(高清版)GBT 12668.902-2021 調(diào)速電氣傳動系統(tǒng) 第9-2部分：電氣傳動系統(tǒng)、電機起動器、電力電子設(shè)備及其傳動應(yīng)用的生態(tài)設(shè)計 電氣傳動系統(tǒng)和電機起動器的能效指標(biāo)

GB/T12668.902—2021/IEC61應(yīng)用的生態(tài)設(shè)計電氣傳動系統(tǒng)和電機國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會IGB/T12668.902—2021/IEC61800-9-2: V 12規(guī)范性引用文件 2 2 23.2符號和縮略語 5 4.1一般要求 4.3電氣傳動系統(tǒng)(PDS)損耗與被傳動設(shè)備損耗相結(jié)合—半解析模型(SAM)的工作流程 4.4電網(wǎng)供電的電機的IE等級 4.5變流器供電的電機的IE等級 4.8IE等級與IES等級的一致性 5.1一般要求 5.2成套傳動模塊(CDM)的損耗 5.3電機損耗 5.4參考電氣傳動系統(tǒng)(RPDS) 275.5再生運行的電氣傳動系統(tǒng)(PDS)損耗 295.6電機起動器的損耗 6IE等級限值和IES等級限值 6.1一般要求 30 7損耗確定 7.1一般要求 7.3電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的IES分級的型式試驗 7.4非滿載運行的成套傳動模塊(CDM)和電氣傳動系統(tǒng)(PDS)損耗的確定過程 Ⅱ 7.8成套傳動模塊(CDM)損耗的發(fā)熱測量法 7.9成套傳動模塊(CDM)測試的試驗條件 7.10電氣傳動系統(tǒng)(PDS)測試的試驗條件 7.11測試過程流程圖 418用戶文件的要求 448.1一般要求 8.2供選擇的信息 8.3確定能效分級的信息 8.4確定附加損耗和非滿載條件的信息 的損耗 附錄B(資料性附錄)使用PDS的擴展產(chǎn)品各部分對損耗影響的說明 附錄C(資料性附錄)變流器拓?fù)?附錄D(資料性附錄)電機模型和損耗插值 附錄E(資料性附錄)成套傳動模塊(CDM)和電氣傳動系統(tǒng)(PDS)損耗計算的應(yīng)用案例 73附錄F(資料性附錄)損耗確定方法的不確定度 79附錄G(資料性附錄)成套傳動模塊(CDM)損耗的發(fā)熱測量法 Ⅲ本部分使用翻譯法等同采用IEC61800-9-2:2017《調(diào)速電氣傳動系統(tǒng)第9-2部分：電氣傳動系——GB/T755—2019旋轉(zhuǎn)電機定額和性能(IEC60034-1:2017,IDT);-—GB/T4365—2003電工術(shù)語電磁兼容(IEC60—GB/T14048.4—2020低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第4-1部分：接觸器和電動機起動器機 -—GB/T32891.1—2016旋轉(zhuǎn)電機效率分級(IE代碼)第1部分：電網(wǎng)供電的交流電動機VGB/T12668.902—2021/IEC61800-GB/T12668的本部分目的是評估成套傳動模塊(CDM)和電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的損耗。IEC/SC22G也有關(guān)于能效的標(biāo)準(zhǔn)化工作組。此工作組與其他幾個技術(shù)委員會緊密合作(例如，能效標(biāo)準(zhǔn)化的核心要求如圖1所示。將提出的合理目標(biāo)作為各相關(guān)方最佳的折中方案。GB/T12668的所有部分不涉及——電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的要求和IES分級；應(yīng)用的生態(tài)設(shè)計電氣傳動系統(tǒng)和電機 2——輸入電流的總諧波電流(THC)小于10%(根據(jù)IEC61000-3-12定義)的電氣傳動系統(tǒng)(PDS)IEC60034-1旋轉(zhuǎn)電機第1部分：定額和性能(Rotatingelectricalmachines—Part1:Ratingand方法(Rotatingelectricefficiencyofconverter-fedACinductionmotors)IEC60034-30-1旋轉(zhuǎn)電機第30-1部分：效率分級(IE代碼)第1部分：電網(wǎng)供電的交流電動IEC60050-161國際電工詞匯第161部分：電磁兼容性(Internationalelectrotechnicalvocabu-lary—Part161:ElectromagnetiIEC60947-4-1低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第4-1部分：接觸器和電動機起動器機電式接觸器IECTS61800-8調(diào)速電氣傳動系統(tǒng)第8部分：功率接口的電壓規(guī)范(Adjustablespeedelectricalpowerdrivesystems—Pationsandcharacteristicsofactiveinfeedconverter(AI3GB/T12668.902—2021/IEC61800注2:在GB/T2900.33中，這些術(shù)語(電壓源變流器和電流源變流器)被定義為電壓型交流/直流變流器(551-12-03)和電流型交流/直流變流器(551-12-04)。大多數(shù)有源饋電變流器(AIC)為雙向變流器，且在直流側(cè)有源。因此，它們在本部分中被稱為電壓源變流器和電流源變流器。注：如果擴展產(chǎn)品是泵類系統(tǒng)，能效指數(shù)(EEI)是其應(yīng)用的需求能量(實際能量加損耗)與理論計算能量的比值。被傳動設(shè)備及其連接的電機系統(tǒng)(例如，電氣傳動系統(tǒng))。4GB/T12668.902—2021/IEC61800-9-電機系統(tǒng)部件的效率分級。IES等級IESclass電機系統(tǒng)[如電氣傳動系統(tǒng)(PDS)或齒輪傳動電機系統(tǒng)]的效率分級。電機系統(tǒng)motorsystem電氣傳動系統(tǒng)(PDS),或者根據(jù)IEC60947-4-1通過電機起動器連接至電網(wǎng)的電機構(gòu)成的系統(tǒng)。由成套傳動模塊(CDM)和電機組成的系統(tǒng)。脈沖模式pulsepattern在未濾波的變流器輸出端，由脈沖頻率和調(diào)制策略產(chǎn)生的線電壓或相電流的開關(guān)模式。參考成套傳動模塊referencecompletedrivemodule;RCDM通過數(shù)學(xué)計算式和/或損耗定義的成套傳動模塊(CDM)。參考電機referencemotor;RM通過數(shù)學(xué)計算式和/或損耗定義的電機。參考電機(RM)和參考成套傳動模塊(RCDM)的組合。伺服電氣傳動系統(tǒng)servoPDS用于精確、動態(tài)地控制角度或線性位置、速度和加速度的閉環(huán)控制電氣傳動系統(tǒng)(PDS),典型應(yīng)用如數(shù)控機床、自動化制造或機器人。5GB/T12668.902—2021/IEC332T>TN10T≤TN,n≤N圖3伺服電氣傳動系統(tǒng)的力矩-速度特性單軸singleaxis單個電機的單機械輸出軸。試驗負(fù)載testload能夠確定成套傳動模塊(CDM)輸出電流Iot和輸出基波位移因數(shù)cosΦ的電氣裝置，用于成套傳動模塊(CDM)的測試或計算。試驗負(fù)載電流testloadcurrent使試驗負(fù)載產(chǎn)生一定力矩的總視在電流(見表1)。產(chǎn)生一定力矩(見圖6和表1)的試驗負(fù)載電流(見3.1.19)分量。3.2符號和縮略語下列符號和縮略語適用于本文件。液體比熱容。功率二極管每伏安的開關(guān)損耗。6GB/T12668.902—2021/IEC61800-9-功率晶體管每伏安的開關(guān)損耗。fsw流過連接在電氣傳動系統(tǒng)(PDS)功率端口(見IEC61800-2)電機電纜電流，用于計算開關(guān)損耗。