GB／T 34861-2017 标准规范下载简介

GB／T 34861-2017 确定大电机各项损耗的专用试验方法

被试电机应配备绕组检温计。 被试电机应与正常运行的基本部件完整组装。 试验开始之前，应记录绕组电阻和环境温度。 需要确定性能的电机应与校准电机同轴联接，并在同步/额定转速下运行。 校准电机和被试电机在额定负载、部分负载；无励磁空载、有刷或无刷；额定电压空载励磁；或者短 路工况下运行，可确定特定类别的损耗 当被试电机在每种特定的试验条件下运行，且达到热稳定状态后，记录如下数据：

注：以下例子表示电动机作为校准电机时的试验。 a） 对于校准电机： P，一 功率，单位为瓦特(W)； U 输人电压，单位为伏特（V）； 1 电流，单位为安培（A)； 1c 人口冷却空气温度，单位为摄氏度（℃）； 1W 绕组温度（如可能，可通过电阻变化确定），单位为摄氏度（℃）； “ 转速，单位为转每分钟（r/min）。 b) 对于被试电机（作为发电机直接确定效率）： P 输出功率，单位为瓦特（W）； U2 输出电压，单位为伏特（V）； I2 电枢负载电流，单位为安培（A）； 2W 绕组温度（或者直接通过检温计，或者通过电阻变化确定），单位为摄氏度（℃）； n2 转速，单位为转每分钟（r/min）。 c 对于空载时的被试电机（作为发电机）： U 电枢电压（励磁开路），单位为伏特（V）； 1 电枢电流（励磁短路），单位为安培（A）； 2W一 绕组温度（或者直接通过检温计，或者通过电阻变化确定），单位为摄氏度（℃）； n2 转速，单位为转每分钟（r/min）。 以上试验完成后，设备停止运行，记录如下数据： 被试电机的绕组电阻； 校准电机的绕组电阻。 最后启动校准电机，被试电机无需通电，并记录上述数据

7.1.4.1直接确定效率

GB 50867-2013 养老设施建筑设计规范.pdf按7.1.3试验的被试电机效率为

被试电机作为发电机运行，校准电机作为电动机运行。 式中： P，被试电机的输出功率，单位为瓦特（W)； P2根据7.1.3计算被试电机的输人功率，单位为瓦特（W） 被试电机作为电动机运行，校准电机作为发电机运行，效率为：

P. 被试电动机的输入功率，单位为瓦特（W）；

7.1.4.2各项损耗

利用从校准电机曲线上确定的P值，测定其他工况下被试电机的功率损耗，根据6.1来确定效率： 额定转速下的风摩耗（被试电机没有电气联接）； 直流和同步电机的铁耗和附加开路损耗（在空载、开路条件下试验、额定电压下励磁、减去风 摩耗）。励磁损耗来自一个独立的电源； 同步电动机的电枢绕组损耗和负载杂散损耗（在短路条件下试验、额定电枢电流下励磁、减去 风摩耗）。励磁损耗来自一个独立的电源，

自减速法可以用来测定具有较大转动惯量的电机各项损耗。 自减速法可以测定： 所有电机的摩擦损耗和风阻损耗（“机械损耗”)之和； 直流电机和同步电机的铁耗和附加开路损耗之和： 同步电机工作绕组I"R损耗和负载杂散损耗（"短路损耗”）之和

使电机减速的损耗P，与其对应的转速和该转速减速率的乘积成正比：

式中： P. 自减速试验中的总损耗，单位为瓦特（W）； C 根据7.2.4得到减速常数； n 转速，单位为转每分（r/min）； dn 根据7.2.3得到减速率。 dt (元 7.2.4)

7.2.2.1被试电机的组装

被试电机应由所有可以正常运行的部件组成，但不与其他旋转部件联接。旋转部件上应安装一个 合适的速度传感器。 注：当电机与旋转部件不能分开时，可采取所有可能的措施来减少其他旋转部件产生的机械损耗。例如部分拆除或 者是在带水轮机的情况下排除叶轮渴室内的水。并且通过试验或者计算来确定叶轮在空气中产生的风阻损耗。

7.2.2.2被试电机的准备

被试电机通常是由独立电源供电在宽广的可变转速范围内作为电动机空载运行，由快速精确电压 空制的独立电源提供励磁。 注1：被试电机可由其正常的原动力驱动，例如由冲击式水轮机(Peltenturbine)驱动，叶轮的供水可瞬间切断 注2：不推荐使用机械耦合励磁机产生的励磁，但是当速度的偏差值不超过0.05时允许使用。考虑与被试电机 同轴联接的励磁机上产生的损耗 通过调整冷却介质流量，使轴承温度达到在额定负载运行状态下的温度。 如有可能，通过调整冷却空气流量，修正空气温度到测量风阻损耗所需的正常温度

