1、試驗(yàn)電源波形品質(zhì)的要求

　　《GB755-2008旋轉(zhuǎn)電機(jī)定額和性能》指出，供電電源的諧波電壓因數(shù)HVF需滿足：

　　N設(shè)計(jì)電動機(jī)不超過0.03，其它電機(jī)未加說明的不超過0.02。

　　值得注意的是，HVF不等同于THD，GB755-2008旋轉(zhuǎn)電機(jī)定額和性能分別給出了兩者的計(jì)算公式：

　　標(biāo)準(zhǔn)中同時(shí)指出，k=13，且對于三相電機(jī)而言，n不等于3及3的整數(shù)倍，這樣，實(shí)際上HVF只計(jì)算了2、4、5、7、8、11、13等7次諧波，而THD包括2~100共99次諧波。加上HVF計(jì)算公式中，每次諧波平方后還要除以對應(yīng)的諧波次數(shù)，HVF明顯小于THD。也就是說，用HVF作為評價(jià)指標(biāo)，要求低于THD。

　　對于以調(diào)壓器或機(jī)組為試驗(yàn)電源的高效電機(jī)試驗(yàn)臺，只要電源品質(zhì)滿足HVF的要求即可。

　　由于HVF僅考慮了低次諧波的影響，而變頻器輸出諧波以高次為主，這是GB755所沒有考慮到的，因此，對于采用變頻器為試驗(yàn)電源的高效電機(jī)試驗(yàn)臺，還應(yīng)考慮高次諧波的影響。這一點(diǎn)，在《GB/T 20161-2008變頻器供電的籠型感應(yīng)電動機(jī)應(yīng)用導(dǎo)則》的第四章電壓和電流的頻譜中明確指出：

　　“在GB755-2008的7.2.1中，籠型感應(yīng)電動機(jī)供電電壓允許的諧波分量表示為一個(gè)數(shù)值，稱為諧波電壓因數(shù)（HVF）。然而，這個(gè)因數(shù)對變頻器供電不適用?！?/span>

　　電源品質(zhì)對高效電機(jī)的溫升及效率測量都會產(chǎn)生影響，綜合考慮，對于采用變頻電源供電的電機(jī)試驗(yàn)臺，建議對變頻電源的波形品質(zhì)要求采用THD替代。對于開關(guān)頻率較高的變頻電源，在確認(rèn)13次以上高次諧波含量足夠小時(shí)，仍可采用HVF。WP4000變頻功率分析儀可同時(shí)顯示試驗(yàn)電源的HVF和THD。

　　值得注意的是，對于變頻電源而言，輸出電壓越低，諧波含量越大，一般波形品質(zhì)很難全范圍輸出滿足上述要求。較合理的要求是在380V和690V電機(jī)試驗(yàn)關(guān)注的范圍內(nèi)滿足THD≯0.02的要求。實(shí)際范圍可定為：90V~900V（參見第二節(jié)的電壓準(zhǔn)確限值范圍）。

圖1、500kW高效電機(jī)試驗(yàn)臺專用變頻電源

2、電量測量系統(tǒng)精度指標(biāo)需滿足標(biāo)準(zhǔn)要求

　　《GB/T1032三相異步電動機(jī)試驗(yàn)方法》指出，電量測試設(shè)備準(zhǔn)確度不低于0.2級（滿量程），同時(shí)指出，應(yīng)盡量使量程接近讀數(shù)，實(shí)際上就是要求，在整個(gè)測試范圍內(nèi)，準(zhǔn)確度指標(biāo)需滿足0.2級。一般廠家注意了前面的要求，而忽略了后面的要求，將導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)較大的偏差。這兩個(gè)要求結(jié)合起來，就是要求測試設(shè)備（或系統(tǒng)）在寬范圍內(nèi)滿足精度要求。

電壓準(zhǔn)確限值范圍：

　　高效電機(jī)試驗(yàn)臺一般至少要兼顧380V和690V兩種電壓等級的電動機(jī)。依據(jù)GB/T1032的要求，空載試驗(yàn)最高電壓測試點(diǎn)為125%額定電壓，因此，最高測試電壓至少達(dá)到900V。空載試驗(yàn)和堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)的最低電壓測試點(diǎn)一般涵蓋25%額定電壓，因此，最低測試電壓至少達(dá)到90V。

　　即：電壓準(zhǔn)確限值范圍應(yīng)覆蓋：90V~900V。

　　目前大部分功率測量儀器支持1000V直接測量，并且具備多個(gè)電壓量程，一般可以滿足要求。

電流準(zhǔn)確限值范圍：

　　高效電機(jī)試驗(yàn)臺試驗(yàn)對象一般要求包括375kW/380V電機(jī)。其額定電流約700A，堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)要求達(dá)到1400A。假設(shè)被試電機(jī)最小功率為7.5kW/380V，其額定電流約為14A。最小空載電流按照額定電流的20%考慮，約為3A。

