GB/T 21209-2017用于電力傳動(dòng)系統(tǒng)的交流電機(jī)應(yīng)用導(dǎo)則

ICS29160

K20.

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)

GB/T21209—2017/IECTS60034-252014

代替:

GB/T21209—2007,GB/T20161—2008

用于電力傳動(dòng)系統(tǒng)的交流電機(jī)

應(yīng)用導(dǎo)則

ACelectricalmachinesusedinpowerdrivesystems—Applicationguide

(IECTS60034-25:2014,Rotatingelectricalmachines—

Part25:ACelectricalmachinesusedinpowerdrivesystems—

Applicationguide,IDT)

2017-11-01發(fā)布2018-05-01實(shí)施

中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布

中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)

GB/T21209—2017/IECTS60034-252014

:

目次

前言

…………………………Ⅴ

引言

…………………………Ⅶ

范圍

1………………………1

規(guī)范性引用文件

2…………………………1

術(shù)語和定義

3………………2

系統(tǒng)特性

4…………………4

概述

4.1…………………4

系統(tǒng)信息

4.2……………4

轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速因素

4.3/………………………4

對(duì)電機(jī)的要求

4.4………………………8

損耗及其影響電壓源變頻器供電的感應(yīng)電機(jī)

5()………9

概述

5.1…………………9

變頻器供電產(chǎn)生的附加損耗的分布和減少方法

5.2…………………10

變頻器特性降低電機(jī)損耗

5.3…………11

使用濾波器降低變頻器供電引起的電機(jī)附加損耗

5.4………………12

溫度和預(yù)期壽命

5.5……………………12

電機(jī)效率的確定

5.6……………………12

噪聲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振蕩

6、…………………13

噪聲

6.1…………………13

振動(dòng)不包括扭轉(zhuǎn)振蕩

6.2()……………15

扭轉(zhuǎn)振蕩

6.3……………16

電機(jī)絕緣電應(yīng)力

7…………………………16

概述

7.1…………………16

原因

7.2…………………17

繞組電應(yīng)力

7.3…………………………18

職責(zé)

7.4…………………20

降低電壓應(yīng)力的方法

7.5………………20

絕緣應(yīng)力承受能力

7.6…………………21

軸承電流

8…………………21

變頻器供電電機(jī)軸承電流的來源

8.1…………………21

高頻軸承電流的產(chǎn)生

8.2………………22

共模電路

8.3……………23

雜散電容

8.4……………23

過量軸承電流的后果

8.5………………25

防止高頻軸承電流損害

8.6……………25

高壓電壓源變頻器供電電機(jī)的額外考慮因素

8.7……………………27

Ⅰ

GB/T21209—2017/IECTS60034-252014

:

高壓電流源型變頻器供電電機(jī)的軸承電流保護(hù)