7.2.2.3试验准备

如有可能，建议自减速试验应不间断地连续进行，开始和结束期间不加励磁， 试验可以在预定开路电压或短路电流值下重复多次所有试验。每一系列试验得到的算术平均值应 假定为该损耗类型的合理值。 试验中（实际转速与额定转速之差的标幺值)的取值应不大于0.1.依据电机的特性也可取更小的值。

7.2.2.4试验方法

将被试电机的转速迅速加速到大于n（1十），与电源断开联接。从切断电源到开始测量数据之间 应有充分的时间延滞，以避免电磁瞬变过程的影响。 被试电机在减速至n（1一8）期间，处于所要求的状态，按如下方法测试 当转动惯量已知时： a）无励磁运行； 额定电压励磁下开路运行； ） 电枢终端短接并且设置励磁以使电枢电流达到额定值运行。 注：作为一种替代，试验可在额定电压或者额定短路电流的95%～105%之间进行。 当转动惯量未知时，附加试验需要根据b)和c)确定的相同值下进行d)或e)或f)试验： d）在空载状态下，磁场灭磁，将被试电机与变压器预先联接，并且励磁到电流或者开路电压的预设值 e）在短路状态下，磁场灭磁，将被试电机与变压器预先联接； f 在预定负载下，磁场灭磁，同时加载励磁机或者带有限流电阻的辅助发电机 自减速法试验，每种工况应至少重复试验两次

除了不加励磁的自减速试验，当被试电机达到额定转速时，应立即测量电流和电压。 注：如果励磁不是由独立电源提供，可测量励磁回路功率。 开路电压或短路电流测得值偏离预先设定值的偏差不得超过土2%。由每次试验计算求得的最终 转速时间导数应按设定值与测得值平方之比成比例地进行修正。 应使用高精度记录仪器连续或离散的记录速度和时间的测量值。 对于每种试验类别，采取足够多的测量点来构建转速与时间的函数关系，以精确定位n（1十）和 1N（1一）。

7.2.2.5.1记录的数据

对所有试验，记录： n作为t的函数（电枢回路被短路）； 0：绕组温度（直接或者通过电阻变化测得），单位为摄氏度（℃）； 。：冷却介质的初始进/出口温度，单位为摄氏度（℃）。 对于下面的试验，需额外记录： 下标的数字代表特定的试验序号

7.2.2.5.2试验2（即7.2.2.4的b））

一额定电压下初始输入功率（见7.2.4.2.1），单位为瓦特（W）；

P2一 额定电压下初始输入功率（见7.2.4.2.1），单位为瓦特（W）；

7.2.2.5.3 试验3（对于可步电机）（即/.2.2.4的c） I. 电枢电流，单位为安培（A）。 7.2.2.5.4 试验4(即7.2.2.4的d)) P4 变压器空载损耗，单位为瓦特（W）； U, 开路额定电压，单位为伏特（V）。 7.2.2.5.5 试验5(即7.2.2.4的e)) Ps 变压器短路损耗，单位为瓦特（W）； 1 电枢电流，单位为安培（A）。 7.2.2.5.6 试验6(即7.2.2.4的f)) P6 励磁机或辅助发电机负载功率，单位为瓦特（W）。 7.2.3减速率的确定

7.2.3减速率的确定

减速率的确定可采用弦线法，需要测得被试电机的转速从n（1十）变化至n（1一）的时间间隔 (t.二ti），见图1。转速差2nn与时间间隔（t。一t,）的比值近似等于额定转速时的减速率

式中： 一实际转速与额定转速之差的标么值

确定所要求的试验的减速率，并记录为：

式中： 一7.2.2.4的试验编号。

注：根据7.2.3的定义，崇是一个负值

7.2.4减速常数的确定

7.2.4.1已知转动惯量

当电机旋转部件的转动惯量已经预先通过测量（优选的）或设计计算被确定，减速常数可由下式计算

J—转动惯量，单位为千克平方米（kg·m）。

Z.2.4.2 未知转动惯量

7.2.4.2.1作为一台未加载电机运行

—4元"J 10.97X 103 60

4元J =10.97×103J

当被试电机作为一台未加载电机运行时，其输人功率等于风摩耗Pf和铁耗PFe之和（忽略电 IR损耗），按下式计算减速常数C

7.2.4.2.2变压器开路损耗引起的减速

Pfw +PF nnda

采用接入变压器的开路损耗引起电机减速，忽略变压器开路电流引起的IR损耗，则：

C: (dn ) 4

采用接入变压器的短路损耗引起电机减速，通常变压器副边短路状态下的铁耗可以忽略，则：

1.2.4.2.4励磁机或辅助发电机损耗引起的减速

以限流电阻作为负载的励磁机可 耗仅由被试电机的机械

试验得到的使电机减速的损耗P为：

nN 额定转速，单位为转每分（r/min）； P. 试验得到的损耗.单位为瓦特（W）： C 根据7.2.4得到的减速常数，单位为千克平方米二次方分（kg·m²·min²）； dn 小 试验t测得的减速率，t为7.2.2.4中特定的试验编号。