　　即：電流準(zhǔn)確限值范圍應(yīng)覆蓋：3A~1400A。

　　若被試電機(jī)功率范圍更寬，將要求更寬的被測電流準(zhǔn)確限值范圍。

功率因數(shù)準(zhǔn)確限值范圍：

　　異步電機(jī)空載功率因數(shù)可達(dá)0.1甚至更低。

　　即：功率因數(shù)準(zhǔn)確限值范圍應(yīng)覆蓋：0.1~1

　　當(dāng)功率因數(shù)低于0.2時(shí)，可適當(dāng)降低功率測量精度的要求。

　　值得注意的是，功率因數(shù)對功率測量準(zhǔn)確度的影響不僅僅通過測量儀表表現(xiàn)，還與前端的電壓傳感器和電流傳感器的角差（相位誤差）有關(guān)。

　　GB/T1032要求互感器的準(zhǔn)確度不低于0.2級。依據(jù)JJG313-2010測量用電流互感器檢定規(guī)程和JJG314-2010測量用電壓互感器檢定規(guī)程的要求，0.2級電壓/電流互感器的角差（50Hz時(shí)）應(yīng)不大于10′。當(dāng)采用霍爾電壓傳感器或霍爾電流傳感器時(shí)，其角差指標(biāo)亦應(yīng)滿足上述要求。

　　注：目前霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器均無角差指標(biāo)，一般而言，霍爾電壓傳感器角差指標(biāo)難于滿足10′的要求，部分閉環(huán)式霍爾電流傳感器角差指標(biāo)可以滿足。具體角差指標(biāo)應(yīng)由生產(chǎn)廠家給出或通過法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)出具的校準(zhǔn)證書給出。

圖2、全面滿足高效電機(jī)試驗(yàn)測試要求的電量測試系統(tǒng)——WP4000變頻功率分析儀

3、扭矩儀精度指標(biāo)不低于0.2級

　　由于目前扭矩儀一般按照滿量程標(biāo)稱精度，0.2級的扭矩儀，在半量程時(shí)，相對誤差限值約為0.4%，被測扭矩更小時(shí)，測量結(jié)果的相對誤差更大。因此，應(yīng)盡量依據(jù)被試電機(jī)的扭矩選擇合適量程的扭矩儀，如果被試電機(jī)規(guī)格較多，可選用不同量程的扭矩儀，與被試電機(jī)配套使用。

4、電功率與機(jī)械功率的同步測試

　　電量測試系統(tǒng)的電功率測試盡量與扭矩及轉(zhuǎn)速同步測試。這里的同步測試不等同于同時(shí)測試（或同時(shí)記錄），同步測試相當(dāng)于對每一個(gè)測量數(shù)據(jù)而言，起始點(diǎn)相同，結(jié)束點(diǎn)相同。一般來講，如果兩套系統(tǒng)（主要指儀表部分）不是由一個(gè)廠家制造，較難實(shí)現(xiàn)該功能。這一點(diǎn)，需要向集成商提出來。

5、正確的試驗(yàn)方法

　　許多人認(rèn)為，直接法測量效率較為準(zhǔn)確。即同步測量輸入功率和輸出功率，用輸出功率與輸入功率的比值作為電動機(jī)的效率。事實(shí)上，對于效率較高的電機(jī)，該法得到的電機(jī)效率的不確定度較大，而采用損耗分析法可以得到較小的不確定度。

　　《GB/T 1032-2005三相異步電動機(jī)試驗(yàn)方法》10.3A法——輸入——輸出法一節(jié)中明確指出：通常A法僅限于效率不大于80%的電動機(jī)。

　　《GB/T 1032-2012三相異步電動機(jī)試驗(yàn)方法》11.1.2試驗(yàn)方法與效率測量不確定度一節(jié)中推薦A法的適用范圍為功率小于1kW的電動機(jī)。

　　基于小功率電動機(jī)一般效率較低的規(guī)律，新老版本的指導(dǎo)思想是統(tǒng)一的。

　　《GB18613-2006中小型三相異步電動機(jī)能效限定值及能效等級》明確規(guī)定，效率試驗(yàn)采用損耗分析法。這里的損耗分析法，包括B（B1）法或E（E1）法。E法不需要扭矩儀。

　　《GB18613-2012中小型三相異步電動機(jī)能效限定值及能效等級》進(jìn)一步明確，效率試驗(yàn)采用《GB/T1032三相異步電動機(jī)試驗(yàn)方法》中的B法——測量輸入-輸出功率的損耗分析法。

圖3、三相異步電動機(jī)型式試驗(yàn)軟件

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