GB/T 21209-2017用于电力传动系统的交流电机应用导则

ICS29160

K20.

中华人民共和国国家标准

GB/T21209—2017/IECTS60034-252014

代替:

GB/T21209—2007,GB/T20161—2008

用于电力传动系统的交流电机

应用导则

ACelectricalmachinesusedinpowerdrivesystems—Applicationguide

(IECTS60034-25:2014,Rotatingelectricalmachines—

Part25:ACelectricalmachinesusedinpowerdrivesystems—

Applicationguide,IDT)

2017-11-01发布2018-05-01实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布

中国国家标准化管理委员会

GB/T21209—2017/IECTS60034-252014

:

目次

前言

…………………………Ⅴ

引言

…………………………Ⅶ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………2

系统特性

4…………………4

概述

4.1…………………4

系统信息

4.2……………4

转矩转速因素

4.3/………………………4

对电机的要求

4.4………………………8

损耗及其影响电压源变频器供电的感应电机

5()………9

概述

5.1…………………9

变频器供电产生的附加损耗的分布和减少方法

5.2…………………10

变频器特性降低电机损耗

5.3…………11

使用滤波器降低变频器供电引起的电机附加损耗

5.4………………12

温度和预期寿命

5.5……………………12

电机效率的确定

5.6……………………12

噪声振动和扭转振荡

6、…………………13

噪声

6.1…………………13

振动不包括扭转振荡

6.2()……………15

扭转振荡

6.3……………16

电机绝缘电应力

7…………………………16

概述

7.1…………………16

原因

7.2…………………17

绕组电应力

7.3…………………………18

职责

7.4…………………20

降低电压应力的方法

7.5………………20

绝缘应力承受能力

7.6…………………21

轴承电流

8…………………21

变频器供电电机轴承电流的来源

8.1…………………21

高频轴承电流的产生

8.2………………22

共模电路

8.3……………23

杂散电容

8.4……………23

过量轴承电流的后果

8.5………………25

防止高频轴承电流损害

8.6……………25

高压电压源变频器供电电机的额外考虑因素

8.7……………………27

Ⅰ

GB/T21209—2017/IECTS60034-252014

:

高压电流源型变频器供电电机的轴承电流保护

8.8…………………28

安装

9………………………28

接地搭接接地和布线

9.1、……………28

电抗器和滤波器

9.2……………………33

功率因数修正

9.3………………………34

一体化电机集成电机和传动模块

9.4()………………34

电压源变频器供电永磁同步电机的额外考虑因素

10…………………35

系统特性

10.1…………………………35

损耗及其影响

10.2……………………35

噪声振动和扭转振荡

10.3、……………35

电机绝缘电应力

10.4…………………35

轴承电流

10.5…………………………35

永磁体的特殊方面

10.6………………35

高压电压源变频器供电笼型感应电机的额外考虑因素

11……………36

概述

11.1………………36

系统特性

11.2…………………………36

损耗及其影响

11.3……………………37

噪声振动和振荡转矩

11.4、……………37

电机绝缘电应力

11.5…………………38

轴承电流

11.6…………………………40

电压源变频器供电同步电机的额外考虑因素

12………40

系统特性

12.1…………………………40

损耗及其影响

12.2……………………40

噪声振动和扭转振荡

12.3、……………40

电机绝缘电应力

12.4…………………40

轴承电流

12.5…………………………40

方波型电流源变频器供电笼型感应电机的额外考虑因素

13…………40

系统特性见图和图

13.1(3031)……………………40

损耗及其影响

13.2……………………41

噪声振动和扭转振荡

13.3、……………43

电机绝缘电应力

13.4…………………43

轴承电流

13.5…………………………43

六相笼型感应电机的额外考虑因素

13.6……………43

负载换向式电流源变频器供电同步电机的额外考虑因素

14(LCI)…………………43

系统特性

14.1…………………………43

损耗及其影响

14.2……………………45

噪声振动和扭转振荡

14.3、……………45

电机绝缘电应力

14.4…………………45

轴承电流

14.5…………………………45

脉宽调制电流源变频器供电笼型感应电机的额外考虑因素

15(PWMCSI)…………45

系统特性见图

15.1(34)………………45

Ⅱ

GB/T21209—2017/IECTS60034-252014

:

