GBT 25442-2026 旋转电机（牵引电机除外）确定损耗和效率的试验方法标准立项发展报告

旋转电机（牵引电机除外）确定损耗和效率的试验方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:TestMethodsforDeterminingLossesandEfficiencyofRotatingElectricalMachines(ExcludingTractionMotors)摘要关键词：旋转电机；损耗测定；效率试验；标准修订；IEC采标；能效评价AbstractRotatingelectricalmachines,ascorepowerequipmentintheindustrialsector,havetheirlossandefficiencydeterminationdirectlylinkedtothenationalenergyconservationandemissionreductionstrategyandthehigh-qualitydevelopmentoftheequipmentmanufacturingindustry.WiththecontinuousrevisionoftheIECefficiencyteststandardsystemandtheupgradingofChina'smotorenergyefficiencystandards,thecurrentGB/T25442-2010standardcanhardlyfullyadapttothepracticaldemandsoftechnologicaladvancementandindustrialdevelopmentintermsoftestmethodcoverage,measurementuncertaintyevaluation,andvariable-frequencypowersupplytesting.Thisreportcomprehensivelyelaboratesontheprojectbackground,revisionnecessity,maintechnicalcontents,andexpectedbenefitsofthestandard.ThestandardfullyadoptsthelatestversionofIEC60034-2-1:2024,systematicallyimprovestechnicalclausesconcerninglow-uncertaintytestmethods,indirectlossdeterminationprocedures,andefficiencydeterminationmethodsundervariable-frequencypowersupplyconditions,andcarriesouttechnicalrevisionsonkeycontentssuchasauxiliaryequipmentlossdeductionandtesttolerances.ThepublicationandimplementationofthestandardwilleffectivelypromotethealignmentofChina'smotorindustrytestmethodswithinternationalpractices,enhancetheconsistencyandinternationalcomparabilityofhigh-efficiencymotorenergyefficiencyevaluation,andprovidemoresolidtechnicalsupportfortheimplementationofthenationalenergyefficiencylabelingmanagementsystemandgreenlow-carbondevelopment.Keywords:rotatingelectricalmachines;lossdetermination;efficiencytest;standardrevision;IECadoption;energyefficiencyevaluation1引言旋转电机是将电能转换为机械能或将机械能转换为电能的电磁装置，广泛应用于工业驱动、发电、交通运输、家用电器等国民经济各个领域。据统计，电动机消耗的电能约占全社会总发电量的60%以上，是终端用电设备中能耗占比最大的单一品类。在全球应对气候变化、推动绿色低碳转型的大背景下，电机系统的能效提升被公认为最具成本效益的节能减排路径之一。而电机损耗和效率的准确测定，是一切能效评价工作的技术基础和前提条件。国际电工委员会（IEC）于2024年发布了IEC60034-2-1:2024《旋转电机第2-1部分：确定损耗和效率的试验方法（牵引电机除外）》最新修订版，对效率试验方法体系进行了重大技术更新。与此同时，我国《电动机能效限定值及能效等级》（GB18613-2020）和《永磁同步电动机能效限定值及能效等级》（GB30253-2013）等强制性能效标准相继发布实施，对电机效率试验方法提出了更高要求。在此背景下，对现行推荐性国家标准GB/T25442-2010进行全面修订，同步采标最新国际标准，既是我国标准化工作服务产业发展、推动技术进步的必然要求，也是落实《国家标准化发展纲要》提出的"推动国内国际标准化协同发展"战略部署的具体举措。