成套傳動模塊(CDM)或電氣傳動系統(tǒng)(PDS)額定輸入電流的基波分量。I,成套傳動模塊(CDM)或電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的額定輸入電流。輸出電流。成套傳動模塊(CDM)的額定輸出電流。電機額定電流。與負(fù)載無關(guān)的直流環(huán)節(jié)的損耗參數(shù){單位為每歐姆安培[1/(Ω·A)]}。相對于成套傳動模塊(CDM)額定阻抗的感抗系數(shù)。與負(fù)載相關(guān)的直流環(huán)節(jié)的損耗參數(shù)[單位為歐姆安培(Ω·A)]。電抗器電阻部分的壓降系數(shù)。7GB/T12668.902—2021/IEC61800-9-k電機鐵心損耗的附加/分布系數(shù)。電機摩擦損耗和風(fēng)阻損耗的附加/分布系數(shù)。負(fù)載損耗分布系數(shù)。kvp電機額定電壓與成套傳動模塊(CDM)最大輸出電壓之比的修正系數(shù)。如果成套傳動模塊(CDM)需要單獨冷卻，成套傳動模塊(CDM)的冷卻設(shè)備產(chǎn)生的損耗(例如，風(fēng)機損耗),該損耗與基本傳動模塊(BDM,見IEC61800-2)的損耗有關(guān)。m調(diào)制系數(shù)，表征成套傳動模塊(CDM)輸出頻率與標(biāo)稱電機定子頻率的關(guān)系。負(fù)載點i的速度[單位為轉(zhuǎn)每分(r/min)]。額定速度[單位為轉(zhuǎn)每分(r/min)]。負(fù)載點i的損耗[單位為千瓦(kW)]。通過損耗測量獲得的成套傳動模塊(CDM)的輸入功率。通過損耗測量獲得的電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的輸入功率。電機鐵心損耗。電機的摩擦損耗和風(fēng)阻損耗。8GB/T12668.902—2021/IEC61P.9GB/T12668.902—2021/IEC61800-GB/T12668.902—2021/IEC61800-9-功率晶體管的通態(tài)損耗。電機的定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的損耗。功率二極管的開關(guān)損耗。功率晶體管的開關(guān)損耗。電機的額定功率。電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的待機損耗。電機的相對輸出損耗。Q水泵流量。最高效率點的水泵流量。熱量計的冷卻介質(zhì)體積流量。插值誤差(穩(wěn)定性指標(biāo))。當(dāng)電機由成套傳動模塊(CDM)供電運行時產(chǎn)生的附加的諧波損耗，與電機正弦波供電時產(chǎn)生損耗的比值。設(shè)備的額定視在功率。GB/T12668.902—2021/IEC61800-9-參考成套傳動模塊(RCDM)的額定視在功率。T電機力矩。設(shè)備工作時間。在工作點i的力矩[單位為牛米(N·m)]。成套傳動模塊(CDM)的額定輸出線電壓基波值。成套傳動模塊(CDM)的直流環(huán)節(jié)電壓。成套傳動模塊(CDM)輸出額定電流時，功率二極管的通態(tài)電壓。成套傳動模塊(CDM)輸入額定電流時，整流二極管的通態(tài)電壓。功率二極管的閾值電壓。整流二極管的閾值電壓。電源系統(tǒng)的L1相的相電壓。Ur,r成套傳動模塊(CDM)輸出額定電流時，功率晶體管的通態(tài)電壓。功率晶體管的閾值電壓。擴展產(chǎn)品在工作時間的電能需求。GB/T12668.902—2021/IECλ由輸入的電流和電壓決定的設(shè)備輸入功率因數(shù)：λ=Pequ/Sr,egu。成套傳動模塊(CDM)損耗測定方法的不確定度(以%表示)。成套傳動模塊(CDM)損耗測定方法的不確定度[單位為瓦(W)]。電氣傳動系統(tǒng)(PDS)損耗測定方法的不確定度(以%表示)。電氣傳動系統(tǒng)(PDS)損耗測定方法的不確定度[單位為瓦(W)]。0兩個發(fā)熱測量腔室之間的冷卻空氣溫度。φ成套傳動模塊(CDM)輸入基波電壓與輸入基波電流之間的相角差。Φ成套傳動模塊(CDM)輸出基波電壓與輸出基波電流之間的相角差。Φ電機在額定力矩和額定速度條件下，成套傳動模塊(CDM)輸出基波電壓與輸出基波電流之間的相角差。4參考電氣傳動系統(tǒng)(RPDS)、參考成套傳動模塊(RCDM)和參考電機(RM)對于給定的應(yīng)用場合，為確定效率最高的擴展產(chǎn)品，需要直接比較各種傳動拓?fù)浜?或控制策略?？墒褂肎B/T12668.901—2021中介紹的擴展產(chǎn)品法，實現(xiàn)上述比較。為了使用這種方法，提出了“參考電氣傳動系統(tǒng)(RPDS)”的概念。標(biāo)準(zhǔn)化的參考電氣傳動系統(tǒng)(RPDS)由參考成套傳動模塊(RCDM)和參考電機(RM)組成，用于比較所設(shè)計的擴展產(chǎn)品的能耗相對RPDSRPDS相對力矩/%對于力矩-速度特性呈平方關(guān)系的負(fù)載(例如，大多數(shù)泵組),計算電機系統(tǒng)的損耗通常需要和pL,PDS(0,100)。Pi,RP08(0,100)Pi?RI0S(50,1000Pi,RPDs(100,1000Pi,RP08(0,100)Pi?RI0S(50,1000Pi,RPDs(100,1000RM相對力矩/%RM相對力矩/%RCDM相對力矩產(chǎn)生電流/%前面已經(jīng)定義，參考電氣傳動系統(tǒng)(RPDS)的絕對損耗應(yīng)為參考成套傳動模塊(RCDM)的損耗與參考電氣傳動系統(tǒng)(RPDS)的相對損耗可根據(jù)式(2),由參考成套傳動模塊(RCDM)和參考電機輸入電壓的90%。注1:在90%輸出電壓條件下的參考成套傳動模塊(RCDM)損耗與在100%的輸出電壓條件下的參考成套傳動模塊(RCDM)損耗非常相似(逆變器損耗略高，整流器損耗略低),因而可用于計算100%速度下的參考成套傳成套傳動模塊(CDM)輸出基波電壓的相對值(百分比)不能低于成套傳動模塊(CDM)輸出頻率的GB/T12668.902—2021/IEC61b)相鄰負(fù)載點之間二維線性插值；相對轉(zhuǎn)子速度與規(guī)定的負(fù)載點(見圖4)的偏差，允許達(dá)到額定轉(zhuǎn)差率。0Hz時，允許偏差高達(dá)確定擴展產(chǎn)品(EP)效率分級的工作流程見圖7。圖7還說明了電機系統(tǒng)的半解析模型(左側(cè))如何與被傳動設(shè)備的半解析模型(右側(cè))產(chǎn)生聯(lián)系。兩個半解析模型之間的連接點應(yīng)是電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的負(fù)載損耗點及其允差。被傳動設(shè)備的半解析模本部分定義了圖2所示電氣傳動系統(tǒng)(PDS,圖7左側(cè))包括其損耗的數(shù)據(jù)傳動負(fù)載(圖7右側(cè))的半解析能耗模型應(yīng)由負(fù)載相關(guān)的標(biāo)委會采用相同方法給出。GB/T12668.901—GB/T12668.902—2021/IEC61使用4.4電網(wǎng)供電的電機的IE等級IEC60034-30-1定義了直接連接到電網(wǎng)的電機的IE等級，從IE1到IE4(或IE5)。目前尚未使用根據(jù)IEC60034-2-3,成套傳動模塊(CDM)的電壓諧波分量導(dǎo)致電機損耗增加大約15%～25%。傳動模塊(CDM)供電運行的電機，其IE等級參考IECTS60034-30-2分級。定義的7個工作點的損耗可通過附錄D推算。這些工作點的損耗應(yīng)由電機制造商提供，其數(shù)值根據(jù)IEC60034-2-3使用替代的GB/T12668.902—2021/IEC61800-IECTS62578定義的有源饋電變流器(AIC),是能將慣性負(fù)載的制動能量回饋到電網(wǎng)的成套傳動模塊(CDM),可從IE分級中排除。帶有源饋電變流器(AIC)的成套傳動模塊(CDM)相對損耗通常是沒有回饋功能成套傳動模塊(CDM)損耗THC(參考IEC61000-3-12)在網(wǎng)側(cè)電流10%及以下的成套傳動模塊(CDM),例如帶功率因數(shù)校正(PFC)的成套傳動模塊(CDM),可從IE分級中排除。