损耗及其影响

15.2……………………46

噪声振动和扭转振荡

15.3、……………46

电机绝缘电应力

15.4…………………46

轴承电流

15.5…………………………46

转子回路上由电压源变频器供电的绕线转子感应异步电机的额外考虑因素

16()…47

系统特性

16.1…………………………47

损耗及其影响

16.2……………………47

噪声振动和扭转振荡

16.3、……………47

电机绝缘电应力

16.4…………………47

轴承电流

16.5…………………………47

其他电机变频器系统

17/…………………47

交交变频器供电传动

17.1……………47

转子回路上由电流源变频器供电的绕线转子感应异步电机

17.2()………………49

电压源变频器供电标准定速感应电机范围内的额外考虑因素

18(IEC60034-12)…49

变频器运行时的转矩降低

18.1………………………49

损耗及其影响

18.2……………………50

噪声振动和扭转振荡

18.3、……………51

电机绝缘电应力

18.4…………………51

轴承电流

18.5…………………………51

最大安全运行转速

18.6………………52

电压源变频器供电同步磁阻电机的额外考虑因素

19…………………52

系统特性

19.1…………………………52

损耗及其影响

19.2……………………52

噪声振动和扭转振荡

19.3、……………52

电机绝缘电应力

19.4…………………52

轴承电流

19.5…………………………52

同步磁阻电机的特殊方面

19.6………………………53

附录资料性附录变频器特性

A()………………………54

附录资料性附录两电平电压源变频器输出电压特性频谱

B()………58

附录资料性附录变频器和电机电力接口处的预期电压

C()…………61

参考文献

……………………65

Ⅲ

GB/T21209—2017/IECTS60034-252014

:

前言

本标准按照给出的规则起草

GB/T1.1—2009。

本标准代替变频器供电笼型感应电动机设计和性能导则和

GB/T21209—2007《》GB/T20161—

变频器供电的笼型感应电动机应用导则与和相比主

2008《》,GB/T21209—2007GB/T20161—2008,

要技术变化如下

:

将的内容合并至相关条款见第章第章附录

———GB/T20161GB/T21209(13、18、A);

将变频器供电电机电压范围扩展到以上见

———1000V(7.4.2);

将笼型感应电机以外的其他类型电机纳入本标准见第章第章第章第章第

———(10、12、14、16、

章

17);

将电压源变频器以外的其他类型变频器纳入本标准见第章第章第章第章

———(13、14、15、17);

增加了术语和定义见

———(3.1、3.3、3.5、3.6、3.14、3.15、3.16);

增加了同步电机转矩转速性能及范围的描述见

———/(4.3.2);

增加了安全运行转速超速性能和超速试验的说明见

———、(4.3.5);

增加了冷却装置及冷却方式的说明见

———(4.3.6);

修改了图变频器输出电压频率特性的例子及其说明见图年版的图

———3“/”(3,20074);

修订了第章损耗及其影响对变频器类型进行了细分见年版的

———5“”:(5.1,20075.1);

增加了图定子铁心振动模式见

———8“”(6.1.3);

修订了第章电机绝缘电应力更新了图第一匝线圈的电压与冲击上升时间的函数关

———7“”:13“

系见图年版的图

”(13,200715);

删除了原表声功率级与输出功率的关系更新为新的表电机端冲击电压绝缘等级限值见

———4,4(

年版的

7.4.1,20076.2.3);

修订了第章轴承电流增加了影响轴承电流的其他因素和特征高压变频器供电电机的具

———8“”:、

体要求等条款

;

增加了第章安装的功率因数修正和一体化电机条款见

———9“”“”“”(9.3、9.4);

增加了第章第章其他类型变频器和交流电机系统的性能特征和具体要求见第

———10~19(10

章第章

~19);

修改了附录增加了变频器并联运行条款见附录年版的

———A,“”(A、A.2.5,20074.4);

修改了附录增加了变频器输出电压特性频谱及电机电流时间特性见附录图

———B,(B,B.1、

图图年版的附录

B.4、B.6,2007A);

增加了附录提供了典型计算案例见附录

———C,(C)。

本标准使用翻译法等同采用旋转电机第部分用于电力传动系统的

IECTS60034-25:2014《25:

交流电机应用导则

》。

与本标准中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下

:

旋转电机定额和性能

———GB/T755—2008(IEC60034-1:2004,IDT);