被试电机的风摩耗（机械）P为

注：根据7.2.2.2.励磁由一个独立电源提供

7.2.5.4短路损耗

注：根据7.2.2.2.励磁由一个独立电源提供

7.2.5.5附加损耗和短路损耗的分离

试验1与试验3求得的损耗之差为电枢回路中的IR损耗与附加损耗之和，如需要，此两项损耗也 离开，即由两项损耗之和减去电枢回路中对应于试验温度的电枢回路电阻计算求得的IR损耗

7.2.5.6轴承损耗的测定

常规轴承的损耗可单独确定，无论其是否安装在电机上 应从机械损耗中减除轴承及推力轴承损耗。如被试电机轴承为单向流动冷却，这些损耗应按其旋 转部件的质量，成比例地分配至被试电机和与之机械联接的其他机械（例如汽轮机）。如果轴承不是单 向流动冷却的，根据经验公式确定轴承损耗的分配。

量热法可用于确定大型电机的效率： a）通过负载总损耗确定； 或 b）通过分离损耗确定。 量热法的损耗是通过冷却量与其温升的乘积，以及消散到周边媒介的热量来确定的 电机的热损耗组成如下： 参考面内部的损耗Pir； 参考面外部的损耗Pers（例如外部轴承、励磁设备、外部水冷泵电机）。 参考面内部的损耗Pi：

Pirs.1一量热法测得的损耗，单位为瓦特（W)； Pirs.2一一通过“参考面”的传导、对流、辐射、泄露等消散的损耗，单位为瓦特（W）。 “参考面”是指完全包围电机的一个面，所有的损耗（Pin）都是在这个面内产生的。通过“参考面 消散到外部（见图2）的损耗无法量热法测量、 励磁设备可以不在参考面内。当其在参考面之外时，励磁设备的损耗通过测量或计算单独确定， 注：Pins.2可能是负值，因此当热量从周围环境流人到参考面时可以减去Pins.2

流体的体积流量最好使用体积型或速度型的流量计测量。也可以使用相同或精度更高的其他测量 方法。 按照制造商提供的说明书安装流量计（上下游直管段长度、安装位置等）。建议通过操作安装在流 12

量计下游的阀门来控制冷却介质的流量。 宜注意，水中不能存在气泡， 流量计应在使用前后，于测试期间相似的工况下进行校准。 使用体积式流量计测量时，应该使用电子计时设备测量时间。至少2个时间间隔，每次测量时间不 少于5min，记录其平均值 使用直读流量计测量时，应至少记录20组读数，然后取其平均值。 流量计应当同时测量通过流量计的水的压力和温度

7.3.2.2温度探测器

热测量最好是将铂电阻温度探测器直接置于液体冷却介质中，彼此安装在一起以获得直接读数，用 于确定冷却介质（水、油）的温升。 注：允许使用热电偶，但是如果使用不当，会增加不确定度。也允许将温度探测器置于充油测温袋中，但是会增加 额外的不确定度。 在试验前后，应该对热测量设备进行校准。 应使用具有记录功能的仪表。 在可能的情况下，水管应与参考面绝缘并远离测量点，以避免热量传递到外部环境。 为了获得均匀的流量，应安装平衡板

热测量应在每个冷却回路上单独进行。对于单介质冷却剂，轴承油需要一个或多个量热计，空气或 气体冷却器的冷却水需要一个量热计。对使用双介质冷却剂，例如氢和纯水，根据冷却器的联接方式和 测量范围确定需要一个还是多个量热计。 图3所示四个并联的气体一水冷却器

图3四个并联的冷却器，一个量热计，一种冷却

图4所示一种串联联接的双流体冷却器

图4所示一种串联联接的双流体冷却器

7.3.2.4管路布局和联接

图4串联联接冷却器，两种冷却剂

当设计管路布局时，需要合理地建立油和水的流量测量路径以及温度的测点，否则日后对管路进行 补充或更改，不仅浪费，而且会导致轴承油和高纯度水回路的污染 流量计在安装时，其与滑阀之间的空余直管段长度的最小值如图5所示：滑阀S与流量计Q进口 的直管长度应不小于10倍的标称管径，流量计Q出口与滑阀S之间的直管段长度应不小于5倍的标 称管径：