8.8…………………28

安裝

9………………………28

接地搭接接地和布線

9.1、……………28

電抗器和濾波器

9.2……………………33

功率因數(shù)修正

9.3………………………34

一體化電機(jī)集成電機(jī)和傳動(dòng)模塊

9.4()………………34

電壓源變頻器供電永磁同步電機(jī)的額外考慮因素

10…………………35

系統(tǒng)特性

10.1…………………………35

損耗及其影響

10.2……………………35

噪聲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振蕩

10.3、……………35

電機(jī)絕緣電應(yīng)力

10.4…………………35

軸承電流

10.5…………………………35

永磁體的特殊方面

10.6………………35

高壓電壓源變頻器供電籠型感應(yīng)電機(jī)的額外考慮因素

11……………36

概述

11.1………………36

系統(tǒng)特性

11.2…………………………36

損耗及其影響

11.3……………………37

噪聲振動(dòng)和振蕩轉(zhuǎn)矩

11.4、……………37

電機(jī)絕緣電應(yīng)力

11.5…………………38

軸承電流

11.6…………………………40

電壓源變頻器供電同步電機(jī)的額外考慮因素

12………40

系統(tǒng)特性

12.1…………………………40

損耗及其影響

12.2……………………40

噪聲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振蕩

12.3、……………40

電機(jī)絕緣電應(yīng)力

12.4…………………40

軸承電流

12.5…………………………40

方波型電流源變頻器供電籠型感應(yīng)電機(jī)的額外考慮因素

13…………40

系統(tǒng)特性見圖和圖

13.1(3031)……………………40

損耗及其影響

13.2……………………41

噪聲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振蕩

13.3、……………43

電機(jī)絕緣電應(yīng)力

13.4…………………43

軸承電流

13.5…………………………43

六相籠型感應(yīng)電機(jī)的額外考慮因素

13.6……………43

負(fù)載換向式電流源變頻器供電同步電機(jī)的額外考慮因素

14(LCI)…………………43

系統(tǒng)特性

14.1…………………………43

損耗及其影響

14.2……………………45

噪聲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振蕩

14.3、……………45

電機(jī)絕緣電應(yīng)力

14.4…………………45

軸承電流

14.5…………………………45

脈寬調(diào)制電流源變頻器供電籠型感應(yīng)電機(jī)的額外考慮因素

15(PWMCSI)…………45

系統(tǒng)特性見圖

15.1(34)………………45

Ⅱ

GB/T21209—2017/IECTS60034-252014

:

損耗及其影響

15.2……………………46

噪聲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振蕩

15.3、……………46

電機(jī)絕緣電應(yīng)力

15.4…………………46

軸承電流

15.5…………………………46

轉(zhuǎn)子回路上由電壓源變頻器供電的繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)異步電機(jī)的額外考慮因素

16()…47

系統(tǒng)特性

16.1…………………………47

損耗及其影響

16.2……………………47

噪聲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振蕩

16.3、……………47

電機(jī)絕緣電應(yīng)力

16.4…………………47

軸承電流

16.5…………………………47

其他電機(jī)變頻器系統(tǒng)

17/…………………47

交交變頻器供電傳動(dòng)

17.1……………47

轉(zhuǎn)子回路上由電流源變頻器供電的繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)異步電機(jī)

17.2()………………49

電壓源變頻器供電標(biāo)準(zhǔn)定速感應(yīng)電機(jī)范圍內(nèi)的額外考慮因素

18(IEC60034-12)…49

變頻器運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩降低

18.1………………………49

損耗及其影響

18.2……………………50

噪聲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振蕩

18.3、……………51

電機(jī)絕緣電應(yīng)力

18.4…………………51

軸承電流

18.5…………………………51

最大安全運(yùn)行轉(zhuǎn)速

18.6………………52

電壓源變頻器供電同步磁阻電機(jī)的額外考慮因素

19…………………52

系統(tǒng)特性

19.1…………………………52

損耗及其影響

19.2……………………52

噪聲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振蕩

19.3、……………52

電機(jī)絕緣電應(yīng)力

19.4…………………52

軸承電流

19.5…………………………52

同步磁阻電機(jī)的特殊方面

19.6………………………53

附錄資料性附錄變頻器特性

A()………………………54

附錄資料性附錄兩電平電壓源變頻器輸出電壓特性頻譜

B()………58

附錄資料性附錄變頻器和電機(jī)電力接口處的預(yù)期電壓

C()…………61

參考文獻(xiàn)

……………………65

Ⅲ

GB/T21209—2017/IECTS60034-252014

:

前言

本標(biāo)準(zhǔn)按照給出的規(guī)則起草

GB/T1.1—2009。

本標(biāo)準(zhǔn)代替變頻器供電籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和性能導(dǎo)則和

GB/T21209—2007《》GB/T20161—

變頻器供電的籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)應(yīng)用導(dǎo)則與和相比主

2008《》,GB/T21209—2007GB/T20161—2008,

要技術(shù)變化如下

:

將的內(nèi)容合并至相關(guān)條款見第章第章附錄

———GB/T20161GB/T21209(13、18、A);

將變頻器供電電機(jī)電壓范圍擴(kuò)展到以上見

———1000V(7.4.2);

將籠型感應(yīng)電機(jī)以外的其他類型電機(jī)納入本標(biāo)準(zhǔn)見第章第章第章第章第

———(10、12、14、16、

章

17);

將電壓源變頻器以外的其他類型變頻器納入本標(biāo)準(zhǔn)見第章第章第章第章

———(13、14、15、17);

增加了術(shù)語和定義見

———(3.1、3.3、3.5、3.6、3.14、3.15、3.16);