本报告从标准修订的背景与必要性、主要技术内容、与现行标准及国际标准的对比分析、预期效益等多个维度，对该标准的立项和修订情况进行系统阐述，以期为标准的实施应用和推广提供翔实的参考依据。2标准修订背景2.1国际标准发展动态IEC60034-2-1是国际上关于旋转电机损耗和效率试验方法最具权威性的标准文件，在国际贸易和能效互认中发挥着基础性作用。该标准的历次修订均对全球电机行业产生深远影响。2014年，IEC发布了IEC60034-2-1:2014版本，确立了以"低不确定度试验方法"为核心的新一代效率试验方法体系，将附加损耗的测定从传统的"剩余损耗法"（间接测定）推进到"转矩测量法"（直接测定）与"剩余损耗法"并行的技术格局，并在效率计算中明确引入了"辅助设备损耗"的扣除规则。2024年，IEC进一步发布了该标准的修订版IEC60034-2-1:2024，在试验方法适用性界定、变频供电试验程序、不确定度评定方法等方面进行了系统性更新。欧盟、美国、日本等主要经济体均通过法规或技术法规引用的方式，将IEC60034-2-1转化为区域性标准或国家标准，作为电动机能效市场准入的技术依据。2.2国内标准现状及问题我国现行GB/T25442-2010《旋转电机（牵引电机除外）确定损耗和效率的试验方法》系修改采用IEC60034-2-1:2007编制而成，于2010年发布实施。该标准在我国电机行业的效率试验和能效评价工作中发挥了重要的基础性作用。然而，随着技术发展和标准体系的更新迭代，现行标准已显现出多方面的局限性和不适应性：第一，现行标准实施至今已十余年，期间IEC标准内容已发生重大变化。GB/T25442-2010所依据的IEC60034-2-1:2007在试验方法体系上与2014版和2024版存在显著差异，尤其是在附加损耗测定策略、低不确定度方法的技术要求等方面，现行标准的诸多内容已与国际通行的最新方法体系不一致，造成我国电机产品效率试验结果与国际测试数据的可比性不足。第二，近年来我国变频调速电机市场占有率快速攀升，变频供电条件下的电机损耗和效率测定需求日益迫切。但现行标准主要基于正弦波供电条件，对变频器供电下的试验程序、测量要求和谐波处理等内容缺少系统规定，导致变频电机效率评价缺乏统一的技术依据。第三，我国《电动机能效限定值及能效等级》（GB18613-2020）等强制性标准已更新实施。按照能效标准的一般编制规则，效率试验方法应引用相应的方法标准。试验方法标准与能效标准之间的配套性和协调性需要在新一轮修订中予以保障。第四，高端电机产品的研发和国际贸易对效率试验的测量不确定度提出了更高要求。现行标准在测量不确定度评定方面的内容相对薄弱，与ISO/IEC导则98-3《测量不确定度表示指南》（GUM）的衔接不够充分。综上所述，对GB/T25442-2010进行全面修订，建立与最新国际标准接轨、适应我国电机产业发展需求的效率试验方法标准体系，已成为标准化工作的紧迫任务。3标准修订目的与原则3.1修订目的本标准的修订旨在实现以下目标：（1）采标最新国际标准。等同采用IEC60034-2-1:2024，将我国旋转电机损耗和效率试验方法与国际最新技术体系全面对接，消除技术性贸易壁垒，促进我国电机产品的国际贸易和能效互认。（2）服务能效监管需求。为《电动机能效限定值及能效等级》（GB18613-2020）和《永磁同步电动机能效限定值及能效等级》（GB30253-2013）等强制性能效标准的实施提供科学、统一、可操作的试验方法支撑。（3）适应技术发展趋势。系统补充和完善变频供电条件下电机损耗和效率的测定方法，满足电力电子变流器供电电机日益增长的技术需求。（4）提升测量科学水平。完善测量不确定度的评定与表述方法，提高效率测定结果的可靠性和国际可比性。3.2修订原则本标准的修订遵循以下基本原则：一是国际接轨原则。等同采用IEC60034-2-1:2024，确保标准技术内容与国际标准保持高度一致。等同采标是我国标准化法鼓励的采标方式，有利于最大限度地消除技术差异，促进国际贸易便利化。二是协调配套原则。注重与国内现行有效的电机能效强制性标准、基础通用标准以及试验方法标准之间的协调配套，确保标准体系的系统性、一致性和可操作性。三是科学性先进性原则。充分吸收国内外最新的技术研究成果和工程实践经验，确保标准所规定的试验方法在理论上的严密性和技术上的先进性。四是适用性原则。在等同采用国际标准的前提下，结合我国电机行业的技术水平、检测能力和产业实际，对标准中的示例、说明性内容进行必要的编辑性调整，确保标准在我国的适用性和可实施性。4标准主要技术内容4.1标准适用范围与总体结构本标准规定了旋转电机（牵引电机除外）确定损耗和效率的试验方法，适用于所有符合IEC60034-1规定的电机类型，涵盖直流电机、同步电机和感应电机等主要品类。标准在适用范围界定上与IEC60034-2-1:2024保持一致，明确了牵引电机不在本标准范围之内——牵引电机的效率试验方法另行规定于IEC60349系列标准。标准在整体结构上延续了IEC60034-2-1的方法学框架，采用"总则—损耗测定—效率确定—试验报告"的逻辑层次，系统规定了各类损耗的测定方法和效率计算的统一规则。4.2效率确定的两种方法本标准的效率测定方法体系基于以下两条技术路径：总损耗法（间接法）：通过分别测定电机各项损耗，将各项损耗加总得到总损耗，再依据输入功率或输出功率确定效率。该方法适用于大多数类型的旋转电机，是工程试验中最常用的方法。