Q 流量计； 带有热量的冷却剂温度，单位为摄氏度（℃）； 0 流经旁通管路的部分冷却剂已冷却的温度，单位为摄氏度（℃） 0。和9。混合后的温度，单位为摄氏度（℃）

被试电机完全组装后能正常运行。 在测量期间，被试电机温度和冷却剂温度在电机尽可能接近正常工况运行时，保持稳定。 电机组装完成后，确定参考面的面积。将参考面等分为10～15个部分，每个部分均安装温度探测 器。在环境空气中安装足够多的温度探测器来确定最精确的温升平均值。 量热法可用于确定下列损耗： a） 风摩耗（转子无励磁）； b 铁耗（空载，通常在U和1.05U~）； 定子绕组和附加负载损耗（定子绕组短路，通常在I和0.7I）； d 确定效率的总损耗（通常在单位功率因数下，0.5到1.0负载间）。 当通过各项损耗相加确定效率时，应在相同的冷却介质温度下进行测量。 在选定的试验条件下运行电机直到热平衡。当冷却剂的温度变化不大于每小时1K时，冷却剂温 度达到热平衡。 注：试验的持续时间是不同的，这取决于测量损耗的方法。作为参考，满载状态下损耗的确定可能需要10h～15h， 空载状态下损耗的确定可能需要15h～30h。 温度稳定后记录以下数据： 每个量热计回路中流量的平均值：Q、P和0。 每个量热计回路中的温升值：0，和0+1。 参考面的面积。 参考面的平均温度：0

7.3.4.1试验得到的损耗

试验得到的损耗由7.3.1定义的参 和参考面外部损耗P组成 注：损耗P已包括了参考面内部的轴承损耗。如有可能，这些损耗可单独测量

7.3.4.2冷却剂损耗P

对于每种运行工况，当温度达到稳定时，每个冷却回路消散的损耗（kW)为： Pirs.I=C, · Q· βp· △ 式中： 冷却剂的体积流量，单位为米立方每秒（m"/s）； A 每个冷却回路中冷却剂的温升（a+1一0.），单位为开尔文(K)； C, 压力p下，冷却介质的比热容，单位为千焦耳每千克开尔文[kJ/（kg·K)］； 测量流量时，该温度下冷却剂的密度，单位为千克每立方米（kg/m"）。 如果水作为冷却剂时，c，和。由图7确定

对于每种运行工况，当温度达到稳定时，每个冷却回路消散的损耗（kW)为： Pirs.I=C,· Q· β· △o 式中： 冷却剂的体积流量，单位为米立方每秒（m"/s）； A 每个冷却回路中冷却剂的温升（9.+1一6。），单位为开尔文（K)； C, 压力p下，冷却介质的比热容，单位为千焦耳每千克开尔文[kJ/（kg·K)］； 测量流量时，该温度下冷却剂的密度，单位为千克每立方米（kg/m"）。 如果水作为冷却剂时.c，和。由图7确定

GBT 13663-2000 给水用聚乙烯(PE)管材图7纯水与温度的函数特性

7.3.4.3参考面损耗P

这部分损耗构成了总损耗的一小部分，由以下组成： 通过基础和轴的传导消散的损耗(测量非常困难，一般忽略不计)

Pi.=hXAX△6

式中： 环境空气的速度，单位为米每秒（m/s）。 完全在电机外表面之内的面：

+ U一一冷却空气的速度，单位为米每秒（m/s）。 自然对流： 表面消散的损耗通常在10W/（m²·K）～20W/（m²·K)之间。当传导表面的气流消除时 为15W/（m²·K）较合理

DB31T 1267-2020 车道偏离报警系统技术要求及测试方法.pdf7.3.4.4外部损耗P.

损耗Pers（单独求值）主要由以下部分组成： 主励磁回路的变阻器、稳压器、独立于励磁机的分流器和励磁回路造成的损耗； 当励磁机与滑环的冷却回路独立于主电机冷却回路时，励磁机与滑环产生的损耗： 当轴承局部或全部在参考面之外时，轴承摩擦产生的损耗

损耗Pers（单独求值）主要由以下部分组成： 主励磁回路的变阻器、稳压器、独立于励磁机的分流器和励磁回路造成的损耗； 当励磁机与滑环的冷却回路独立于主电机冷却回路时，励磁机与滑环产生的损耗； 当轴承局部或全部在参考面之外时，轴承摩擦产生的损耗