增加了同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速性能及范圍的描述見

———/(4.3.2);

增加了安全運(yùn)行轉(zhuǎn)速超速性能和超速試驗(yàn)的說明見

———、(4.3.5);

增加了冷卻裝置及冷卻方式的說明見

———(4.3.6);

修改了圖變頻器輸出電壓頻率特性的例子及其說明見圖年版的圖

———3“/”(3,20074);

修訂了第章?lián)p耗及其影響對(duì)變頻器類型進(jìn)行了細(xì)分見年版的

———5“”:(5.1,20075.1);

增加了圖定子鐵心振動(dòng)模式見

———8“”(6.1.3);

修訂了第章電機(jī)絕緣電應(yīng)力更新了圖第一匝線圈的電壓與沖擊上升時(shí)間的函數(shù)關(guān)

———7“”:13“

系見圖年版的圖

”(13,200715);

刪除了原表聲功率級(jí)與輸出功率的關(guān)系更新為新的表電機(jī)端沖擊電壓絕緣等級(jí)限值見

———4,4(

年版的

7.4.1,20076.2.3);

修訂了第章軸承電流增加了影響軸承電流的其他因素和特征高壓變頻器供電電機(jī)的具

———8“”:、

體要求等條款

;

增加了第章安裝的功率因數(shù)修正和一體化電機(jī)條款見

———9“”“”“”(9.3、9.4);

增加了第章第章其他類型變頻器和交流電機(jī)系統(tǒng)的性能特征和具體要求見第

———10~19(10

章第章

~19);

修改了附錄增加了變頻器并聯(lián)運(yùn)行條款見附錄年版的

———A,“”(A、A.2.5,20074.4);

修改了附錄增加了變頻器輸出電壓特性頻譜及電機(jī)電流時(shí)間特性見附錄圖

———B,(B,B.1、

圖圖年版的附錄

B.4、B.6,2007A);

增加了附錄提供了典型計(jì)算案例見附錄

———C,(C)。

本標(biāo)準(zhǔn)使用翻譯法等同采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)第部分用于電力傳動(dòng)系統(tǒng)的

IECTS60034-25:2014《25:

交流電機(jī)應(yīng)用導(dǎo)則

》。

與本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)范性引用的國際文件有一致性對(duì)應(yīng)關(guān)系的我國文件如下

:

旋轉(zhuǎn)電機(jī)定額和性能

———GB/T755—2008(IEC60034-1:2004,IDT);

旋轉(zhuǎn)電機(jī)冷卻方法

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

調(diào)速電氣傳動(dòng)系統(tǒng)第部分電磁兼容性要求及其特定的試驗(yàn)方法

———GB/T12668.3—20123:

(IEC61800-3:2004,IDT);

調(diào)速電氣傳動(dòng)系統(tǒng)第部分安全要求電氣熱和能量

———GB/T12668.501—20135-1:、

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

Ⅴ

GB/T21209—2017/IECTS60034-252014

:

單速三相籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能

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

旋轉(zhuǎn)電機(jī)電壓型變頻器供電的旋轉(zhuǎn)電機(jī)型電氣絕緣結(jié)構(gòu)的鑒別

———GB/T22720.1—2008Ⅰ

和型式試驗(yàn)

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

旋轉(zhuǎn)電機(jī)電壓型變頻器供電的旋轉(zhuǎn)電機(jī)耐局部放電電氣絕緣結(jié)構(gòu)

———GB/Z22720.2—2013

型的鑒別和認(rèn)可試驗(yàn)

(Ⅱ)(IECTS60034-18-42:2008,IDT);

旋轉(zhuǎn)電機(jī)牽引電機(jī)除外確定損耗和效率的試驗(yàn)方法

———GB/T25442—2010()(IEC60034-2-1:

2007,IDT);

變頻器供電交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)確定損耗和效率的特定試驗(yàn)方法

———GB/T32877—2016

(IEC/TS60034-2-3:2013,IDT)。

本標(biāo)準(zhǔn)做了下列編輯性修改

:

考慮到我國標(biāo)準(zhǔn)體系標(biāo)準(zhǔn)名稱改為用于電力傳動(dòng)系統(tǒng)的交流電機(jī)應(yīng)用導(dǎo)則

