线,一个引线连到绝缘的轴承，另一个连到机壳(跨接在绝缘上）。如果灯丝没变颜色(或电压表的 读数不超过60 V)，那么绝缘则为有效。
用一个500 V兆欧表。这种表远比上述方法敏感得多，并可以趋于抑制绝缘.实际上，它适合防止引起有害电流的较小的轴电压，见9.4.3.1条[上述第1)项]。
NEMA电机型号和大、中、小型电机的规定
电机型号的含义
型号的最前面为3〜4个阿拉伯数字，其中前两位表示机座号高矮档次，推荐的规格有 14、16、18、20、21、22、25、28、32、36、40、44、50、58、68 等;后1或2位的数字由1〜15共15种，代表底脚孔轴向距离(符号2F， 相当于中国的B尺寸），即长短档次，在同一个高矮档次中，数值越大，2F 值也越大，这一点与我国用字母代表同一机座中心高不同长度的机座相 当，只是我国只有L、M、S三种（同IEC标准）。
对于小型电机，机座号为中心高[以英寸(in)为单位，符号用字母D]的16倍。
其他规格的电机，机座号高矮档次为中心髙D(相当于中国的H尺寸）的4倍，当乘积不是整数时，其前两位数字就应是上一档机座号的 整数。
例如，中心高D=3.5in,则机座号高矮档次应为3.5X4=14。反过来，机座号为256的电机，其中心高为25in+4=6.25 in,第三位数字“6”表示 2F=10 in。
转化成公制(米制)单位(mm)的方法如下。
因为1 mm=25. 4 in,所以用mm做单位的中心高= NEMA机座中 心高X25.4(mm)，即为机座号前两位数+ 4X25.4(mm)。例如，机座号为256的电机，用mm做单位的中心高=25+ 4X25.4 = 158.75 (mm)。 接近公制（米制）的160mm。
机座代码用1〜3个字母（大部分用1个，极个别的用3个)表示，用于表明该电机的类型或特殊要求，相当于我国电机型号最前面表示电机类型的字母，但书写在上述规格数据的后面，并用“-”线分开，例如256-T。其中“T”为包括设定为标准尺寸的部分机座。
表7-17给出了一部分机座代码(摘自NEMA MG1—2009中4.2.2“机座代码”）。
表7-17常用机座代码 | ||||
代码 | 所代表的内容 | 备注或说明 | ||
A | 工业用直流电机 | |||
C | 驱动端为C型端面安装的电动机 | 当安装在非驱动端时，需要加前缀 F，构成FC | ||
CH | 安装尺寸不同于有后缀字母C的机 座定义的C型端面安装电机 | 字母CH应该被认为作为整个后 缀，不可分开 | ||
D | 驱动端D型凸缘安装 | 当凸缘在非驱动端时，需要加前缀 FV构成FD | ||
E | 机座号大于326T的，其轴伸为电梯 使用的电机 | |||
G | 汽油泵用电机 | 分马力交流电动机 | ||
H | 说明一个小电机，其F尺寸要比同机 座没有后缀H的电机大 | |||
HP和 HPH | 依照 NEMA MG1—2009 中 18.252 规定尺寸的立式实心轴P型凸缘安装 的电动机 | 字母HP和HPH应被认定为整体 后缀•不可分开 | ||
J | 喷射泵用电动机 | 3马力(2 206 W)及以下的交流异步 电动机 | ||
JM | 具有按 NEMA MG1—2009 中 18.250 表1的润滑轴承和尺寸的紧耦合的泵用 C型端面安装的电动机 | 字母JM应被认定为整体后缀•不 可分开 | ||
JP | 具有按 NEMA MG1—2009 中 18. 250 表2的润滑轴承和尺寸的紧耦合的泵用 C型端面安装的电动机 | 字母JP应被认定为整体后缀，不可 分开 | ||
K | 油泵用电动机 | 单相或多相分马力交流电动机 | ||
M和N | 燃油炉用电动机 | 分马力交流电动机，M或N的凸缘 尺寸不同 | ||
P和 PH | 依照 NEMA MG1—2009 中 18.237 尺寸的立式空心轴P型凸缘安装电 动机 | 立式涡轮泵用交流中型感应电动机 (机座号143〜445) | ||
代码 | 所代表的内容 | 备注或说明 | ||
R | 驱动端的锥形轴伸尺寸按4. 4. 2规定 的电机 | 详见 NEMA MG1—2009 中 4. 4. 2 | ||
S | 具直接连接的标准短轴电动机 | 见NEMA MG1—2009中尺寸表 | ||
T | 包括设定为标准尺寸的部分机座号 定义 | 见NEMA MG1—2009中尺寸表 | ||
V | 只用于垂直安装 | |||
VP | 符合 NEMA MG1 —2009 中 18.237 尺寸的立式实心轴P型凸缘安装电 动机 | 见NEMA MG1—2009中尺寸表 | ||
X | 具有双轴伸的绕线转子起重电动机 | 见 NEMA MG1—2009 中 18. 229 和 18. 230 | ||
Y | 特殊安装尺寸 | 由生产厂家提供安装尺寸图 | ||
Z | 所有装置除轴伸外都是标准尺寸 | 也适用于双轴伸电机 | ||
电机大、中、小型的定义
在NEMA标准中，对电机大、中、小型的分类方法与我国截然不同。见表7 - 18。
表7-18 NEMA标准中，对电机大、中、小型的分类方法 | |
类型 | 分 类方法 |
小型 (分马力） | 有下列情况之一的称为小型电机。 按照规定用两位数机座号(如42、48、48^^56、56^])的机座制造的电机 (或没有底脚的同类电机） 用比中型电机机座小的机座制造的中型电机。此类电机，若为电动机， 在1 700〜1 800 r/min连续运转时，功率为1马力"；若为发电机，在1 700〜 1 800 r/min连续运转时,功率为0. 75 kW 功率<1/3马力，同时转速<800 r/min的电动机 |
中型 (整马力） | (1>交流中型电机：①按照规定用3位或4位数机座号的机座制造的电机 (或没有底脚的同类电机);②具NEMA MG1—2009中表1 -]所列的和包括 所列的连续额定值的电机(转速451〜3 600 r/min.额定功率125〜500马力） (2)直流中型电机：①同交流中型电机:②每转输出连续定额值<1. 25马 力的电动机或每转输出连续定额值<1 kW的发电机 |
类型 | 分 类方法 | |
大型 | (1>交流大型电机：①同步转速>450 r/mim连续功率大于交流中型电机 的电机(>500马力）；②同步转速<450 r/min，连续功率大于小型电机的 电机 (2)直流中型电机：每转输出连续定额值>1.25马力和以上的电动机或每 转输出连续定额值kW的发电机 | |
注：* | 1 马力=735.499 Wa | |
