[论文]阶段性成果汇报.doc

附件：公益性行业科研专项标准化项目阶段成果材料提纲一、项目基本情况项目编号10-181项目名称变频器供电电动机的试验方法研究项目承担单位上海电器科学研究所(集团)有限公司项目实施周期2007年 1 月至 2008 年 12 月项目经费预算总预算： 96 万元；其中，国拨经费： 46 万元。项目所属领域（3）1. 具有自主知识产权标准的创新研究；2. 国际标准和国外先进标准的跟踪研究；3. 基础性和社会公益性标准的研究； 4. 应对技术贸易壁垒的检测标准研究； 5.国家急需的应急标准研究项目课题参与单位情况参与单位数： 4 个。其中：1.事业型研究单位 个 2.其他事业单位 个3.大专院校 个 4.企业 4 个5.转制为企业的科研院所 个 5.其他 个参加研究工作人员总 数 23 人其中：高级职称6人初级职称3人 中级职称14人其他人员人投入研究的工作量： 20 人月培养人才取得博士学位 0 人取得硕士学位 0 人已取得的成果新产品（或农业新品种）、新材料、新工艺、新装置、计算机软件等 0 项发表科技论文 0 篇，其中向国外发表 0 篇；出版科技著作 0 万字。申请国内专利 1 项，其中申请发明专利 1 项；申请国外专利 0 项，其中申请发明专利 0 项。获得国内专利授权 0 项，其中获得国内发明专利授权 0 项；获得国外授权专利 0 项，其中获得国外发明专利授权 0 项。研制技术标准：国际标准 0 项，国家标准 1 项，行业标准 0 项完成技术标准：国际标准 0 项，国家标准 1 项，行业标准 0 项成果应用数 0 项；成果转让数 0 项，成果转让获得收入 0 万元。获得国家科技奖励 0 项，获得省部级科技奖励 0 项。二、执行该项目意义、作用 随着能源的紧缺和环境的恶化，节能已经受到世界各国的高度关注；同时，随着变频技术和电子技术的不断发展，使得变频器供电电动机越来越多的应用在节能场所。但对变频电动机的性能还没有一种统一、正确、规范的试验方法。在国际上也还未见有较为成熟的测试方法，国际电工委员会IEC/TC2的专家也在着手进行标准制订工作。面对国内外形势和政策，我国急需开展相关技术研究及标准的制订工作。本项目研究的目的是通过对变频器供电时对电动机绕组、轴电流、噪声、振动、损耗等方面产生的影响的研究，了解其机理，研究出其测量方法及测量的精度和数据的稳定性等，最终制定变频器供电电动机的试验方法国家标准,填补该类试验方法标准的空白。并将对促进我国变频电机测试技术的发展产生重要的意义。三、该项目已形成的成果及其应用情况3.1主要的技术成果3.1.1解决的关键技术按照原计划需要对以下5个关键技术进行研究，同时为了确保研究成果的科学性、可复制性、可操作性，我们已经做了部分验证试验， 现分别说明每个关键技术研究情况：1. 电机绕组耐电晕寿命测试方法的研究通过收集大量国内外相关技术资料及相标准，并与国内电机检测仪器生产企业合作研制开发了符合IEC62068-1标准的JGM-3高频脉冲绝缘测试仪。在高频脉冲电源下分别对绝缘材料、绝缘结构及电机进行了一系列的试验，取得了对不同绝缘材料及绝缘结构的寿命测试方法。但同时也在试验中发现，因设备的能力问题而无法对电机整机进行寿命试验，需要寻找新的试验方法。针对这个问题，下一步需要开展的研究是评定在高频脉冲电源下电机整机的耐局部放电能力，从而达到对变频电机整机的寿命评定。2. 轴电流测试试验方法的研究通过收集大量国内外相关技术资料及相标准，并与国内电机生产企业、轴承生产企业共同完成了大量的验证试验，给出了变频器供电笼型感应电动机的轴承电流的试验方法：在电动机非周身端的轴承与机壳之间加装绝缘环(轴承和转轴之间垫入干燥的绝缘片)或者使用绝缘轴承，确保电动机轴承绝缘良好。将电流表串联到与轴承绝缘层两面接触的金属件上，分别在额定电压、额定频率和最高额定频率下空载运行，测量电流值，即为轴承电流。该测试方法已列入国标变频器供电感应笼型电动机试验方法中，并通过年度标准审查会，形成了报批稿。3.变频电源供电情况下损耗和效率测定方法的研究通过技术研究和大量的试验证明：电动机的谐波损耗与电动机的负载变化无关。因此本项目中提出了“损耗分析法” 用于变频电源供电情况下损耗和效率的测定，解决了变频电源供电情况下损耗和效率的测定方法的研究。即通过正弦波电源空载试验和变频器电源供电基准频率空载试验，就可求得电动机的谐波损耗Pbh。电动机的基波损耗按GB/T1032-2005规定的（B法，E1法，G1法和H法）方法求得。电动机的谐波损耗的测量是首先测量正弦波供电下电动机的空载输入功率减去试验温度下定子绕组损耗和正弦波供电情况下求得的风摩耗，即为变频器供电下电动机的谐波损耗。该方法已列入国标变频器供电感应笼型电动机试验方法的报批稿中。4.噪声测定方法的研究由于变频器的性能直接影响变频器供电笼型感应电动机的噪声性能，因此如何给出统一、科学、规范的噪声侧测定方法对本项目具有重要意义。