YZR／YZ系列起重及冶金用电动机能效测试方法VIP

锦锋杨俊 j 京起重运输机械设计研究院 北京 100007 摘要：针对出了符合其特点的能效 测试方法。给出了能效测试的测量步骤和计算方法以及测试接线框图，具有较好的可操作性和适用性，为起重 机械能效测试工作奠定了研究基础。 关键词：起重机械；电动机；能效测试；测量 中图分类号：文献标识码：A 文章编号：10010785(2011)12007003 on Z in of an he hi【gh of 引言 能源是国民经济的基础和命脉，节约能源、 提高效率是保障国家能源安全和经济持续增长的 必然选择，是转变经济增长方式、增强企业竞争 力的重要途径，也是保护环境、实施可持续发展 的重要措施。国家质检总局最近提出了要开展起 重机械能效测试方法的研究，起重机械广泛应用 于国民生产的各个领域，然而起重机械的设计、 制造、使用的节能监督管理尚未开展，设备运行 效率低，能源浪费严重，其节能空间非常可观。 作为起重机械的常用驱动机构，冶金用电动机的能效测试方法研究显得尤其必 要，是起重机械能效测试方法研究的重要组成部分。 目前，国内国际都有相应的电动机能效测试标准， 美国和欧盟的各具一定代表性，并且执行能效分级 制度，我国中小型电机也有相应的能效限定值和能 效等级标准，不过对于起重及冶金用电动机的能效 测试，通用的能效测试方法的科学合理性欠缺， 需要有适合产品本身特点的测试方法。 1 电动机通用能效测试方法 为了提高电动机效率测试的精度和重复性， 公益性行业科研专项经费项目(200910237) 一70一 各国对于中小型异步电动机均采用测量各损耗分 量求取效率的损耗分析法。但目前国际上所采用 的具体方法并不统一。表1列出了不同国家和地 区所采用的电动机效率试验方法标准，它们的主 要差别在于对负载杂散损耗的处理。我国电动机 的效率指标基本上与欧盟验 方法也均采用国际电工委员会标准方 法。 1032相异步电动机试验方 法是目前国内最新的三相异步电动机能效试验 方法标准，是各种类型电动机能效试验的参考依 据，该标准介绍了几种常用的确定损耗和效率的 试验方法，每种方法都推荐了适用范围。 表1 电动机效率试验方法标准 中 国 国别、 北美 欧洲 日本 地区 Y 验方 BT 1032 1032 标准 112 ， 2 1所述试验方法属于通用试验方法，仅针 对电动机本身，而在起重、冶金现场情况下，需 起重运输机械 2011(12) 要具体考虑电动机的具体负载情况和工作特点。 鉴于此，作特点的能效试验方法。 21工况的选择 电机工作制的分类是对电机承受负载情况的 说明，它包括启动、电制动、空载、断能停转以 及这些阶段的持续时间和先后顺序，工作制分为 中 按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一 段恒定负载运行时间和一段断能停转时间，每一 周期的启动电流不致对温升产生显著影响。按照 起重机械的实际使用特点，一般选择40的负载 持续率，所以，电动机的基准工作制选为：40，在1 个工作循环 10 定负载运行4 况确定之后，就 可以根据测试线路图进行能效测试工作，线路图 见图1。 图1 压器 输出电源 22输入功率的测量和计算 在 1032相异步电动机试验方 法，输入功率的测量是采用功率表在负载点处采 集瞬时功率，而对于起重机械用的电动机，其负 载大，启动频繁，在启动过程中要消耗一部分能 量，这种测量方法的精确度就会降低，不适用于 避免漏掉启动过程中的损 耗，需要采用电能表的方法来计算输入功率：采 用三相电量表测量每个工作循环4 内电动机的输入电量。记录下输入电能P(h)，输入功率P 为 P =Q 1) 为避免不同温度的影响导致输入功率的测量 误差，需要把输人功率折算到基准冷却介质温度 为25时的修正功率 J。