CSA标准 C747-09 小电机能效测试方法

1、加拿大标准协会C747-09小电机能效测试方法ICSA 标准C747-09小电机能效测试方法加拿大标准协会加拿大标准协会C747-09小电机能效测试方法II目录1 范围范围.11.1.11.2.11.3.11.4.21.5.21.6.22 参考出版物参考出版物 .23 定义定义.34. 一般要求一般要求.45. 一般试验要求一般试验要求.45.1 综述.45.2 电源.55.3 频率.55.4 仪表选择.55.4.1 综述.55.4.2 仪器变压器.55.4.3 电压.55.4.4 电流.65.4.5 功率.65.4.6 机械功率.65.4.7 测功机选型.65.5 通风.65.6 最大测量不

2、确定性 .75.6.1 综述.75.6.2 功率.75.6.3 电压和电流.75.6.4 转矩.75.6.5 温度.75.6.6 电动机转速（RPM）.86. 测试方法测试方法.86.1 环境条件.86.2 温度测量.86.3 启动转矩补偿测试 .86.4 热平衡.86.5 负载测试.96.6 其它负载条件 .9加拿大标准协会C747-09小电机能效测试方法III6.7 测功机修正.96.7.1 综述.96.7.2 低负载点（LLP）.106.7.3 空载耦接（NLC）.106.7.4 空载脱开（NLU）.106.7.5 计算.106.8 最终转矩补偿测量 .116.9 转矩补偿确定和修正 .

3、116.9.1 确定.116.9.2 修正.116.10 效率计算.117 确定名义效率确定名义效率.128 标志标志.128.1.128.2.12表格表格 1.13加拿大标准协会C747-09小电机能效测试方法IV加拿大标准协会C747-09小电机能效测试方法1C747-09小电机能效测试方法1 范围范围1.1 本标准详细说明用于测量小型直流与单相和三相交流旋转电机的能效的测试方法。本标准包括如下电机类型：(a) 电容器、永久分相；(b) 电容器、电容启动或电容运转；(c) 分相；(d) 分相启动、电容运转；(e) 罩极；(f)磁阻；(g) 多相感应；(h) 直流*；(i)永磁*；(j)无刷

4、直流*；和(k) 变频器驱动*。*参见条款 4。1.2本标准适用于：(a) 直流电动机和在 1800RPM（或相当的转速）下额定输出功率高于或等于 0.186kW 并低于 0.746kW 的三相交流电动机；和(b) 额定输出功率高于或等于 0.186kW 的单相交流电动机。在本标准中说明的测试方法可以被用于更小的电机。1.3本标准指明名义效率值的引证方法和容许公差。加拿大标准协会C747-09小电机能效测试方法21.4本标准只适用于额定为连续工作制的电动机。1.5本标准中的测量采用国际单位制；但是，如果一向在用其它单位制 ，那么其它单位制可以被用于测试。1.6在 CSA 标准中， “将”被用于

5、表达一个要求，即为了遵守本标准，使用者必须满足的一项规定；“应”被用于表达一项建议，或者它是被建议的但不是必需的；“可以”被用于表达一项选择，或者它在标准的范围内是允许的；和“可能”被用于表达可能性或能力。伴随条款的注解不包括要求和可选要求；伴随每一条款的任一注解的目的是与正文中的解释或说明材料区分开。对表格和图表的注解被视为表格或图表的一部分，可以被写为要求。附录被界定为指令性的（强制的）或指导性的（非强制的）以限定他们的应用。2 参考出版物参考出版物本标准参考如下出版物，并且在参考的地方，它应该用的是如下版本，包括其中公布的所有修订。CSA（加拿大标准协会）C22.2 N0.100-04

6、(R2009)电动机和发电机CAN/CSA-C60044-1-07仪器变压器 部分 1：电流变压器CAN/CSA-C60044-2-07仪器变压器 部分 2：感应式电压变压器IEEE（电气与电子工程师协会）120-1989加拿大标准协会C747-09小电机能效测试方法3电源电路电气测量主测试指南NIST（美国国家标准与技术研究所）技术说明 1297(1994)NIST 测量结果不确定性评估与表达指南3 定义定义下面的定义将应用于本标准：连续工作制 在一个连续额定负载下和在足以达到热平衡的持续阶段下运行。测功机试验 由转轴转矩、凭借测功机和连同转速来确定作为电动机的机械的输出机械功率的测试。效率