通过大量试验研究，给出了噪声的测定方法：噪声的测定按GB/T 10069.1-2006规定进行，试验时应将变频器频率调节至额定频率或产品标准规定的最低及最高频率，冷却风机应处于运行状态。通过这种测试方法可以很完整的体现出由变频器供电电动机的噪声特性，且可操作性强，并已列入国标变频器供电感应笼型电动机试验方法的报批稿中。5. 高次谐波引起的电磁辐射和传导对转矩转速传感器的干扰，进行变频电机检测技术及传感器的抗干扰能力研究。由于变频器的高次谐波对电动机性能及测试设备的影响较大，变频电机检测技术及传感器的抗干扰能力将直接影响测试结果的精确地和准确度。因此，本项目针对高次谐波对变频电机检测技术及传感器的抗干扰能力进行了大量的技术及试验研究；并结合国外变频器厂家如：ABB，西门子等企业提供的抗干扰措施，提出了一系列抗干扰的措施：适宜的布线和接地系统；尽可能使用低电压电动机和变频器；低开关率运行；在变频器的安装、试验用电缆线的选用、测量仪器的选用、测量仪器的电源隔离及系统接地等方面采取抗干扰措施。通过阶段性的测试结果显示测试系统数据较稳定，可有效的阻止高次谐波的干扰。我们将在后续工作中继续加强抗干扰技术的研究，以便提出更有效、更方便的抗干扰措施。3.1.2主要成果1.标准标委会专门成立了国标GB/T -变频器供电三相笼型感应电动机试验方法标准制定工作组，该标准的制订受到了行业骨干厂的高度重视和积极参与。2008年7月召开了标准草案稿的工作组会议，上海电器科学研究所(集团)有限公司，江苏大中电机股份有限公司，中船重工电机科技股份有限公司等10多家企业参加了标准讨论会。同时，由于本标准需要考虑的因素不仅仅是电机本身，还与变频器性能，试验设备精度直接相关，因此，本标准的制订还邀请了试验仪器生产企业日置仪器；轴承行业的权威企业SKF（中国）有限公司参与到本标准的工作组中。10召开了全国旋转电机标准化技术委员会六届二次年会，80多名代表对本校准进行了审查；于11月5日形成了本标准的报批稿。参加全国旋转电机标准化技术委员会六届二次年会的与会代表认真仔细地审查了本标准工作组提出的送审稿，一致同意通过，并认为：本标准的制订结合了国内外先进技术，率先提出了一种统一、正确、规范、综合的变频器供电电动机试验方法，填补国内空白，满足了国内市场的需求。同时认为：本标准在大量试验研究的基础上提出了轴承电流测量的具体方法、电压型变频器供电电动机的损耗分析测定电机效率，这些方法的提出为变频器供电电动机提供了可操作性强、准确度高的试验方法，指导行业开展生产及检验工作，具有国内领先水平。2.专利通过本项目关键技术的研究及大量试验的验证工作，本项目小组于2008年8月申请了发明专利：“三相笼型感应电动机轴承电流测量和保护装置”，专利受理号为：200810042095.8。3.2对促进相关产业发展和社会发展发挥的作用通过该项目的开展制订了一项国家标准，并申请了一项发明专利。这些成果都将对电机、变频器、测试仪器等长产行业产生和节约型社会的发展都将起到积极的促进作用。节能是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，也是当前一项极为紧迫的任务。随着电力电子技术的发展，交流变频调速技术也得到了不断的完善和提高。交流调速技术也作为节约能源的一个重要手段，引起了人们的高度重视。随着变频器供电的电动机的广泛使用，市场急需一种统一、正确、规范的变频电动机的性能试验方法。本项目的开展解决了变频器供电笼型感应电动机测试所涉及到的5个关键技术，并都已经形成标准，并有一项技术已经申请了一项发明专利。这些技术的公开及标准的制订都为先关行业的发展提供了必要的技术指导，同时也为变频调速技术在节能领域发挥更大优势提供重要的技术保障。3.3对提升企业技术创新能力和国际市场竞争力的作用目前国际上也还未见有较为成熟的变频器供电笼型感应电动机的测试方法，国际电工委员会IEC/TC2的专家也才开始进行标准制订工作。而本项目的开展及时的跟踪了国际先进技术发展情况的同时，创新性的提出了轴承电流的测量方法和电压型变频器供电电动机的损耗分析测定电机效率的测量方法等，并形成相应的标准条款，领先国际相关机构，对提升企业技术创新能力和国际竞争力都将起到积极的促进作用。四、存在的问题及项目结束后需要哪些方面持续支持等4.1存在的问题本项目实施过程中存在的主要问题是：试验设备的局限性，影响了部分研究工作的开展。在电机绕组耐电晕寿命测试试验中由于测试设备的精确度及测试能力无法对电机整机进行寿命试验，只能在高频脉冲电源下对绝缘材料、绝缘结构进行试验、测试，在一定程度上影响力研究工作的进一步深入。同时试验设备的精度及抗干扰性都直接影响到本项目研究工作的开展。因此如果想在部分关键技术上有所突破必须需要寻求新的试验方法并且要测试设备的性能有较大的提升。4.2需要的支持通过本项目研究工作的开展，我们发现变频器供电笼型感应电动机试验方法还有很多关键技术有待研究和突破，如：试验设备精度的需要、试验系统抗干扰性对测试性能