其关键技术环节包括：确定各项损耗的测定条件与计算方法、对负载变化引起的工作温度变化进行修正、合理处理辅助设备损耗等。输入-输出法（直接法）：直接测定电机的输入功率和输出功率，效率由输出功率与输入功率之比确定。该方法适用于功率较小或难以准确分离各项损耗的电机。标准的低不确定度试验方法将输入-输出法列为确定效率的基准方法之一，但对试验设备和测量仪器提出了更高要求，以降低效率测定结果的总不确定度。标准明确规定，应根据电机类型、功率等级和试验目的以及所要求的测量不确定度水平选择合适的效率测定方法。4.3损耗的分类测定方法标准将旋转电机的损耗系统地划分为以下主要类别：恒定损耗（包括铁心损耗和机械损耗）的测定通常在空载试验中完成。标准详细规定了空载试验的试验程序、电压和频率的调节要求、以及从空载试验数据中分离铁耗和机械耗的图解分析法。在低不确定度试验方法中，对试验电压的稳定度、测量仪表的准确度等级以及各试验点的分布密度均提出了更加严格的要求。负载损耗（包括定子和转子绕组中的I²R损耗以及电刷电气损耗）的测定依赖于绕组直流电阻的准确测量。标准规定了绕组电阻在试验温度下和基准冷却介质温度下的换算方法，并明确了不同绝缘等级和冷却方式下基准温度的取值规则。对于转子绕组为隐极同步电机或感应电机转子的情况，标准分别规定了转差率法、直接测量法等适用的电阻测定方案。附加损耗的测定是本标准技术内容的核心组成部分。现行标准对附加损耗的测定规定了两种试验方法，即"转矩测量法"和"剩余损耗法"。转矩测量法通过高精度转矩测量直接确定附加损耗，在IEC60034-2-1:2014及后续版本中作为低不确定度试验方法的核心被推荐采用；剩余损耗法则依赖于从总损耗中扣除恒定损耗和负载损耗后的差值来确定附加损耗。标准对两种方法的适用条件、试验程序和数据处理的细节要求进行了详细规定，并对每种方法可能引入的系统误差进行了分析说明。4.4变频供电条件下的效率测定随着变频调速技术的广泛应用，电动机在非正弦波供电条件下的损耗和效率测定已成为行业关注的焦点。IEC60034-2-1:2024对变频供电条件下的效率测定方法进行了重要更新，本标准完整采纳了相关技术内容。在变频供电效率测定方面，标准的修订反映出业界对如何准确反映变流器-电机系统整体能效的深入思考。标准的处理方式体现了试验方法本身的边界设定：效率测定结果仅反映电机本体在特定供电条件下的性能，而变流器损耗虽会导致输入功率测定值高于电机的实际吸收功率，但标准仍以测量得到的输入功率和输出功率为依据计算电机效率。这一方法学处理基于以下技术逻辑——变流器的损耗是否计入电机效率，取决于评价目标和试验条件的规定性。标准在规定试验条件时允许采取适当的测量布置方式来确保输入功率测量的准确性，同时统一明确了变频供电条件下效率计算的一般规则，保证不同实验室间测试结果的可比性。在测量仪器方面，标准对变频供电条件下的功率测量提出了特殊要求，包括宽频响功率分析仪的使用、电压和电流互感器的频率特性要求、采样方式和窗口周期的选择等。标准特别强调了对非正弦波形下功率测量准确度的影响因素分析，并对测量仪器在谐波条件下的附加误差限值作出了规定。4.5辅助设备损耗的扣除规则辅助设备损耗的扣除是影响效率测定结果准确性的重要因素之一。本标准参照IEC60034-2-1:2024的规定，对辅助设备损耗的界定和扣除方法进行了系统修订。所谓辅助设备是指电机运行所必需的、但在效率计算中不应计入电机本体损耗的外部设备，如独立供电的冷却风机、轴承润滑油泵、加热器等。标准明确规定了以下三种处理方式：对于由被试电机自身驱动的辅助设备，其损耗已包含在电机的机械损耗中，不应重复扣除；对于由外部电源供电但为电机运行所必需的辅助设备（如他励通风冷却系统的风机电机），其输入功率应从效率计算的输入功率中扣除；对于仅在特定工况下运行的辅助设备（如加热器），应根据标准规定的运行条件确定是否计入损耗。标准还针对辅助设备损耗的测量方法和计算规则给出了具体的技术指引。4.6测量不确定度的评定低不确定度试验方法对试验设备提出了更高要求。标准明确规定了各类测量仪表的准确度等级的最低要求、转矩测量装置的校准周期和精度指标、以及转速测量和电功率测量的不确定度预算要求。相比常规方法，低不确定度方法在整体测量不确定度上的典型目标值提高了约一倍。5主要参与单位5.1标准编制单位概况本标准由全国旋转电机标准化技术委员会（SAC/TC26）提出并归口，由中国电器工业协会组织开展具体修订工作。全国旋转电机标准化技术委员会（SAC/TC26）是国家标准化管理委员会批准成立的全国性专业标准化技术组织，秘书处设在上海电器科学研究院（集团）有限公司。上海电器科学研究院（集团）有限公司是我国电器工业领域具有重要影响力的综合性科研机构，长期致力于电机电器领域的基础研究、标准研制、检测认证和技术服务工作。该院始建于1953年，拥有国家级检测实验室和多个行业公共服务平台，在旋转电机效率试验方法研究方面积累了六十余年的丰富经验。自20世纪80年代以来，该院先后主持或参与制定了我国旋转电机领域的数十项国家和行业标准，是我国电机标准化工作的主要技术支撑单位。该院的低压电机检测站是国家最早设立的电机产品检测机构之一，拥有涵盖电机性能试验、能效检测、环境适应性试验等方面的完备实验能力。在电机效率试验方法研究方面，该院建有高精度转矩测量试验平台、变频供电电机能效测试系统等先进试验设施，长期承担电机产品质量国家监督抽查和能效标识检测任务。5.2标准编制过程本标准修订工作于2023年正式