GB∕T 25123.3-2011 電力牽引 軌道機車車輛和公路車輛用旋轉(zhuǎn)電機 第3部分：用損耗總和法確定變流器供電的交流電動機的總損耗

GB/T25123.3—2011/I軌道機車車輛和公路車輛用旋轉(zhuǎn)電機第3部分：用損耗總和法確定變流器供電的交流電動機的總損耗 I 1 1 23.1總損耗的構(gòu)成 2 2附錄A(資料性附錄)異步電動機的等效電路 5附錄B(資料性附錄)附加負載損耗 IGB/T25123.3—2011/IEC1電力牽引軌道機車車輛和公路車輛用旋轉(zhuǎn)電機第3部分：用損耗總和法確定變流器供電的交流電動機的總損耗GB/T25123的本部分適用于符合GB/T25123.2的電動機。變流器供電的電動機的總損耗可用損耗總和法來確定，這些損耗由負載試在變流器供電下運行所產(chǎn)生的額外損耗等于電動機負載時的總輸入功率減去基波頻率的輸入輸入功率應該用數(shù)字采樣儀表同時在每相上測量。優(yōu)先采用三相測量法。但總輸入功率由一個時間周期內(nèi)的電壓和電流的乘積得到，基波考慮到所要求的整個頻率范圍內(nèi)幅值和相位漂移誤差，必須重視全套儀表功率因數(shù)一般非常低(電壓型異步系統(tǒng)的功率因數(shù)小于0.1)需要特別注意最小相角誤差。-----(包括)2kHz～20kHz:士1.儀表通常還帶有用于補償和調(diào)節(jié)儀表的衰減器。但當采用外接衰減器時，要求其準確度在表1給%度(°)士0.5士1.0土2.02%%功率因數(shù)<0.1%士1.0士2.0士5.0士4.0士8.0 ——定子繞組中的I2R損耗；——異步電動機轉(zhuǎn)子繞組的I2R損耗；●在有效鐵心以及除導線以外的其他金屬件中的損耗；●在定子和轉(zhuǎn)子繞組中由磁通脈動產(chǎn)生的電流所引起的渦流損耗。確定損耗的那點所對應的電壓和頻率。把基波頻率的輸入功率減去定子中的I2R損耗，即得空載損轉(zhuǎn)子繞組的I2R損耗取為：3GB/T25123.3—2011/IEC6034I2R=s×[P?-(I2Rpi+Po-Pw)]I2Rp——在定子中基波頻率的I2R損耗，單位為瓦特(W);P?=Pso×(I/I?)2×(f/50)1.5×0.01 (2)功率在整個滿磁通運行范圍之內(nèi)均與頻率成正比(見圖1),即定子繞組中基波頻率的I2R損耗系由每一繞組中的基波電流和測得的繞組電阻計算而得?；ǜ郊迂撦d損耗等于電動機從軸上吸收的功率減去所有定子繞組的I2R損耗與當電動機被拖動到同樣4Pm電壓電流Im頻率/Hz5GB/T25123.3—2011/IEC60349-3:1995(資料性附錄)異步電動機的等效電路A.1電路描述空載時的異步電動機可用如圖A.1所示的等效電路來表示。等效電路參數(shù)可由在正弦電壓供電下的空載試驗和阻抗(堵轉(zhuǎn))試驗來求得。所需測量的數(shù)據(jù)為電壓、電流和功率。如果確定了電動機在整個運行范圍內(nèi)若干電壓和頻率點的電路參數(shù)和空載損耗，可以繪出曲線族，利用這些曲線族可以計算出所選擇的電壓、頻率和轉(zhuǎn)差率下電動機轉(zhuǎn)矩和輸入電流。 圖A.1異步電動機空載等效電路A.2三相電動機等效電路參數(shù)的確定等效電路中的參數(shù)可根據(jù)表A.1所給出的方程式求出。下標為“L”的符號代表轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)試驗的測量值。6GB/T25123.3—2011/IEC60349-3:1U?o、I?o、P?o為空載試驗的測量值，第一次迭代的X?,X?是阻抗試驗頻率為fi時的定子電抗。第一次迭代的X?、Xz?值為理論計算值。X?為頻率為f時的定子電抗。X2?為折算到定子側(cè)的轉(zhuǎn)子電抗。X?由方程(A.3)求得P?o和I?0分別為空載有功功率和電流的測得值。R?是空載試驗期間的繞組溫度所對應的定子電阻Pp.由方程(A.6)求得。U?0是測得的空載電壓。X?由方程(A.3)求得，XM由方程(A.1)求得R?1是在指定溫度下折算到定子側(cè)的轉(zhuǎn)子電阻(見注4)注1:方程(A.1)、(A.2)和(A.3)按遞增順序計算，即：(A.1)、(A.2)、(A.3);(A.1)、(A.2)、(復上述迭代計算，直到X?