根据 1032三相异步电动机试验方法的规定，将定子绕组 起重运输机械 2011(12) 损耗的折算到基准冷却介质温度下的修正定子损 耗，定子损耗和修正定子损耗分别为 P 5N (2) p l=15 R (3) 式中：， 为定子线电流， 为额定负载热试 验后绕组端电阻，尺 为折算到基准冷却介质温度 为25时的定子电阻。 修正后的输入功率为 P：=+p 1 (4) 23输出功率的测量和计算 使用转矩转速传感器和扭矩测量仪对输出转 速n 、转矩 进行采样测量，采样时间不大于 01 s。每个工作循环的4 个点。根据公式T = +式中转矩读数修正值k 根据 1032三相异步电动机试验方法附录转速的修正公式为 善 5) _ ()J 修正后的输出功率为 ( n：) (6) 24能效计算 根据输入功率和输出功率的测量计算，可以 计算出电动机的能效值，能效为 P = 2100 (7) 为保证测量的精准度，可以多测试几组数据， 取其平均值。 3讨论与分析 上述能效测试方法是采用输入一输出的方法 来测试电机本身的能效，而在工业场合使用电动 机，不仅需要考虑电机本身的能力大小，还需考 虑电机整个系统的能源利用能力。因此，在电机 系统的节能改造中，应使用电动机的综合效率来 考核电动机是否处在经济运行状态。冶金电动机 的效率和功率因素与电动机的负载率基本上成正 相关的关系，保持合适的负载率可以发挥电动机 的最佳运行状态。 起重冶金工业场合所使用的交流电动机、变压 一71 基于视频的塔式起重机振动测试 姚峰林 高世桥 高崇仁 1太原科技大学 太原030024 2北京理工大学机电学院 北京 100081 摘要：介绍了使用多自由度系统来求解塔机振动的方法，分析了此方法的局限性，详细阐述了使用图像 方法测试振动的架构、算法设计、数据结果及处理等。得到也与塔式起重机结构相关的结论。 关键词：塔式起重机；视频；振动；测试 中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：10010785(2011)12007204 by of of to ly， 引言 塔式起重机(以下简称塔机)具有工作效率 高、适用范围广、回转半径大、起升高度高、操 作方便、安装与拆卸方便等特点，广泛应用于建 筑施工和工业起重。它有金属结构部分、工作机 构部分和驱动控制系统部分。塔机的金属结构部 分包括塔身、塔顶、起重臂架、平衡臂架、回转 支承架、底架和台车架等部件。当起重臂架绕塔 机的回转平面作360。回转时，吊重载荷沿起重臂 架运行并升降时，以及因驱动控制系统电机抖动 等原因，加上各机构起、制动的耦合作用，都会 使塔机引起强烈的冲击和振动。严重的振动不仅 影响塔机的工作效率、司机的心理和正常操作以 及舒适性，还会造成主要结构件的疲劳破坏。大 振幅的强迫振动将导致结构破坏，缩短其使用寿 命。考虑工况组合和各种载荷系数，吊重载荷等 动载荷对塔机结构所引起的内力和变形要比同样 大小的静载荷所引起的大得多。 由于塔机结构及构件承受的动载荷一般都很 大，且加载次数较为频繁，更容易产生周期的振 动冲击。近年来，随着高层、超高层建筑的兴起， 自升式塔机需要量猛增，要求塔机具有速度快、 效率高、自重轻、振动小、噪声低等特点。对塔 机的要求不仅考虑到静强度，还要考虑其动强度。 为了避免塔机结构产生共振现象，使塔机结构的 器、电磁开关等用电设备，绝大部分属于感性负 载，特别是交流异步电动机所要求的电流，除需 要拖动的有功电流外，还要有产生磁场的励磁电 流和漏磁电流，因此，在考虑电动机系统的效率 时，需要计人电网中的无功功率损耗，科学评价 电动机的节能水平。 4结束语 的研究给出了符合起重机械使用特点的能效计 算方法，促使电动机朝着更高效的方向发展，对 于开展起重机械能效测试意义重大，也为国家 “十二五”期间节能政策的推广提供了可靠的依 一72一 据。