使用有源整流器的成套傳動模塊(CDM)的相對電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的相對損耗應(yīng)通過計算或測量確定。計算應(yīng)通過變參考電氣傳動系統(tǒng)(RPDS)(見圖4)應(yīng)被視為IES1。電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的IES分級只能在詳細(xì)了解所有部件損耗的情況下，通過4.9中給出的步驟增加的能效二降低的相對損耗電網(wǎng)供電電機的效率的電機效率調(diào)速傳動系統(tǒng)(PDS)的損耗與額定功率之比IE0——不使用IE1—一考慮中IE2-考慮中IE3——考慮中IE3——考慮中IES3——考慮中IE4——考慮中IES4——考慮中IES5——考慮中IE6——未使用IE6—考慮中IE6-考慮中IES6——考慮中IE7———未使用IE7-考慮中IE7-考慮中IES7—考慮中IE8——未使用IE8——考慮中IE8——考慮中IES8——考慮中IE9——未使用IE9——考慮中IE9——考慮中IES9——考慮中在IEC60034-30(所有部分)中給出了確定電機IE等級和損耗的方法，見圖9。制造商也可定義使GB/T12668.902—2021/IE成套傳動模塊(CDM)制造商應(yīng)聲明其專用成套傳動模塊(CDM)的損耗，并依據(jù)圖9給出IE等級。造商應(yīng)測量或計算其成套傳動模塊(CDM)產(chǎn)品的損耗。當(dāng)沒有實際電機數(shù)據(jù)時，應(yīng)使用參考電機成套傳動模塊(CDM)制造商，可在其文檔中提供使用的是第7章中所描述的哪個確定方法。這包即使只有一個部件(電機或成套傳動模塊)可用，用本方法也可確定最終電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的本章給出的數(shù)學(xué)模型描述了成套傳動模塊(CDM)、電機和電氣傳動系統(tǒng)(PDS)損耗的確定步驟，GB/T12668.902—2021/IEC61800-9的計算步驟。變量取決于被評估的成套傳動模塊(CDM)、電機或電氣傳動系統(tǒng)(P如果擴展產(chǎn)品委員會需要定義專用領(lǐng)域的典型成套傳動模塊(CDM)或電氣傳動系統(tǒng)(PDS),可使用成套傳動模塊(CDM)或電氣傳動系統(tǒng)(PDS)在特定應(yīng)用領(lǐng)域的典型參數(shù)。這些偏差應(yīng)在擴展產(chǎn)品第7章詳細(xì)描述了確定損耗的步驟。圖11給出了成套傳動模塊(CDM)和試驗負(fù)載的示意圖。北抗器環(huán)節(jié)大丁圖11CDM和試驗負(fù)載示意圖第一步，把電機速度轉(zhuǎn)換為成套傳動模塊(CDM)的輸出頻率，把電機力矩轉(zhuǎn)換為成套傳動模塊(CDM)的輸出電流以及成套傳動模塊(CDM)的基波輸出電流和輸出電壓之間的相角差。GB/T12668.902—2021/IEC電流%對以下視在功率Sr,equ范圍的試驗負(fù)載電流Iou(0.12kW)~(0.75kW)~(5.5kW)~(45kW)~(200kW)~電流%對以下視在功率Srequ范圍的試驗負(fù)載位移因數(shù)cosΦ(0.12kW)~(0.75kW)~(5.5kW)~(45kW)~(200kW)~對于不同力矩值來說，表1中的試驗負(fù)載電流和表2中的試驗負(fù)載位移因數(shù)取決于額定功率。為小，因而可進(jìn)行簡化。表1和表2中的試驗負(fù)載數(shù)據(jù)對于任意的成套傳動模塊(CDM)相對輸出頻率都適用。表1和表2中沒有定義的其他工作點的力矩產(chǎn)生電流，可通過這些值的線性內(nèi)插和外推得到。成套傳動模塊(CDM)的數(shù)學(xué)模型應(yīng)以其額定輸出電流計算。如果沒有給出成套傳動模塊(CDM)的額定輸出電流，而只給出額定有功功率Pr.m,則成套傳動模塊(CDM)的額定輸出電流應(yīng)利用表2的 (3) (4)為了利用表1和表2中的輸入變量計算成套傳動模塊(CDM)的損耗，應(yīng)使用下面給出的式(5)~表18給出了用于確定IE等級的參考成套傳動模塊(RCDM)的計算結(jié)果，表A.1給出圖6中定義的參考成套傳動模塊(RCDM)8個工作點的計算結(jié)果。參考成套傳動模塊(RCDM)是基于400V的電GB/T12668.902—2021/IEC而附錄B描述了電氣傳動系統(tǒng)(PDS)中從電網(wǎng)到負(fù)載的全部子模塊，5.2先討論電氣傳動系統(tǒng)(PDS)中損耗最大的子模塊，隨后討論對整體電氣傳動系統(tǒng)(PDS)損耗影響輕微的那部分。5.2.2輸出逆變器的損耗成套傳動模塊(CDM)的大部分損耗是由成套傳動模塊(CDM)的輸出逆變器部分產(chǎn)生。該損耗可用在文獻(xiàn)中已經(jīng)確認(rèn)的式(5)～式(9)描述。這些計算式假設(shè)，成套傳動模塊(CDM)的輸出電流是正弦的，PWM脈沖基于正弦的基波電流波形隨機分布。隨機分布是在當(dāng)PWM頻率至少為電機電流基波頻率的20倍，且采用了標(biāo)準(zhǔn)空間矢量調(diào)制算法時獲得的。不考慮由成套傳動模塊(CDM)的過調(diào)制減少的損耗。根據(jù)這些假設(shè)計算出參考成套傳動模塊(RCDM)的損耗。對于一個實際的成套傳動模塊(CDM)的損耗計算，功率半導(dǎo)體的參數(shù)值或者根據(jù)成套傳動模塊(CDM)在實際運行工作溫度確定，或者按數(shù)據(jù)表中規(guī)定的最高工作溫度確定。如果使用多電平輸出逆變器的損耗參見C.2。對于實際的成套傳動模塊(CDM),功率半導(dǎo)體和其他元件的參數(shù)值可參考典型值。此外，在5.2中提出的模型可用于通過計算確定成套傳動模塊(CDM)的損耗。允許制造商使用不同的計算模型或損耗仿真模型。制造商有責(zé)任在使用式(21)時保證合適的參數(shù)精度。晶體管的通態(tài)損耗晶體管通態(tài)損耗應(yīng)根據(jù)式(5)計算：表3給出了式(5)中參考成套傳動模塊(RCDM)的參數(shù)。表3式(5)中的參考參數(shù)值RCDM參數(shù)值VCDM在額定輸出電流條件下，功率晶體管(IGBVA表4給出了式(5)中的變量。表4式(5)中的變量符號Aφ根據(jù)表2,CDM基波輸出電壓和CDM基m續(xù)流二極管的通態(tài)損耗二極管通態(tài)損耗應(yīng)根據(jù)式(6)計算：GB/T12668.902—2021/IEC表5給出式(6)的參考成套傳動模塊(RCDM)參數(shù)。表5式(6)的參考參數(shù)值RCDM參數(shù)值VV式(6)的變量等同于式(5)的變量。晶體管的開關(guān)損耗在功率IGBT數(shù)據(jù)手冊中，將晶體管開關(guān)能量描述為逆變器輸出電流的函數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)的做法。通常，IGBT的開關(guān)能量是通過記錄在開關(guān)過程中的IGBT集電極-發(fā)射極電壓和集電極電流，并將它們(圖)逐點相乘以獲得瞬時損耗，并將這些損耗在一個開關(guān)過程內(nèi)積分，最終得到總的開關(guān)損耗。通過一階近似所得到的曲線顯示，該損耗隨著逆變器的集電極電流和直流環(huán)節(jié)電壓線性增大。開關(guān)過程的損耗與直流環(huán)節(jié)電壓和IGBT集電極電流的乘積之比通常在文獻(xiàn)中被稱為Er因數(shù)。這個因數(shù)包含功率晶體管開通和關(guān)斷的損耗之和。在小電流條件下，確定開關(guān)損耗的電流應(yīng)高于逆變器輸出電流，因為電機電纜會導(dǎo)致附加的輸出電電流。對于參考變流器來說，電纜電流的簡單模型參數(shù)如表6所示。假設(shè)逆變器產(chǎn)生正弦輸出電流，其基波頻率遠(yuǎn)低于開關(guān)頻率(倍數(shù)最少為15),其晶體管開關(guān)損耗應(yīng)根據(jù)式(7)計算：表6給出了式(7)中的參考成套傳動模塊(RCDM)參數(shù)。