旋转电机冷却方法

———GB/T1993—1993(IEC60034-6:1991,IDT);

调速电气传动系统第部分电磁兼容性要求及其特定的试验方法

———GB/T12668.3—20123:

(IEC61800-3:2004,IDT);

调速电气传动系统第部分安全要求电气热和能量

———GB/T12668.501—20135-1:、

(IEC61800-5-1:2007,IDT);

Ⅴ

GB/T21209—2017/IECTS60034-252014

:

单速三相笼型感应电动机起动性能

———GB/T21210—2016(IEC60034-12:2016,IDT);

旋转电机电压型变频器供电的旋转电机型电气绝缘结构的鉴别

———GB/T22720.1—2008Ⅰ

和型式试验

(IEC60034-18-41:2006,IDT);

旋转电机电压型变频器供电的旋转电机耐局部放电电气绝缘结构

———GB/Z22720.2—2013

型的鉴别和认可试验

(Ⅱ)(IECTS60034-18-42:2008,IDT);

旋转电机牵引电机除外确定损耗和效率的试验方法

———GB/T25442—2010()(IEC60034-2-1:

2007,IDT);

变频器供电交流感应电动机确定损耗和效率的特定试验方法

———GB/T32877—2016

(IEC/TS60034-2-3:2013,IDT)。

本标准做了下列编辑性修改

:

考虑到我国标准体系标准名称改为用于电力传动系统的交流电机应用导则

———,“”;

增加了参考文献

———。

本标准由中国电器工业协会提出

。

本标准由全国旋转电机标准化技术委员会归口

(SAC/TC26)。

本标准起草单位上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司卧龙电气集团股份有限公司中

:、、

车永济电机有限公司雷勃电气无锡有限公司山东华力电机集团股份有限公司河北电机股份有限

、()、、

公司福建安波电机集团有限公司上海德驱驰电气有限公司浙江金龙电机股份有限公司西安泰富西

、、、、

玛电机有限公司浙江沪龙科技股份有限公司安徽明腾永磁机电设备有限公司南车株洲电机有限公

、、、

司国家桥门式起重机械产品质量监督检验中心江苏大中电机股份有限公司西门子中国有限公司

、、、()、

中达电机股份有限公司康富科技股份有限公司

、。

本标准主要起草人陈伟华顾卫东李秀英赵代夫张培军陈理张文斌杨秀军韩顺虎

:、、、、、、、、、

陈仙根叶叶周传华朱义潜梅洛明周黎民苏文胜

、、、、、、。

本标准所代替标准的历次版本发布情况为

:

———GB/T21209—2007。

———GB/T20161—2006、GB/T20161—2008。

Ⅵ

GB/T21209—2017/IECTS60034-252014

:

引言

变频器供电的电机传动系统的性能特征和运行参数受到整个传动系统的影响包括供电系统变频

,、

器布线电机机械轴系以及控制装置其中每一部分的技术类型繁多本标准引用的一些量值仅为提

、、、,,

示性质

。

电力传动系统的设计涉及一些重要参量考虑到系统内复杂的技术关联和运行状态的多样性要对

,,

这些参量规定数值或限值已超出了本标准的范围和目的

。

现实情况是大多数电力传动系统是由不同制造厂生产的部件组成的本标准的目的在于对这些部

。

件对电机设计及其性能特征的影响尽可能地作出说明

。

本标准涉及的电机包含变频器供电专用设计的交流电机以及规定范围内变频器供

,IEC60034-12

电的电机其设计原本用于电网供电

,。

Ⅶ

GB/T21209—2017/IECTS60034-252014

:

用于电力传动系统的交流电机

应用导则

1范围

本标准描述了变频器供电交流电机的性能特征明确了变频专用电机的设计特点本标准还规定

,。

了作为电力传动系统一部分的电机和变频器之间的接口参数和相互作用包括安装指南但不包括电源

,,

接口处的电压这部分电压由描述

,IECTS61800-8。

系列标准的其他相关部分的一般要求也适用于本标准范围之内的电机

IEC60034。

电机若运行于潜在爆炸性气体环境[1]系列或[2]系列有额外的粉尘防爆的附

,IEC60079IEC61241

加要求

。

安全性并非本标准的主要涉及内容但其给出的一些建议牵涉到必须考虑的安全性问题

,。

若变频器制造商给出了特定的安装建议则宜优先采用其建议