7、 下列比值之一，采用一致单位来计算确定，并以百分比表示：(a) 输出/输入；(b) (输入-损耗)/输入；或者(c) 输出/(输出+损耗)满负载 (a) 对有空气掠过电动机，在铭牌额定电压和电流下测量的功率输出。对多抽头有空气掠过电动机，在最高转速抽头的额定负载；(b) 对需要变频器操作的变速电动机，在制造商指定的转速下的额定功率输出。或者(c) 对所有其它电动机，电动机的额定马力数。输入功率 在线路连接中测得的电功率。负载 表示对电动机要求的电功率和机械功率的所有数值。空载 当没接任何负载时运转电动机的状态。名义效率 巨大数量的同种设计的电动机在满负载下的平均效率（参见条款 7） 。输出功率

8、 在电动机转轴上测量出的机械功率。额定值 包括在等级评估中的一个量的数值。热平衡 电动机达到恒温和观测到的温升在超过 30 分钟的时间期变化不超过 1C 的状态。加拿大标准协会C747-09小电机能效测试方法4总谐波失真（THD） 至少到第 20 个的谐波分量（En）的总和的均方根值与基波分量（E1）的均方根值的比率，计算如下：THD=20 = 2(1)2其中En = 电压波的总均方根值，VE1 = 电压波的基波分量的总均方根，V总损耗 输入和输出之间的差异。测量不确定度 一个相关测量结果的参数，该参数描述合理归因于被测变量的值的离散性。注意：(1) 该参数可以是一个标准偏差（或它的一个给出倍

9、数）或者一个置信域的半宽。(2) 测试不确定度由许多成分构成。一些成分通过用系列测量的统计分布来评估，并可以通过试验标准偏差来描绘。其它也可以通过试验标准偏差来描绘的成分，基于试验或其它信息、运用假定的概率分布来评估。(3) 测量的结果是被测变量值的最佳估计；所有包括由系统影响（例如相关校正和参考标准的成分）引起的不确定成分促成离散性。(4) 需要进一步的信息，参见 NIST(美国国家标准与技术研究所)技术注意 1297。4. 一般要求一般要求按本标准待测电机的制造将符合 CSA C22.2 No. 100。需要变频器在交流电下运转电动机，电动机和变频器将被一起测试。5. 一般试验要求一般试验

10、要求5.1 综述综述除非另外说明，所有的数量将是均方根值。注意：来自正弦波形、平衡的供电电压和额定频率的偏差，将导致电动机损耗加大和效率降低，并应该被避免。加拿大标准协会C747-09小电机能效测试方法55.2 电源电源供电电源应该密切接近正弦波形，和为测试三相电动机，将提供对称三相电压（参见条款5.4.3） 。电压总谐波失真将不超过 5%。除非另外说明，做测试的电源频率将保持在要求值的0.5%之内。5.3 频率频率频率的快速变化在输入 输出测试中将不被容许，因为这种波动能被传输到输出测量仪器上。来自额定频率的任何偏离会影响到效率。做测试时，频率将被保持在要求值的0.5%之内。5.4 仪表选择

11、仪表选择5.4.1 综述综述所选的用于测量的指示仪表将显示良好，也就是说，分度值小数位容易被估计，并且如此小数位占读数的很小百分比。指示仪表将已经在使用前 12 个月内标定，以限制误差不高于满标偏转的0.2%，此可以追溯到国家标准。有相当测量精确度的数显或计算机打印输出仪器也可以被应用。注意：注意：更多地关于仪器使用的信息在 IEEE 120 中给出。5.4.2 仪器变压器仪器变压器当用电流和电位仪器变压器时，必要时将对电压和电流测量中的比率误差进行修正（参见条款 5.2 和 5.4.1） 。仪器变压器的比率误差将不高于 0.3%。5.4.3 电压电压电压将在线路连接中读数。只有当额定电压变化

12、不超过5%时，才将做测量。只有当来 0.自额定电压的电压失衡不超过时，才将做三相电动机测试。 0.5%注意：注意：电压失衡的百分率等于 100 乘以来自平均电压的最大电压偏差除以平均电压（参见条款 5.2） 。加拿大标准协会C747-09小电机能效测试方法65.4.4 电流电流加到电动机及任何控制或调节设备上的线路电流将在线路连接中测量。对于三相电动机测试，电动机每一相的线路电流都将测量。如果三个相的线路电流是不等的，在计算来自测试数据的电动机性能时用算术平均值。5.4.5 功率功率功率将在线路连接中测量。输入功率将按如下测量：(a) 对于单相测试，用单相瓦特计；和(b) 对于三相测试，用(i

