(高清版)GBT 9651-2022 单相异步电动机试验方法

单相异步电动机试验方法Testmethodsforsingle-phaseinductionmotors2022-12-30发布国家标准化管理委员会I 2规范性引用文件 l3术语和定义 14试验的基本要求 5试验准备 l6温升试验 27效率的测定 28堵转试验 69其他试验项目 6图1工作特性曲线 3图2空载特性曲线 4Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件代替GB/T9651—2008《单相异步电动机试验方法》,与GB/T9651—2008相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：——增加了术语和定义(见第3章);——删除了“试验项目”“试验设备”和“测量”三章(见2008年版的第3章、第4章和第5章);——增加了“试验的基本要求”“试验准备”两章(见第4章、第5章);——更改了温升试验方法，按GB/T5171.21—2016中6.5的规定(见第6章，2008年版的第8章);——更改了工作特性曲线图(见图1,2008年版的图4);——删除了“短时升高电压试验”和“寿命试验”(见2008年版的10.15和10.17);——增加了“尺寸检查”“重复电气强度试验”“匝间绝缘电气强度试验”“偶然过电流试验""其他环——删除了仪器仪表误差的修正方法(见2008年版的B.2、B.3和B.4)。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国电器工业协会提出。本文件由全国旋转电机标准化技术委员会(SAC/TC26)归口。本文件起草单位：中国电器科学研究院股份有限公司、卧龙电气驱动集团股份有限公司、青岛海关技术中心、广东威灵电机制造有限公司、湖州越球电机有限公司、宁波杜亚机电技术有限公司、广东哈士奇制冷科技股份有限公司、珠海格力电器股份有限公司、常州祥明智能动力股份有限公司、杭州微光电子股份有限公司、青岛海尔智能技术研发有限公司、青岛海容商用冷链股份有限公司、杭州江南电机股份有限公司、威凯检测技术有限公司、青岛艾普智能仪器有限公司、海城三鱼泵业有限公司、福建省产品质量检验研究院、威凯认证检测有限公司、嘉兴威凯检测技术有限公司、广东义胜检测有限公司、广东当家人智能电器有限公司、西安旭迈智能家电科技有限公司、广东雅音科技有限公司、福建和裕家居科技有限公司、广东铭凯科技有限公司、陕西协佳亚光软件有限公司、陕西亚特尼电子有限公司、陕西法希达电子有限公司、义乌市捷诚模具有限公司。本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：——1988年首次发布为GB/T9651—1988,2008年第一次修订；——本次为第二次修订。1GB/T9651—2022单相异步电动机试验方法1范围本文件描述了单相异步电动机试验的基本要求、试验准备、温升试验、效率的测定、堵转试验及其他试验项目。本文件适用于单相异步电动机。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T755旋转电机定额和性能GB/T4942—2021旋转电机整体结构的防护等级(IP代码)分级GB/T5171.21—2016小功率电动机第21部分：通用试验方法GB/T10069.1旋转电机噪声测定方法及限值第1部分：旋转电机噪声测定方法GB/T12350小功率电动机的安全要求GB/T12665电机在一般环境条件下使用的湿热试验要求JB/T10490小功率电动机机械振动振动测量方法、评定和限值3术语和定义GB/T5171.21—2016界定的以及下列术语和定义适用于本文件。基准工作温度referenceoperatingtemperature绕组工作温度修正至25℃基准冷却介质温度时的值。4试验的基本要求4.1试验环境条件应符合GB/T5171.21—2016中4.1的规定。4.2试验电源应符合GB/T5171.21—2016中4.2的规定。4.3测量仪器的使用应符合GB/T5171.21—2016中4.3的规定。5试验准备5.1绝缘电阻的测定应符合GB/T5171.21—2016中5.1的规定。5.2冷态绕组温度θ,和冷态绕组电阻R,的测定应符合GB/T5171.21—2016中5.2的规定。26温升试验6.1概述温升试验的目的是确定电动机在规定负载条件下运行时绕组和电动机某些部分温度高于冷却介质温度的温升。6.2一般性要求试验期间采取措施尽量减少冷却介质温度的变化。应对被试电动机予以防护以阻挡其他机械或周围环境产生的气流对被试电动机的影响，一般非常轻微的气流足以使温升试验的结果产生很大的偏差。引起周围空气温度快速变化的环境条件对温升试验是不适宜的，电动机之间应有足够的空间，容许空气自由流通。