表6式(7)中的參考參數(shù)值RCDM參數(shù)值V電機電纜電流，與增加的開關(guān)損耗相關(guān)Imotorcable=4用于Ir,ou≤4AImotorcable=ir,out用于4A<Ir,out<10AImotorcable=10用于Ir.out≥10AA大于90kW的CDM:2000式(7)中的變量也是逆變器輸出電流Iout。開關(guān)損耗不依賴于電機速度。在成套傳動模塊(CDM)的所有運行時間內(nèi)，如果逆變器輸出頻率都等于0Hz,則式(7)將不再適用。然而，可假定的是，對于幾乎所有的應(yīng)用場合來說，都會發(fā)現(xiàn)不同于0Hz的小的輸出頻率，例如0.05Hz,因此式(7)應(yīng)適用于所有的應(yīng)用場合。續(xù)流二極管開關(guān)損耗二極管開關(guān)損耗應(yīng)以相同方法，根據(jù)式(8)計算：GB/T12668.902—20表7給出式(8)中參考成套傳動模塊(RCDM)的參數(shù)。表7式(8)中的參考參數(shù)值符號輸出逆變器的總損耗式(5)～式(8)中計算的損耗定義了在單個功率半導(dǎo)體中產(chǎn)生的損耗。三相成套傳動模塊(CDM)輸出逆變器的損耗應(yīng)按帶六個晶體管和六個二極管根據(jù)式(9)計算：PL.inverter=6×(PL.on.t十PLon,D+PL,sw,r+PL.sw,D)……(9)5.2.3輸入變流器的損耗如果輸入變流器部分由有源饋電變流器(AIC)組成，其損耗的計算方法應(yīng)與輸出逆變器部分相同。在這種情況下，有源饋電變流器(AIC)的輸出電流是成套傳動模塊(CDM)的輸入電流。如果輸入變流器是其他饋電變流器參見C.3。有源饋電變流器(AIC)的交流側(cè)基波頻率與供電電網(wǎng)頻率相同。這限制了調(diào)制系數(shù)m可能的取值，m的值接近1?；ㄝ斎腚娏骱突ㄝ斎腚妷褐g的位移因數(shù)cosp,在成套傳動模塊(CDM)電動運行模式下接近1,在再生運行模式下接近-1。因此，使用了有源饋電變流器(AIC)的成套傳動模塊(CDM)的輸入電流低于其輸出電流，相當(dāng)于假設(shè)參考成套傳動模塊(CDM)不包含有源饋電變流器(AIC),只包含二極管整流器。二極管整流器成套傳動模塊(CDM)輸入電流的基波分量與成套傳動模塊(CDM)輸出有功功率成比例，由逆變器輸出電流、輸出相位角和調(diào)制比的乘積計算得到。同時，成套傳動模塊(CDM)的輸入電流方均根值與因子1/λ成正比。λ因子，在式(B.2)中定義為成套傳動模塊(CDM)輸入有功功率與其輸入視在功率之比，正比于成套傳動模塊(CDM)的輸入電流的位移因數(shù)，且隨著成套傳動模塊(CDM)的輸入電流波形的諧波含量提高而降低。B.4.2給出對應(yīng)不同的整流器拓?fù)洇藰?biāo)準(zhǔn)值。最后，根據(jù)式(10)計算整流器損耗：表8給出了式(10)中參考成套傳動模塊(RCDM)的參數(shù)。表8式(10)中的參考參數(shù)值RCDM參數(shù)值VVλGB/T12668.902—2021/IEC式(10)中的變量如表9所示。符號根據(jù)表2,在額定力矩下CDM基波輸出電壓和CDM基波輸表10給出式(11)中對應(yīng)參考成套傳動模塊(RCDM)的參數(shù)。表10式(11)中的參考參數(shù)值電抗器阻性分量的壓降系數(shù)電網(wǎng)電源的相對地電壓V如B.5解釋，直流環(huán)節(jié)的損耗主要由在直流環(huán)節(jié)電容之間的均壓電阻和每個阻損耗也正比于逆變器額定輸出電流。此外，損耗也正比于直流環(huán)節(jié)電阻的損耗取決于整流器輸出電流交流分量的平方。逆變器的高頻電流造成的損耗小到可忽略不表11給出式(12)中對應(yīng)參考成套傳動模塊(RCDM)的參數(shù)。表11式(12)中的參考參數(shù)值2GB/T12668.902—205.2.6載流導(dǎo)體的損耗例如在成套傳動模塊(CDM)的載流導(dǎo)體中產(chǎn)生電阻損耗。在數(shù)學(xué)模型中，這些損耗取決于成套傳動模塊(CDM)輸出電流的幅值和載流導(dǎo)體的歐姆電阻。這個歐姆電阻隨著成套傳動模塊(CDM)額定輸出電流的增加而線性減小，因為高功率的成套傳動模塊(CDM)使用直徑更大的載流導(dǎo)體。因此，在阻性導(dǎo)體上的電壓降與成套傳動模塊(CDM)的額定電流無關(guān)。表12給出了式(13)中對應(yīng)參考成套傳動模塊(RCDM)的參數(shù)。表12式(13)中的參考參數(shù)值符號V5.2.7控制損耗和待機損耗B.10解釋了與負(fù)載無關(guān)的損耗。為了進(jìn)行對比，這些損耗應(yīng)在沒有外部元件，如位置傳感器、通信電子模塊和電機制動器連接的情況下評估。對于參考成套傳動模塊(RCDM),它們應(yīng)假定為表13中的值。表13式(15)中的參考參數(shù)值RCDM參數(shù)值W5.2.8冷卻損耗因數(shù)成套傳動模塊(CDM)使用冷卻系統(tǒng)，將損耗排放到周圍環(huán)境中。在許多情況下，例如使用風(fēng)機散熱，風(fēng)機是成套傳動模塊(CDM)的一部分。這種冷卻部件導(dǎo)致附加的損耗。在數(shù)學(xué)模型中，這些附加的冷卻損耗與成套傳動模塊(CDM)在最大損耗的工作點的所有其他損耗成正比。對于參考成套傳動模塊(RCDM),冷卻損耗因數(shù)設(shè)置為20%(見表14)。表14式(14)的參考參數(shù)值5.2.9其他的成套傳動模塊(CDM)損耗當(dāng)成套傳動模塊(CDM)其他部分的所有損耗明顯低于之前描述的損耗時，在數(shù)學(xué)模型中可忽略該損耗。GB/T12668.902—2021/IEC5.2.10成套傳動模塊(CDM)總損耗成套傳動模塊(CDM)中的所有損耗應(yīng)參照電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的額定輸出視在功率，該功率由成套傳動模塊(CDM)的額定輸出相電壓和額定輸出電流組成。作為5.2的最終結(jié)果，成套傳動模塊(CDM)的絕對損耗如下：PL.CDM=PL.inverter+PL.retifir+PL.choke+PLrails+P1.DC_link+PLcontr成套傳動模塊(CDM)的相對損耗根據(jù)式(16)計算：圖12給出了運行在400V的9.95kVA(見表18)參考成套傳動模塊(CDM)的相對力矩產(chǎn)生電流、665432想100圖129.95kVA的RCDM的相對損耗pL.CDM表15顯示，9.95kVA/400V參考成套傳動模塊(RCDM)在圖6中定義的工作點的相對損耗。表159.95kVA/400V的RCDM在圖6中定義的工作點的相對損耗A%%%%%%%%5.84%的相對損耗值是指額定輸出視在功率9.95kVA,導(dǎo)致581W的絕對損耗。表18給出了不同額定功率的參考成套傳動模塊(RCDM)在工作點(90,100)的相對損耗值，表A.1給出了圖6中定義的所有工作點的相對損耗值。GB/T12668.902—2021/IEC61800- ——附錄D給出的標(biāo)準(zhǔn)IE2電機的典型損耗。所提供的七個參考點的損耗(參見表F.2)得到4.2提到的那些點的值。耗之比(見IEC60034-2-3)。PLHL=rHL×PLTsin (17)——rHL=0.15(15%),電機額定輸出功率不大于90kW,開關(guān)--rHL=0.25(25%),電機額定輸出功率大于90kW,開關(guān)頻率2kHz。附錄A給出了參考電機的損耗。表中的值是基于以下幾個條件得到的：IEC60034-30-1規(guī)定的四極異步電機50Hz運行效率值；5.3.2中提到的raL,附錄D中提到的kie,k修正因數(shù)400/360=1.11(參見附錄D)。在特定速度(n)、力矩(T)下工作的電氣傳動系統(tǒng)(PDS)所產(chǎn)生的損耗將是電氣傳動系統(tǒng)(PDS)各PL.PDS(n,T)=PL.CDM(n,T)+PL.Aux(m,T)+PL,Mot(m,T)……(18)參考電氣傳動系統(tǒng)(RPDS)被定義為包含單個參考電機(RM)加上單個參考成套傳動模塊DM),見附錄A。100%速度和100%力矩時的工作點確定。