、Xm的誤差小于0.1%為止，即：相鄰兩次迭代值之差小于0.1%。方程(A.1)、(A.2)、(A.3)迭代之后，所有下面的方程也以遞增順序計只要迭代次數(shù)足夠多，計算就能得出正確的參數(shù)值，計算準確度儀取決于空載試驗和阻抗試驗結(jié)果的準當X?/XM固定比率等于其理論值時，通過計算能得出正確的X?+X?值。果，采用簡化電路用方程(A.1)來計算勵磁注3:定子電抗X?和轉(zhuǎn)子電抗X?是通過堵轉(zhuǎn)試驗結(jié)果計算得到，堵轉(zhuǎn)試驗頻率盡可能接近實際的轉(zhuǎn)子頻率(實際上，試驗頻率一般高于實際頻率，15Hz為合適值)。測量電壓、電流和功率因數(shù)。由于勵磁電阻Rm比折算到定子側(cè)的轉(zhuǎn)子電阻R?大得多，因而可以采用簡化7GB/T25123.3—2011/IEC注4:轉(zhuǎn)子電阻R?1或者通過阻抗試驗結(jié)果來求得，或者通過負載試驗的測量值來求得。優(yōu)先采用后一種方法，a)可以達到熱穩(wěn)態(tài)條件；b)轉(zhuǎn)子頻率為實際值，而在阻抗(堵轉(zhuǎn))試驗中，情況一般不是這樣。通過阻抗試驗確定的轉(zhuǎn)子電阻為：P——堵轉(zhuǎn)時的有功功率；I?L——堵轉(zhuǎn)時的定子電流。注意：本方程僅當轉(zhuǎn)子電阻R?1是通過阻抗試驗確定時才有效。選擇不同的R?,利用等效電路的方法計算試驗點的參數(shù)，直到輸入電流的計算值等于試驗值。將RaA.3三相電動機的特性計算當?shù)刃щ娐穮?shù)曲線和空載損耗曲線繪出后，可利用這些曲線對電動機特性上某些確定的電壓、頻率和轉(zhuǎn)差率值的那些點作計算。圖A.2是異步電動機的負載等效電路。注意由于電路參數(shù)并沒有考慮摩擦損耗、風摩耗、附加負載損耗和變流器電源的諧波損耗，因此這些損耗須單獨考慮。 圖A.2異步電動機負載等效電路8GB/T25123.3—2011/IEC60349-3:1表A.2參數(shù)的定義152XΩ3Ω4Ω5Q6Ω7Q8UV9fm相數(shù)(m=3)由變流器電源所產(chǎn)生的諧波損耗W輸入數(shù)據(jù)(見注1)QGBRXZA除項目11外的輸入功率W定子中的I2R損耗WWW轉(zhuǎn)子中的I2R的損耗Wn電動機轉(zhuǎn)速n同步轉(zhuǎn)速9GB/T25123.3—2011/IEC60349-3:1W見注2附加負載損耗W見注3除項目11外的總損耗W(28)+(29)十(31)+(33)+(34)W除項目11外的效率除項目11外的功率因數(shù)T方程式中括號內(nèi)的數(shù)，如(21),是項目號。注1:由變流器供電而產(chǎn)生的諧波損耗按所規(guī)定的方法在負載狀態(tài)下測得。在恒定頻率下的總空載損耗和端電壓平方之間的函數(shù)關(guān)系為一直線。由不同頻率和電零電壓(如圖A.3),可以繪制出摩擦損耗和風摩耗與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系曲線。也可用另外一種方法，把電動注3:附加負載損耗可用中的公式來估算。GB/T25123.3—2011/IEC6034B.1通過低功率試驗確定鼠籠式異步電動機的附加負載損耗入研究提供數(shù)據(jù)，應按照GB/T25123.2—2010中5.1.4進行研究性試驗。組中通以平衡的多相電流。對應電動機輸入電流I的試驗電流為I.,It為：I?=√(I2-I8)……線電流為I時的基波頻率損耗P為：P=Psr-I2RI?R——當定子繞組線電流為I,繞組溫度為t?時的總I2R損耗，單位為瓦特(W)。B.3在較高頻率下的損耗(反轉(zhuǎn)試驗)方向相反，電動機分別施加和不施加電壓。所施加的電壓應能產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子取出試驗時相同的定子電流I。較高頻率下的總損耗P=(Pm-Pw)-(P.-P-I2R)……………(B.3)I?R