13、)两个单相瓦特计如双瓦特计法连接；(ii)一个多相瓦特计；或者(iii)三个单相瓦特计。在瓦特计上读得的总输入功率将减去在仪器电压回路上的数额 I2R（这里 I 是电流和 R 是电阻） ，同时该数额是读得的总功率的可测量部分。注意：注意：关于瓦特计连接方法的进一步信息在 CAN/CSA-C60044-1 和 CAN/CSA-C60044-2 中给出。5.4.6 机械功率机械功率要注意确保机械功率输出测量的准确性。机械功率输出将用以下来测量：(a) 测功机；(b) 转矩转换器；或者(c) 反作用扭矩表。5.4.7 测功机选型测功机选型如果用测功机测量，将计算一个修正系数，以允许连接和承受摩擦和惯

14、性误差（参见条款6.8） 。用于该测试的测功机将这样选型，如果在被测电动机的额定转速下测试，测功机的最小负载不高于电动机额定输出的 15%。5.5 通风通风在测试期间，空气掠过式电动机要提供足够的通风，以保持绕组温度在满负载下低于绕组绝缘的额定温度。加拿大标准协会C747-09小电机能效测试方法75.6 最大测量不确定性最大测量不确定性 5.6.1 综述综述条款 5.6.2 到 5.6.6 详细说明在用本标准列举的测试方法确定电动机的效率的测量中的不确定性。5.6.2 功率功率功率将有一个在被测电动机的额定满负载下的读数的的最大不确定性（包括仪器变 0.5%压器误差） 。这将包括来自功率计、电

15、流变压器（CTs）和电源变压器（PTs）的所有误差。如果功率测试系统的所有组件不能作为一个系统一起被标定，总误差将用所有误差（功率计、电流变压器和电源变压器）的平方和的方根来计算。注意：注意：当前没有对用于功率测量系统的仪器变压器的最大位相角偏差的详述。应该用一个最大值15 角。至少 5.6.3 电压和电流电压和电流电压和电流将有一个在被测电动机的额定满负载下的读数的0.5%的最大不确定性（包括对电压的电源变压器（如果用的话）误差和对电流的电流变压器误差） 。5.6.4 转矩转矩转矩将有一个在被测电动机的额定满负载下的读数的1.0%的最大不确定性（包括所用的任何信号调节器和显示读出仪器的不确定

16、性，以及力臂长度的不确定性（如果用的话） ） 。这将包括各种来源误差，包括负载单元和力臂长度。要注意确保在测试之前及之后核实补偿，并且这也要考虑在内。5.6.5 温度温度温度将有一个1.5C 的最大不确定性。加拿大标准协会C747-09小电机能效测试方法85.6.6 电动机转速（电动机转速（RPM）电动机转速（RPM）将有一个读数的0.2%的最大不确定性。6. 测试方法测试方法6.1 环境条件环境条件所有测试将在环境温度 20 到 40C 的房间内进行。注意：注意：对于带热交换和外部冷却媒介的电动机，环境温度定义为在电动机空气入口的冷却空气的温度。6.2 温度测量温度测量热电偶或其他温度测量装

17、置将被装上(a) 在电动机里的绕组顶部线匝上；(b) 在电动机里的冷却空气循环通道的槽中；或者(c) 在认为能产生最高机壳温升的电动机机壳的表面。也可以用电阻升高法测量温度。如果在测试空气掠过式电动机，电动机的绕组温度将是 755C。6.3 启动转矩补偿测试启动转矩补偿测试在测试之前，转矩补偿 T1 补偿将被测量，测量时电动机要与负载装置脱开。对同轴转矩转换器，转换器的或者电动机端或者负载端可以被脱开。6.4 热平衡热平衡额定的电压、频率和满载转矩将被加到电动机上直到达到热平衡。满载转矩将由如下确定：(a) 转矩(ozft)=(HP8.407104)/RPM(b) 转矩(ftlb)=(HP5.

18、254103)/RPM(c) 转矩（Nm）=(HP9.549103)/RPM注意：注意：HP=马力；RPM=铭牌上的每分钟转数。加拿大标准协会C747-09小电机能效测试方法9当在满载转矩下达到恒定的绕组或机壳温度，负载测试将如在条款 6.5 所详细描述的去做。6.5 负载测试负载测试在改变电动机负载之前，负载数据将被测量和记录。如果绘制效率相对输出功率的曲线，至少应该用 5 个负载点，其中至少 4 个负载点大体等分于额定负载的 25%和 100%之间以及1 个相配的负载点在额定负载的 100%和 125%之间。电动机将从满负载开始加载，再依降序依次移到想要的最低负载点。在每一个负载点将在加载