值表17給出一個7.5kW/400V的參考電氣傳動系統(tǒng)[參考成套傳動模塊(RCDM)和參考電機表177.5kW/400V的RPDS的相%%%%%%%%GB/T12668.902—2021/IEC61電氣傳動系統(tǒng)(PDS)通常以不同于參考電氣傳動系統(tǒng)(RPDS)使用的參數(shù)運行。成套傳動模塊(CDM)損耗計算的一個重要參數(shù)是開關(guān)頻率。開關(guān)頻率增加會增加成套傳動模塊(CDM)的損耗，但電氣傳動系統(tǒng)(PDS)在特定開關(guān)頻率下的最終損耗將是電氣傳動系統(tǒng)(PDS)各子部件的電氣損耗PL,PDS()=PL.CDMCf)+PLAx(f)+PL, (20)某些成套傳動模塊(CDM)能夠通過有源饋電變流器(AIC)將負(fù)載產(chǎn)生的電能回饋到電網(wǎng)。送入GB/T12668.902—2021/IEC61800-9成套傳動模塊(CDM)也能夠?qū)a(chǎn)生的電能從成套傳動模塊(CDM)內(nèi)部或外部變成熱量耗散掉(例如通過電阻),如圖15。對電氣傳動系統(tǒng)(PDS)損耗計算M參考產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)IEC60947-4-1,電機起動器的損耗(包括控制損耗)應(yīng)按電機額定功率的0.1%計算。參考產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)IEC60947-4評估現(xiàn)有的電機、成套傳動模塊(CDM)或電氣傳動系統(tǒng)(PDS)符合IE等級和IES等級的依據(jù)為參考裝置與IE1和IES1關(guān)聯(lián)。損耗低于參考損耗(即效率更高)的現(xiàn)有裝置被確定為高于IE1。IE等級和IES等級的符合性可用第7章描述的測量或者計算體現(xiàn)。圖4所示的不同測試點，可用為了最大限度地簡化認(rèn)證過程，應(yīng)僅在成套傳動模塊(CDM)額定電流和額定電機定于額定電機電壓)的90%,體現(xiàn)其IE等級的符合性。確定成套傳動模塊(CDM)或電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的IE等級或IES等級時，不考慮再生運行的6.2成套傳動模塊(CDM)(CDM)的損耗影響最大。%GB/T12668.902—2021/IEC61800-9-表18IE1等級定義的RCDM的損耗在典型標(biāo)準(zhǔn)線電壓下CDM的額定輸出電流的示例AGB/T12668.902—2021/IE如果成套傳動模塊(CDM)的額定輸出視在功率介于表18中的兩個值之間，應(yīng)使用下一個更高功率等級的參考成套傳動模塊(RCDM)相對損耗值pL,Rcpm確定IE等級。表18中的參考成套傳動模塊(RCDM)損耗應(yīng)適用于所有低電壓(200V~1000V)的成套傳動模塊(CDM)。對于給定的輸出視在功率，輸入電壓不超過200V的成套傳動模塊(CDM)預(yù)計會比額定輸入電壓更高的成套傳動模塊時，表18中的值應(yīng)乘以系數(shù)1.35(參見IECTS61800-8)。如果成套傳動模塊(CDM)的相對損耗與參考成套傳動模塊(RCDM)相對損耗值相差不超過±25%,應(yīng)將其歸類為IE1。如果成套傳動模塊(CDM)的相對損耗比參考成套傳動模塊(RCDM)相對損耗值高25%以上，應(yīng)將其歸類為IE0。如果成套傳動模塊(CDM)的相對損耗比參考成套傳動模塊(RCDM)相對損耗值低25%以上，應(yīng)將其歸類為IE2。這些定義如圖16所示。圖16CDM的IE等級示意圖在本部分中，IE等級的確定僅強制用于對將交流輸入功率轉(zhuǎn)換為交流輸出功率的成套傳動模塊由成套傳動模塊(CDM)傳動的電機的IE等級在IEC60034-30(所有部分)中定義。電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的IES等級根據(jù)參考電氣傳動系統(tǒng)(RPDS)損耗定義。電氣傳動系統(tǒng)(PDS)如果電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的相對損耗與表19中的規(guī)定值相差不超過±20%,應(yīng)將其歸類為IES1。GB/T12668.902—2021/IEC618如果電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的相對損耗比表19中的規(guī)定值高20%以上，應(yīng)將其歸類為IES0。如果電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的相對損耗比表19中的規(guī)定值低20%以上，應(yīng)將其歸類為IES2。這些定義如圖17所示。圖17PDS的IES等級示意圖5.4.1描述了參考電氣傳動系統(tǒng)(RPDS)的損耗。參考電氣傳動系統(tǒng)(RPDS)損耗見表19。表19IES1定義的RPDS的損耗P.的piRPD?100,100%34GB/T12668.902—2021/IEC61表19(續(xù))%如果電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的額定功率處于表19中的本章的目的是定義型式試驗，這些試驗應(yīng)在成套傳動模塊(CDM)和電氣傳動系統(tǒng)(PDS)GB/T12668.902—2021/IEC61800-9損耗以及IE/IES等級應(yīng)根據(jù)IEC60038:2009的表1,在額定輸入電壓下計算和測量。同時，應(yīng)在為了確定成套傳動模塊(CDM)的IE等級，應(yīng)進(jìn)行型式試驗。IE等級是根據(jù)6.1中的單一工作點 表1和表2定義了成套傳動模塊(CDM)的輸出電流和位移因數(shù)。用戶文件和測試報告中說明與7.9描述的測試條件的偏差。PL.CDM=PL.CDM,deternined+△PL.cDM=PL.CDM,determined×(1+△pl定度應(yīng)基于在2個標(biāo)準(zhǔn)偏差下的正態(tài)分布(例如，95%置信水平)下的隨機誤差。附錄F給出了不同確PiCDM,dtarmined,meP.COM,drtemmined,met圖18確定的損耗加上確定方法的不確定度得出的CDM的損耗GB/T12668.902—2021/IE——根據(jù)7.6計算方法確定損耗； 定度應(yīng)基于正態(tài)分布下的隨機誤差。附錄F給出了不同確定方法的典型不確定度和損耗不確定度的制造商應(yīng)聲明成套傳動模塊(CDM)或電氣傳動系統(tǒng)(PDS)在4.2定義對于成套傳動模塊(CDM)來說，損耗的確定應(yīng)與7.2中確定IE等級的方法相同。制造商應(yīng)聲明對于電氣傳動系統(tǒng)(PDS)來說，損耗的確定應(yīng)與7.3中確定IES等級的方法相同。制造商應(yīng)聲明在5.2中提出的模型可用于通過計算確定成套傳動模塊(CDM)的損耗。允許制造商使用不同的計算模型或使用損耗仿真。制造商有責(zé)任在式(21)中使用正確的精度。成套傳動模塊(CDM)損耗計算的應(yīng)用案例見附錄E。影響成套傳動模塊(CDM)損耗的參數(shù)應(yīng)在要求的工作點中確定。當(dāng)不能獲得制造商的損耗數(shù)據(jù)電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的損耗可根據(jù)式(18)和式(19)通過計算確定。在用參考成套傳動模塊氣傳動系統(tǒng)(PDS)損耗是基于參考電機(RM)計算，最終電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的損耗應(yīng)加入基于IEC60034-1的允差。電氣傳動系統(tǒng)(PDS)損耗計算的應(yīng)用案例見附錄E。功率測量。測量布置如圖19所示。成套傳動模塊(CDM)的損耗應(yīng)使用式(23)確定：GB/T12668.902—2021/IEC61PL.CDM,determined=Pin,CDM—Pout,CDM輸入功率P是基于功率分析儀測量的輸入電壓U和輸入電流I確定的。