如试验结束时冷却介质温度与使用地点所指定的冷却介质温度之差大于30K,应按GB/T755的规定对温升限值进行修正。6.3温升试验结束时冷却介质温度的确定应符合GB/T5171.21—2016中6.3的规定。6.4电动机绕组及其他各部分温度的测量方法应符合GB/T5171.21—2016中6.4的规定。6.5温升试验方法应符合GB/T5171.21—2016中6.5的规定。6.6绕组工作温度θ₂的计算应符合GB/T5171.21—2016中6.6的规定。6.7绕组温升Aθ的计算应符合GB/T5171.21—2016中6.7的规定。6.8修正至基准冷却介质温度应符合GB/T5171.21—2016中6.8的规定。6.9空载温升试验对电容运转和双值电容电动机进行空载温升试验时，被试电动机在额定频率、额定电压下空载运行，直至电动机各部分温度达到热稳定状态后切离电源，立即将电动机停转，迅速测量主、副绕组的电阻值，以求取绕组的温升。7效率的测定7.1概述效率测试方法按直接法(A法)进行。对带有密封圈的电动机，无特别约定时效率测定应在卸掉密3封圈后进行。7.2直接法(A法)应符合GB/T5171.21—2016中7.2的规定。7.3工作特性曲线的测取图1工作特性曲线工作特性曲线应在电动机的温度接近热状态时在负载试验中测取。此时，在1.25倍～0.25倍额定功率范围内测取6点～8点读数，每点应测取下列物理量的数值：电压、电流、输入功率、转差率(或转速)及转矩。7.4各项损耗的确定7.4.1指定温度下定子绕组I²R损耗Pcuis7.4.1.1分相起动电动机与电容起动电动机分相起动电动机与电容起动电动机的定子绕组I²R损耗Pes,按照公式(1)计算： (1)式中：Puts——定子绕组损耗，单位为瓦特(W);I₁——定子主绕组相电流，单位为安培(A);Rlef——换算到基准工作温度时定子主绕组的电阻值，单位为欧姆(Ω)。7.4.1.2电容运转电动机与双值电容电动机对电容运转电动机，Ps包括运转电容器的损耗，按照公式(2)计算：式中：I₄——定子副绕组相电流，单位为安培(A);R。——换算到基准工作温度时定子副绕组的电阻值，单位为欧姆(Ω);Re——电容器等效电阻，单位为欧姆(Ω),按照公式(3)计算：4式中：Pc——电容器损耗功率，单位为瓦特(W),在电容器端电压接近额定工作电压时以低功率因数功率表测得；I。——在同一电压下的电容器电流，单位为安培(A)。7.4.2摩擦和风阻损耗P7.4.2.1空载电流和空载损耗的测定测定前，电动机应在额定电压、额定频率下空载运转，使机械损耗达到稳定，即输入功率相隔半小时的两个读数之差应不大于前一个读数的3%;对小功率电动机，可空载运转15min～30min。检查试验时，空载运转的时间可适当缩短。型式试验时，应测取空载特性曲线，即空载电流I。和空载输入功率P。与空载电压U。的标幺值(U₀/Ux)的关系曲线，见图2,Uv为额定电压。图2空载特性曲线试验时，施于定子绕组上的电压应从1.1倍～1.3倍额定电压开始，逐步降低到可能达到的最低电压值，即功率和电流开始回升时为止，其间测取7点～9点读数，每点应测取下列物理量的数值：电压、电流、输入功率。空载输入功率应采用低功率因数瓦特表测量。进行空载试验时，电动机的副绕组应开路(对电容运转电动机与双值电容电动机)。试验结束，应立即测量定子绕组的电阻。对空载电流大于70%额定电流的电动机，宜尽可能在每点读数后测量定子绕组的电阻。检查试验时，可仅测取额定电压时的空载电流和空载输入功率。7.4.2.2转子绕组等值电阻的测定r²紧接着空载试验后，在转子静止状态下，主绕组施以低值电压，使绕组中的电流等于或接近额定值，测取电压U、电流I及输入功率P,以求取转子绕组等值电阻r2。5GB/T9651—20227.4.2.3试验结果的计算转子绕组等值电阻r?按照公式(4)计算：………(4)r?——转子绕组等值电阻，单位为欧姆(Ω);Pik——输入功率，单位为瓦特(W);I——电流，单位为安培(A);rom——空载试验后测得的主绕组电阻，单位为欧姆(Ω)。定子绕组的空载I3R损耗Poca,按照公式(5)计算：Poca=I8(r₁+0.5r₂)…………(5)式中：Pocu——定子绕组的空载损耗，单位为瓦特(W);rio——空载试验后测得的定子绕组电阻，单位为欧姆(Ω)。铁耗与摩擦和风阻损耗之和P。,按照公式(6)计算：P%=Pr+P=P₀-Po………(6)式中：P'铁耗与摩擦和风阻损耗之和，单位为瓦特(W):Pre——铁耗，单位为瓦特(W);Pw——摩擦和风阻损耗，单位为瓦特(W);P。——空载输入功率，单位为瓦特(W)。为了分离铁耗与摩擦和风阻损耗，作曲线P6延长曲线的直线部分与纵轴交于P点(图2),P点的纵坐标OP即为电动机的摩擦和风阻损耗。