———,“”;

增加了參考文獻(xiàn)

———。

本標(biāo)準(zhǔn)由中國電器工業(yè)協(xié)會(huì)提出

。

本標(biāo)準(zhǔn)由全國旋轉(zhuǎn)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口

(SAC/TC26)。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位上海電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能工程技術(shù)研究中心有限公司臥龍電氣集團(tuán)股份有限公司中

:、、

車永濟(jì)電機(jī)有限公司雷勃電氣無錫有限公司山東華力電機(jī)集團(tuán)股份有限公司河北電機(jī)股份有限

、()、、

公司福建安波電機(jī)集團(tuán)有限公司上海德驅(qū)馳電氣有限公司浙江金龍電機(jī)股份有限公司西安泰富西

、、、、

瑪電機(jī)有限公司浙江滬龍科技股份有限公司安徽明騰永磁機(jī)電設(shè)備有限公司南車株洲電機(jī)有限公

、、、

司國家橋門式起重機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心江蘇大中電機(jī)股份有限公司西門子中國有限公司

、、、()、

中達(dá)電機(jī)股份有限公司康富科技股份有限公司

、。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人陳偉華顧衛(wèi)東李秀英趙代夫張培軍陳理張文斌楊秀軍韓順虎

:、、、、、、、、、

陳仙根葉葉周傳華朱義潛梅洛明周黎民蘇文勝

、、、、、、。

本標(biāo)準(zhǔn)所代替標(biāo)準(zhǔn)的歷次版本發(fā)布情況為

:

———GB/T21209—2007。

———GB/T20161—2006、GB/T20161—2008。

Ⅵ

GB/T21209—2017/IECTS60034-252014

:

引言

變頻器供電的電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的性能特征和運(yùn)行參數(shù)受到整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的影響包括供電系統(tǒng)變頻

,、

器布線電機(jī)機(jī)械軸系以及控制裝置其中每一部分的技術(shù)類型繁多本標(biāo)準(zhǔn)引用的一些量值僅為提

、、、,,

示性質(zhì)

。

電力傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)涉及一些重要參量考慮到系統(tǒng)內(nèi)復(fù)雜的技術(shù)關(guān)聯(lián)和運(yùn)行狀態(tài)的多樣性要對(duì)

,,

這些參量規(guī)定數(shù)值或限值已超出了本標(biāo)準(zhǔn)的范圍和目的

。

現(xiàn)實(shí)情況是大多數(shù)電力傳動(dòng)系統(tǒng)是由不同制造廠生產(chǎn)的部件組成的本標(biāo)準(zhǔn)的目的在于對(duì)這些部

。

件對(duì)電機(jī)設(shè)計(jì)及其性能特征的影響盡可能地作出說明

。

本標(biāo)準(zhǔn)涉及的電機(jī)包含變頻器供電專用設(shè)計(jì)的交流電機(jī)以及規(guī)定范圍內(nèi)變頻器供

,IEC60034-12

電的電機(jī)其設(shè)計(jì)原本用于電網(wǎng)供電

,。

Ⅶ

GB/T21209—2017/IECTS60034-252014

:

用于電力傳動(dòng)系統(tǒng)的交流電機(jī)

應(yīng)用導(dǎo)則

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)描述了變頻器供電交流電機(jī)的性能特征明確了變頻專用電機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)本標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定

,。

了作為電力傳動(dòng)系統(tǒng)一部分的電機(jī)和變頻器之間的接口參數(shù)和相互作用包括安裝指南但不包括電源

,,

接口處的電壓這部分電壓由描述

,IECTS61800-8。

系列標(biāo)準(zhǔn)的其他相關(guān)部分的一般要求也適用于本標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)的電機(jī)

IEC60034。

電機(jī)若運(yùn)行于潛在爆炸性氣體環(huán)境[1]系列或[2]系列有額外的粉塵防爆的附

,IEC60079IEC61241

加要求

。

安全性并非本標(biāo)準(zhǔn)的主要涉及內(nèi)容但其給出的一些建議牽涉到必須考慮的安全性問題

,。

若變頻器制造商給出了特定的安裝建議則宜優(yōu)先采用其建議