相應(yīng)地，輸出功率Po是基于功率分析儀測量的輸出電壓Uout和輸出電流Iou確定的。成套傳動模塊(CDM)輸出的測量應(yīng)直數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集電源InCDMIout試驗負(fù)載電氣傳動系統(tǒng)(PDS)損耗的輸入-輸出確定方法是基于電氣傳動系統(tǒng)(PDS)輸入側(cè)的電功率測量及輸出側(cè)的機械功率測量。測量布置如圖20所示。電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的損耗應(yīng)使用式(24)確定：輸入功率Pim,ps是基于功率分析儀測量的輸入電壓Un和輸入電流In確定轉(zhuǎn)矩和速度CDMCDM相對力矩產(chǎn)生電流/%GB/T12668.902—2021/IE用于測量成套傳動模塊(CDM)的輸入或輸出功率和電流的儀器設(shè)備應(yīng)符合GB/T25442—2018功率Sequ的0.2%或更好的值。這是功率計(包括可能的傳感器)的總不確定度。測量電機輸出力矩和速度的儀器應(yīng)滿足GB/T25442—2018的要求。下面的測量過程是確定成套傳動模塊(CDM)在8個要求的負(fù)載點的損耗。度。測試過程包括三個在更低頻率和負(fù)載電流下的后續(xù)運行階段。所需的測量順序如圖21所示(見括在所有測試點，成套傳動模塊(CDM)的相對輸出電壓(百分比)應(yīng)不低于成套傳動模塊(CDM)的圖21CDM從[1]到[8]的測量順序首先，成套傳動模塊(CDM)運行在頻率的90%和電流的100%[1],直到達(dá)到熱穩(wěn)定(例如，在散熱在完成第一個工作點測量后，應(yīng)立即按順序測量其他所有的工作點，取波動數(shù)據(jù)的平均值，見PDSPDS相對力矩/%GB/T12668.902—2021/IEC61800-9不改變負(fù)載設(shè)置，測量在額定頻率的50%[2]和在0%[3]下的工作點。接下來，測量額定頻率的90%[4],50%[5]和0%[6]工作點時，降低力矩產(chǎn)生電流到額定值的50%。最后，測量額定頻率的50%[7]和0%[8]工作點時，降低力矩產(chǎn)生電流至額定值的25%。測量成套傳動模塊(CDM)的損耗。這些損耗應(yīng)無需進(jìn)下面的測量過程確定電氣傳動系統(tǒng)(PDS)在8個要求的負(fù)載點的損耗。度。測試過程包括三個在更低速度和力矩下的后續(xù)運行階段。所需的測量順序如圖22所示(參見方括PL,PDS(50,100PL,pDs(10不改變力矩設(shè)置，測量在額定速度的50%[2]和在0%[3]下的工作點。電機力矩應(yīng)減少到其額定值的50%,在額定速度的100%[4]、50%[5]和0%[6]進(jìn)行測量。最后，在額定速度的50%[7]和0%[8]測量時，降低電機力矩應(yīng)到其額定值的25%。勻，可用最高不超過12Hz的定子頻率對應(yīng)的速度點代替零速度點測量電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的損耗。 允許使用電子負(fù)載代替實際電機。GB/T12668.902—2021/IEC61800-9——應(yīng)在冷卻系統(tǒng)最佳性能條件下進(jìn)行測量。假設(shè)冷卻是基于溫度控制(開/關(guān)控制或PWM控——應(yīng)根據(jù)圖22定義工作點。-—電源電壓的峰值因數(shù)應(yīng)在1.35和1.44之間。塊(CDM),應(yīng)在50～200的范圍內(nèi)，對于額定輸出功率超過90kW的成套傳動模塊(CDM),應(yīng)在5～50的范圍內(nèi)。量。如果電氣傳動系統(tǒng)(PDS)或成套傳動模塊(CDM)制造商指定的最大電纜長度小于15m,——應(yīng)在15℃~30℃的電機環(huán)境溫度下進(jìn)行測試，否則應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾姍C損耗的溫度校正?！獞?yīng)在冷卻系統(tǒng)最佳性能條件下進(jìn)行測量。假設(shè)冷卻是基于溫度控制(開/關(guān)或PWM控制見圖24和圖25。GB/T12668.902—2021/IEC61800-9-2:開始是是否指定?否CDM額定值[式(4)][式(4)]計算I根據(jù)表1在7處應(yīng)用表2在8個非滿載工作點(根據(jù)圖21,相對力矩的25%、50%、90%和相對速度的0%、50%、90%)的任意一個，圖24確定CDM的IE分級和確定非滿載工作點的損耗12668.902—2021/IEC61800-9-2:2017確定方法根據(jù)式(22)是否是重復(fù)的；圖25確定PDS的IES分級和確定非滿載工作點的損耗GB/T12668.902—2021/IEC61800-第8章的目的是定義確定成套傳動模塊(CDM)和電氣傳動系統(tǒng)(PDS)損耗所必需的信息。在除非另有規(guī)定，第8章的要求應(yīng)適用于所有成套傳動模塊(CDM)和電氣傳動系統(tǒng)信息，以確保成套傳動模塊(CDM)或電氣傳動系統(tǒng)(PDS)作為部件被使用的最終應(yīng)用和/或系統(tǒng)的能源效率分級。制造商應(yīng)確定試驗負(fù)載的額定定子頻率為50Hz或60Hz,并在文件中給出表20信息要求信息章條號123X電源電壓X電源頻率X的額定速度(每分鐘機械轉(zhuǎn)數(shù))XCDM的IE等級和PDS的IES等級XXXX附錄B,4.2,7XXXX“位置1在產(chǎn)品上(見8.1);位置2在包裝上；位置3在產(chǎn)品文件中。h8.4要求的產(chǎn)品文件可以電子版格式提供。在給一個客戶提供多個相同產(chǎn)品時，只要客戶接受，臺提供一份手冊。GB/T12668.902—2021/IEC61 對于一般用途的成套傳動模塊(CDM),它不打算與對于在最終應(yīng)用或系統(tǒng)的能效等級計算(見4.9和圖7),成套傳動模塊(CDM)和/或電氣傳動系統(tǒng)傳動模塊(CDM)/電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的制造商只提供有限的非滿載工作點支持特定的應(yīng)用，這應(yīng)在——總功率5W。在額定功率工作點內(nèi)的損耗應(yīng)以±25%的允差聲明在文件中，除非該損耗已經(jīng)包含在成套傳動模GB/T12668.902—2021/IEC61800-在成套傳動模塊(CDM)或電氣傳動系統(tǒng)(PDS)支持再生拓?fù)涞那闆r下，制造商應(yīng)提供足夠的信GB/T12668.902—2021/IEC618(規(guī)范性附錄)參考成套傳動模塊(RCDM)、參考電機(RM)和參考電氣傳動系統(tǒng)(RPDS)的損耗A.1相對損耗表表A.1、表A.2及表A.3分別為參考成套傳動模塊(RCDM)、參考電機(RM)和參考電氣傳動系統(tǒng)(RPDS)的相對損耗百分比。表A.1不同功率等級的RCDM在圖6給出的工作點的相對損耗資料性數(shù)據(jù)%%%%%%%%34GB/T12668.902—2021/IEC61800-9-表A.1(續(xù))資料性數(shù)據(jù)%%%%%%%%注：表A.1適用于50Hz和60Hz的成套傳動模塊(CDM)的評表A.2不同功率等級的RM在圖5給出的工作點的相對損耗%%%%%%%%34GB/T12668.902—2021/IEC618%%%%%%%%注1:根據(jù)5.3.2,由變流器供電運行的輸出功率在90kW和110kW的電機，附加的諧波損耗因子rm.從15%跳GB/T12668.902—2021/IEC61800-9-表A.3不同功率等級的RPDS在圖4給出的工作點的相對損耗%%%%%%%%34GB/T12668.902—2021/IEC61800-9表A.3(續(xù))%%%%%%%%注1:在100%速度下，參考電氣傳動系統(tǒng)(RPDS)的損耗計算是參考成套傳動模塊(RCDM)和參考電機(RM)的損耗之和。