7.4.3指定温度下转子I²R损耗Pmzs转子绕组I²R损耗按公式(7)计算：Pu₂s=(P₁-Peuls-Pre)s……(7)式中：Pu₂s——转子绕组损耗，单位为瓦特(W);P₁——定子输入功率，单位为瓦特(W);Pcuts——定子绕组损耗，单位为瓦特(W);Pr——铁耗，单位为瓦特(W);铁耗Pr按照公式(6)确定。7.4.5杂散损耗Ps杂散损耗是总损耗中不包含定子绕组损耗、转子绕组损耗、铁耗、摩擦和风阻损耗之和的部分。6GB/T9651—20227.4.5.2间接测量杂散损耗可间接由总损耗减去定子绕组损耗、转子绕组损耗、铁耗、摩擦和风阻损耗得到，如公式(8):Psx=2P-Pcus-Pcu2s-PFe-P………………(8)式中：Px——杂散损耗，单位为瓦特(W);5J总损耗，单位为瓦特(W);Pw——摩擦和风阻损耗，单位为瓦特(W)。7.4.5.3绕线转子电机的直接测量法这个方法中，转子通直流电流，定子绕组接线端短路并在电路中接一个电流表。采用外力使转子达到同步转速；调节转子励磁电流使得定子绕组回路中的电流值达到杂散损耗测定的要求值。杂散损耗可由公式(9)得到：式中：P,——以直流电驱动转子所需的机械功率，单位为瓦特(W);P;——不通直流电驱动转子所需的机械功率，单位为瓦特(W);Pq——定子在测试温度下的铜耗，单位为瓦特(W)。这个方法的精度可通过描绘杂散损耗与定子电流的直角坐标图来提高。参数P、,(P,—Pí)和P。满足公式(10):式中：P;——P₁=Ps,P₂=P,-Pr,P₃=Ps;A;——图标中Y坐标上取的点；I——杂散损耗试验时测得的电流直线；N;——图标中的倾斜度。7.5单相异步电动机功率因数的计算应符合GB/T5171.21—2016中7.4的规定。8堵转试验应符合GB/T5171.21—2016中第8章的规定。9其他试验项目9.1尺寸检查应符合GB/T5171.21—2016中9.1的规定。9.2短时过转矩试验应符合GB/T5171.21—2016中9.2的规定。79.3最大转矩的测定应符合GB/T5171.21—2016中9.3的规定。9.4最小转矩的测定应符合GB/T5171.21—2016中9.4的规定。9.5转动惯量的测定应符合GB/T5171.21—2016中9.5的规定。9.6噪声的测定应符合GB/T10069.1的规定。9.7振动的测定应符合JB/T10490的规定。9.8电气强度试验应符合GB/T5171.21—2016中9.9的规定。9.9重复电气强度试验应符合GB/T5171.21—2016中9.10的规定。9.10匝间绝缘电气强度试验应符合GB/T5171.21—2016中9.11的规定。9.11工作温度下的泄漏电流测试应符合GB/T5171.21—2016中9.12的规定。9.12偶然过电流试验应符合GB/T5171.21—2016中9.13的规定。9.13超速试验应符合GB/T5171.21—2016中9.14的规定。9.14防护等级测试应符合GB/T4942—2021的规定。9.15湿热试验应符合GB/T12665的规定。9.16其他环境试验应符合GB/T5171.21—2016中9.17的规定。89.17其他安全试验应符合GB/T12350的规定。9.18工作期限试验应符合GB/T5171.21—2016中9.19的规定。9.19转矩-转速特性转矩-转速特性是转矩和转速之间从零转速到同步转速的关系。该曲线将包括最大转矩、最小转矩和堵转转矩。以下方法可用来测量转矩-转速特性。试验时应记录足够的点数，以确保曲线能绘制在关键的电源频率在测试过程中应稳定保持在额定值。方法1到方法4要求对于每组数据需要保持稳定的转速。因此，这些方法不能用于转矩随转速快速增加而增加的区域。9.19.2.1方法1——测量输出法被测电动机连接到测功机或其他的负载电机上以使电动机转速可通过变化的负载来控制。负载下的摩擦和风阻损耗应预先确定。转矩的测试值应按照GB/T5171.21—2016中附录B进行修正。测试数据应在约1/3同步转速与最高转速之间测得。在记录数据的时候，转速应保持恒定，确保加速或减速不会影响记录数据的值。在每一个转速点应读出电压、电流和转矩数值。试验过程中注意避免电动机过热。总输出功率是测量的输出功率和负载损耗之和。因此对应每个转速n下的转矩T可按公式(11)式中：T——转矩，单位为牛顿米(N·m);P₂——输出功率，单位为瓦特(W);Pw——摩擦和风阻损耗，单位为瓦特(W);9.19.2.2方法2——加速度法该方法应通过计算或者测量先求取转动部件的瞬间转动惯量。当电动机从静止加速到接近同步转速时，应在固定的时间间隔中读取电流和转速值。转矩T可按公式(12)计算：式中：T——转矩，单位为牛顿米(N·m);J——瞬间转动惯量，单位为千克二次方米(kg·m²);n——转速，单位为转每分(r/min);t——时间，单位为秒(s)。当这个方法应用于40W及以下电动机时，转速宜采用频闪