19、后 30 秒内对以下数据进行测量和记录：(a) 线电压 V；(b) 线电流 A；(c) 转速 RPM；(d) 输入功率 kW；(e) 转矩输出 Nm；注意：注意：在本标准中，两术语转矩输出和电动机转矩可以互换。(f)频率 Hz；(g) 环境温度 C；和(h) 绕组温度 C。在每一个测量之后，如果不是所有的测量可以在 3 分钟之内做好，满负载需要重新加到电动机上直到返回到根据条款 6.4 记录的热平衡温度。6.6 其它负载条件其它负载条件除了在满额定转速下做负载测试，电动机要将在每一个可选转速、电压、或者频率下进行测试。连续变速电动机要将在满速的 75%和 50%下被测试。在每一个额外的测试转速

20、下，负载转矩将是如下：T = T(满速、满载)(测试转速)2/(满速)2如果被测电机是一个多抽头电机，用于定义电动机铭牌额定值的那个抽头应该是用于确定电动机效率的那个抽头。6.7 测功机修正测功机修正6.7.1 综述综述当在被测电动机和测功机之间用同轴转矩转换器或定子反作用测功机来测量转矩时，测功机损耗不影响测量，并且不将进行测功机修正。加拿大标准协会C747-09小电机能效测试方法10当在用负载单元和力矩臂的测功机上测量转矩时，测功机损耗确实影响测量，并且将做测功机修正。当测试连续变速或多抽头电动机时，在每一个转速点要确定测功机修正系数。6.7.2 低负载点（低负载点（LLP）调整测功机到电

21、动机额定满载的 10%到 25%，将测量和记录以下数据：(a) 线电压 V；(b) 线电流 A；(c) 转速 RPM；(d) 输入功率 PLLP、kW；和(e) 电动机转矩 TLLP、Nm。注意：注意：可以用于根据条款 6.5 做测量。6.7.3 空载耦接（空载耦接（NLC）耦接在测功机上，负载要减小到最小测功机负载（空载耦接） ，电动机将运行在额定电压和频率下，以下数据要被测量和记录：(a) 线电压 V；(b) 线电流 A；(c) 转速 RPM；(d) 输入功率 PNLC、kW；和(e) 电动机转矩 TNLC、Nm。6.7.4 空载脱开（空载脱开（NLU）测功机要即刻与电动机脱开，并且以下数

22、据要在额定电压和频率下被测量和记录：(a)线电压 V；(b)线电流 A；(c)输入功率 PNLU、kW；和(d)转速 RPM。注意：注意：应该用非接触转速计以避免对空载状态下的电动机加载。6.7.5 计算计算测功机修正系数（TdynoCF）将按如下计算：= 实际TNLC其中测得的耦接测功机的空载的电动机转矩、Nm（参见条款 6.7.3） =加拿大标准协会C747-09小电机能效测试方法11实际= 斜率 ( )其中斜率=-测得的在最低负载测试点的电动机转矩、Nm（参见条款 6.7.2）=测得的在最低负载测试点的电动机输入功率、kW（参见条款 6.7.2）=测得的耦接测功机的空载的输入功率、kW（

23、参见条款 6.7.3） =测得的脱开测功机的空载的输入功率、kW（参见条款 6.7.4） =如果测功机修正系数大于在测电动机的满载转矩的 5%，则该测试视作无效。6.8 最终转矩补偿测量最终转矩补偿测量在测试快结束时，转矩补偿 T2 补偿将在电动机与负载装置脱开的情况下被测量和记录。对同轴转矩转换器来说，可以脱开转换器的或者电动机端或者负载端。6.9 转矩补偿确定和修正转矩补偿确定和修正6.9.1 确定确定如果根据条款 6.3 测得的 T1 补偿与根据条款 6.8 测得的 T2 补偿之间的绝对差大于在测电动机的额定满载转矩的 1%，那么该测试将被视作不符合要求的。差错的根源将被调查和纠正，并且

24、要重做该测试。6.9.2 修正修正对于不需测功机修正系数的测功机，根据条款 6.8 测得的转矩补偿 T2 补偿在做负载测试期间要被从测得的转矩值中减去。另外，在测功机修正系数 TdynoCF包括补偿的情形下，T2 补偿等于零。6.10 效率计算效率计算每一个负载点（参见条款 6.6）的效率将被按照如下计算：效率=(测得+ 2补偿)9549 输入 其中加拿大标准协会C747-09小电机能效测试方法12根据条款 6.5 测得的转矩、Nm测得=根据条款 6.7 确定的测功机修正系数、Nm=根据条款 6.8 测得的转矩补偿、Nm2补偿=根据条款 6.5 测得的输入功率、kW输入=根据条款 6.5 测得的电动机转速、RPM =7 确定名义效率确定名义效率名义效率值要从表格 1 中的栏目 A（名义效率水准）里选择。实际电动机效率值要不低于在栏目 B 里指明的相关最