電氣傳動系統(tǒng)(PDS)工作點(100,100)的計算采用的是成套傳動模塊(CDM)的(9注2:表A.3適用于50Hz和60Hz的電400kW的參考電氣傳動系統(tǒng)(RPDS)使用式(18)進(jìn)行計算的例子見式(A.2):GB/T12668.902—2021/IEC61在需要改變電機速度的應(yīng)用中，電氣傳動系損耗輸出損耗損耗損耗負(fù)載圖B.1描述了從電網(wǎng)到負(fù)載轉(zhuǎn)移能量的完整系解決方案。附錄B描述了其主要依賴關(guān)系。GB/T12668.902—2021LPLmains=3×R×I?2假設(shè)電氣傳動系統(tǒng)(PDS)連接到圖B.2中的電網(wǎng)，電網(wǎng)損耗取決于電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的流。電氣傳動系統(tǒng)(PDS)至少消耗負(fù)載所需的有功功率和電氣傳動系統(tǒng)(PDS)自身產(chǎn)生的損耗。然而，電氣傳動系統(tǒng)(PDS)可能還消耗由無功功率和諧波電λ接近1的電氣傳動系統(tǒng)(PDS)將導(dǎo)致電網(wǎng)產(chǎn)生最小的損耗。λ值主要是由電氣傳動系統(tǒng)(PDS)B.3.1高頻EMI濾波器為了不干擾無線電服務(wù)，根據(jù)IEC61800-3,高頻EMI濾波器——IEC61800-3在不同環(huán)境中的要GB/T12668.902—2021/IEC61L?I?LRC一個并聯(lián)電容器或一個附加的電源側(cè)電抗器L?。如B.2的描述，減少諧波可降低電網(wǎng)的損耗。另(PDS)的無功功率，同時增加電網(wǎng)損耗。濾波器元件自身產(chǎn)生了附加的損耗。這些正面的和負(fù)面的影輸入變流器將能量從三相交流電源轉(zhuǎn)移到直流環(huán)節(jié)。在目前的電氣傳動系統(tǒng)(PDS),輸入變流器GB/T12668.902—2021/IEC61另一方面，二極管整流器在電網(wǎng)電流中產(chǎn)生較大的諧波電流。這些諧波電流造成電網(wǎng)損耗。如本標(biāo)準(zhǔn)的有源饋電變流器(AIC)在電源回饋端使用IGBT橋工作。半導(dǎo)體開關(guān)工作在高開關(guān)頻率，單相功率因數(shù)校正(PFC)電路表現(xiàn)出和標(biāo)準(zhǔn)有源饋電變流器(AIC)非常相似的特性。它們也能夠在特殊類型的三相有源饋電變流器(AIC)中，網(wǎng)側(cè)的IGBT僅以電網(wǎng)的開關(guān)頻率運行。由于這種從負(fù)載回饋到電網(wǎng)的特性。此外，該拓?fù)洳粫a(chǎn)生增加的直流環(huán)節(jié)電壓。如在B.4.2中描述的二極管進(jìn)線電壓/V進(jìn)線電流/A進(jìn)線電壓/V進(jìn)線電流/AGB/T12668.902—2021/IEC61電網(wǎng)直流環(huán)節(jié)輸入濾波器電網(wǎng)直流環(huán)節(jié)輸入功率因數(shù)λ定義為成套傳動模塊(CDM)的輸入有功功率與視在輸入功率的比值。在正弦波0時間/s0GB/T12668.902—2021/IE表B.1不同輸入變流器拓?fù)涞摩说湫椭祹?.5%輸入電抗器的大容量直流環(huán)節(jié)電容帶4%輸入電抗器的大容量直流環(huán)節(jié)電容B.5直流環(huán)節(jié)電壓源電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的直流環(huán)節(jié)由直流環(huán)節(jié)電容組成。該電容器通常含有很多電解電容直流環(huán)節(jié)第二部分損耗，是由電容器內(nèi)部的(等效)串聯(lián)電阻Rs產(chǎn)生的。該損耗主要出現(xiàn)在六倍1)電容器的損耗通常在數(shù)據(jù)表中以電源頻率w/2π(50Hz或60Hz)下的損耗因子tanò表示。單個電容的等效串聯(lián)電阻Rs可由式(B.4)計算：k2DClink=Rs×IGB/T12668.902—2021/IEC61電壓源電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的輸出逆變器通常由三相逆變橋組成。根據(jù)脈寬調(diào)制(PWM)控制原GB/T12668.902—20B.7輸出濾波器和電機電纜B.7.1概述圖B.11PDS的電機電纜和可選輸出濾波器為了把開關(guān)損耗降到最小，輸出逆變器的半導(dǎo)體開關(guān)器件通常以高開關(guān)速度工作。如果不使用輸出濾波器(可選件的位置，見圖B.11),可在電機端子處觀察到由于電壓波形反射引起的過電壓尖峰，電機絕緣承受兩倍的直流環(huán)節(jié)電壓應(yīng)力。如果電機電纜的長度大于臨界長度，可觀察到這種電壓反射現(xiàn)對于典型上升時間t?=200ns和電壓波的典型速度v=150m/μs,電機電纜的臨界長度為lcit=電壓尖峰導(dǎo)致電機絕緣的應(yīng)力增加。然而，它們對損耗的影響可忽略不計。在某些情況下，使用輸出濾波器，主要是為了減少對電機絕緣的應(yīng)力，并增加電機電纜長度。已知不同種類的輸出濾波器，將描述它們對效率的影響。B.7.2正弦波濾波器正弦波濾波器用來濾除逆變器的開關(guān)頻率。它們通常包括至少一個電抗器和一個電容器，組成逆變器輸出電壓的二階濾波器。選擇正弦波濾波器的諧振頻率要低于逆變器的開關(guān)頻率。當(dāng)逆變器不使用正弦波濾波器運行時，由于高頻紋波電流，電機會有附加的損耗。IECTS60034-25中描述了這些附加的損耗。使用正弦波濾波器，可大大減少這些附加的損耗。然而，正弦波濾波器本身會有一些損耗，主要是由于濾波電感的銅損和鐵損。在電機額定速度時，這些損耗小于大功率逆變器額定功率的0.5%,對于小功率逆變器，可高達(dá)額定功率的8%。在較低的然而，這種類型的濾波器在工作頻率下產(chǎn)生一個小的電壓降，并且可能會減小可用的控制帶寬，特別在PWM頻率較低的情況下。因此，有時不可能使用這種類型的濾波器。電壓1d/V電壓1d/VGB/T12668.902—2021/IEC61dV/dt濾波器用于增加電機電壓的上升時間，以減少電機絕緣上的應(yīng)力。它們與正弦壓仍然與圖B.12所示的逆變器輸出電壓波形相似。電機損耗不受dV/dt濾波器的影響。統(tǒng)(PDS)額定功率的1%。在開關(guān)頻率為500Hz時，dV/dt濾波器的損耗通常小于電氣傳動系統(tǒng)(PDS)額定功率的0.25%。準(zhǔn)確的損耗需要在所使用的開關(guān)頻率下確定。對于較高開關(guān)頻率的電氣傳動系統(tǒng)(PDS),可使用電機電抗器替代dV/dt濾B.7.4高頻EMI電機濾波器與B.3.1描述的相似但不相同的高頻EMI電機濾波器，也可使用在類似于進(jìn)線EMI濾波器。給出，但是一定要在每個單獨的安裝中進(jìn)行評估。根據(jù)經(jīng)驗，只要電纜長度小于25m,就可忽略其損GB/T12668.902—2021/IEC61800-93描述了一種評估電機中產(chǎn)生損耗的評估方法。輔助風(fēng)機和制動器是電機系統(tǒng)的一部負(fù)載的損耗很大程度上取決于電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的應(yīng)用場合。通過能量優(yōu)化的方式運行負(fù)問題在附錄A中討論。位置傳感器或電機制動器。對于很低功率的電氣傳動系統(tǒng)(PDS<500W),這部分損耗可能和損耗是除了成套傳動模塊(CDM)本身的控制部分的損耗之外，在成套傳動模塊(CDM)的開關(guān)電源中也產(chǎn)生損耗，例如在強制空氣冷卻的情況下，風(fēng)機是主要的消耗者。這些損耗主要與成套傳動模塊比運行期間的損耗低一到三個數(shù)量級。它們在整體損耗的影響很大程度上取決于擴展產(chǎn)品的工作制。如圖11所示部件的一次冷卻，主要是通過集成在基本傳動模塊(BDM)/成套傳動模塊(CDM)/電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的一次冷卻(風(fēng)機或液體冷卻)完成。冷卻可能依賴于溫度控制(開/關(guān)或PWM控除了圖B.1所示的所有部件會產(chǎn)生損耗之外，這些損耗在許多應(yīng)用場合需要通過二次冷卻塊(CDM)本身的損耗。在這種情況下，典型的次級冷卻系統(tǒng)的功耗在成套傳動模塊(CDM)損耗的20%范圍內(nèi)。GB/T12668.902—2021/IEC61在絕大多數(shù)應(yīng)用中，可發(fā)現(xiàn)在附錄B中描述的成套傳動模塊(CDM)拓?fù)?。對于成套傳動模塊然而，在某些情況下，可發(fā)現(xiàn)不同的變流器拓?fù)?。在本附錄中以定性的方式描述它們對損耗的對于無源輸入變流器，圖B.4顯示了一個6脈沖的饋電變流器，圖B.7給出了該拓?fù)涞牡湫筒ㄐ?。在一些專為極低諧波輸入電流設(shè)計的應(yīng)用中，使用12脈沖、18脈沖或24脈沖的饋電變流器。在這種域，主要在1MW以上的大功率范圍和交流1000V以上的高電壓范圍。這些拓?fù)涞膿p耗計算與5.12)晶閘管循環(huán)變流器用于高過10MW以上的超大額定功率等級，主要用于成套傳動模塊此外，給出了典型的2極和4極感應(yīng)電機的效率插值數(shù)據(jù)。在本附錄中，電源基波頻率f和力矩T使用相對值(在0～1范圍內(nèi)),參考其額定值。因此，相對額定輸出功率PN可表示為Pn=f×T=1。D.2.1概述D.2給出了有關(guān)在電機中產(chǎn)生損耗的物理效應(yīng)的詳細(xì)信息。當(dāng)通過計算或測量得知各個損耗分量D.2.2定子和轉(zhuǎn)子繞組的I2R損耗[Pis+PLg(對于感應(yīng)電機或繞線轉(zhuǎn)子電機)]因此，在任意負(fù)載點的繞組損耗Pisr(f,T)都可通過額定頻率fv和額定力矩Tn的繞組損耗PLsD.2.3附加損耗(P)-—附加負(fù)載損耗P×k,包括與頻率和力矩的平方成正比的損耗；PLm(f,T)=Cm×PLw(f,TN)×n+(1-Cm)×PLm(f,Tn)×nGB/T12668.902—2021/IEPLie(f,T)=kje×PLfe(fn,Tn)×T2×f+(1—kfe)×PLie(fn眾所周知，逆變器供電的電機的鐵損主要是與調(diào)制系數(shù)的值有關(guān)?，F(xiàn)有——摩擦損耗PLw×kw,與頻率成正比；——風(fēng)阻損耗PLfw×(1-kfm),與速度(頻率)的三次方表D.1對于IC411自扇風(fēng)冷電機的風(fēng)阻損耗和摩擦損耗的推薦劃分246PLm(f,T)=cm×PLw(fn,Tn)×n+(1-Cfm)×Pm(fx,Tn)×nD.2.6附加的諧波損耗(PLm)附加的諧波損耗是由PWM(脈寬調(diào)制)變頻器的非正弦電源引起的。諧波電壓基本上取決于變流只要變流器的開關(guān)頻率保持不變，附加的諧波式(D.5):PLHL(f,T)=PLHu.(fn,Tn)…………(D.5)基于D.2給出的計算式，電機在任意工作點的總損耗(相對的電源頻率f和力矩T在0……1之GB/T12668.902—2021/IEC間)由式(D.6)給出：P1(f,T)=PLsr(f,T)+PLre(f,T)+PL(f,T)+PLw(f,T)+PLHL.電機在任意工作點的效率可由式(D.7)計算：同樣地，任意工作點的損耗可通過效率確定，可由式(D.8)計算：在任意工作點的相對損耗，可通過式(D.9)得到：pi(f,T)=A+B×f+C×f2+D×f×T2+E×f2×T2+F×在同步電機的情況下，可使用相對速度n代替電源相對頻率f,不會損失任何精度。在異步電機的情況下，當(dāng)電機軸以期望的速度旋轉(zhuǎn)時，任何給定速度的電源相對頻率f可通過測量電機端子上電壓的基波頻率確定。然而，相對速度n也可代替電源相對頻率f使用插值，從而忽略滑差。這將略微降低插值的精度，在實際應(yīng)用中通常是可接受的。D.4插值系數(shù)的解析確定表D.2給出的和圖D.1所示的工作點，對于D.3中的插值系數(shù)A……G的解析確定來說是規(guī)范的。表D.2用圖形表示的規(guī)范工作點fTP111力矩力矩GB/T12668.902—2021/IECOOOOOOOO圖D.1規(guī)范工作點頻率f、力矩T和功率P分別是額定頻率、額定力矩和額定功率的相對值。這些點有意與第4章和第7章的點不同。應(yīng)使用式(D.10)確定插值系數(shù)：D.4.2變頻器電壓降導(dǎo)致的附加損耗通常，變頻器(成套傳動模塊，CDM)不能提供全部(額定)基波電機電壓，這是在額定速度下保持全磁通所需要的。在這種情況下，由于電機電流的增加，電機損耗會更高。規(guī)范工作點(表D.2)通過要求在最大為額定速度的90%速度點進(jìn)行測試避免該問題。在100%額定速度下的損耗比通過內(nèi)插損耗的值大，增量可根據(jù)電壓的損耗比U?.Notoe/Ufoenal.CDM線性計算。例如，當(dāng)變頻器能夠提供的最大基波電壓為360V,而電機額定電壓為400V時，電機在額定速度下的損耗相比于插值計算的損耗或者在400V基波電壓下運行的損耗，將增加11%(400/360=1.11)。D.4.3確定插值系數(shù)的替代工作點fTP111111注：工作點P?“和P?處的星號僅僅表示，與表D.2的P?和P?相比，這些點的f,T和/或P的值是不同的。對于專為平方力矩應(yīng)用(例如泵、風(fēng)機和壓縮機)設(shè)計的專用電機，只需要確定三個負(fù)載點P?*、在這種情況下，插值系數(shù)無法確定，插值計算式(D.11)也無法使用。然而，此信息足以滿足GB/T12668.902—2021/IE推薦在相對頻率f=0.25、0.5、0.75和0.9的電機額定頻率和相對力矩T=0.25、0.5、0.75和1.0的電機額定力矩下使用16個測量點。插值誤差Qis(插值穩(wěn)定性指數(shù))由式(D.12)給出：在這種情況下，式(D.12)可用作數(shù)值搜索算法的最小目標(biāo)值。這些算法無論怎樣獲得7個插值系數(shù)(參見D.3,D.6),插值式(9)的應(yīng)用總是相同的。對于典型的效率等級為IE2的感應(yīng)電機來說，表D.4和表D.5給出了根據(jù)D.3的插值計算式的表D.4典型的4極IE2參考感應(yīng)電機的插值系數(shù)34GB/T12668.902—2021/IEC61800-9-系數(shù)C系數(shù)E系數(shù)FGB/T12668.902—2021/IEC61800-9-表D.5典型的2極IE2參考感應(yīng)電機的插值系數(shù)34GB/T12668.902—2021/IEC系數(shù)B系數(shù)C系數(shù)FCDMCDM相對力矩產(chǎn)生電流/%電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的損耗。電氣傳動系統(tǒng)(PDS)的工作點選擇在7.5kW為例的電氣傳動系統(tǒng)(PDS)額定力矩的80%和額定速度的75%。PL,CDM(0,100)PL,CDM(0,100)PL,cDM(50,100PL,CDM(90,100)2區(qū)3區(qū)1區(qū)1區(qū)覆蓋了50%及以下的相對電機定子頻率f和50%以上的相對力矩產(chǎn)生電流i。的工作點。2區(qū)覆蓋了50%以上的相對電機定子頻率f和的50%以上的相對力矩產(chǎn)生電流iq的工作點。3區(qū)覆蓋了50%及以下的相對電機定子頻率f和50%及以下的相對力矩產(chǎn)生電流i?的工作點。4區(qū)覆蓋了50%以上的相對電機定子頻率f和50%及以下的相對力矩產(chǎn)生電流i。的工作點。CDMCDM相對力矩產(chǎn)生電流/%GB/T12668.902—2021/IEC在接下來的條款中，演示了如何確定75%相對電機定子頻率和80%相對力矩產(chǎn)生電流的工作點的損耗。示例電氣傳動系統(tǒng)(PDS)使用的示例成套傳動模塊(CDM)具有9.95kVA的額定視在功率。假定預(yù)定義工作點的損耗由表E.1給出。表E.19.95kVA/400V的示例CDM在預(yù)定義工作點的相對損耗%%%%%%%%根據(jù)圖E.1,在75%相對電機定子頻率和80%力矩產(chǎn)生電流下評估的工作點，屬于區(qū)域2。因此，E.2.3用相鄰損耗點的損耗進(jìn)行二維內(nèi)插值確定損耗B(,i)R?CDM相對電機定子頻率/%在第一