style="width:5.31346in;height:4.00664in" /> 本文是学习GB-T 22670-2018 变频器供电三相笼型感应电动机试验方法. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了变频器供电三相笼型感应电动机的试验要求、试验前准备、空载试验、堵转试验、负载
试验及损耗和效率的确定、热试验、最大转矩和最小转矩试验等。
本标准适用于变频器供电的三相笼型感应电动机。
本标准不适用于牵引电机。
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 755—2008 旋转电机定额和性能
GB/T 1032—2012 三相异步电动机试验方法
GB/T 10068—2008 轴中心高为56 mm 及以上电机的机械振动
振动的测量、评定及限值
GB/T 10069.1—2006 旋转电机噪声测定方法及限值
第1部分：旋转电机噪声测定方法
GB/T 18039.4—2017 电磁兼容环境工厂低频传导骚扰的兼容水平
GB/T 21211—2017 等效负载和叠加试验技术 间接法确定旋转电机温升
GB/T 25442—2010 旋转电机(牵引电机除外)确定损耗和效率的试验方法
GB/T 32877—2016 变频器供电交流感应电动机确定损耗和效率的特定试验方法
GB/T 34861—2017 确定大电机各项损耗的专用试验方法
GB/T 755—2008、GB/T 1032—2012、GB/T 32877—2016
界定的以及下列术语和定义适用于本
文件。
3.1.1
变频器 converter
由一个或多个电子开关器件和相关元器件，变压器、滤波器、换相辅助器件、控制器、保护和辅助器
件(如有)组成的，用于改变一个或多个电力特性的电力变换装置。
3.1.2
基准定额 base rating
在规定的转速、基频电压和转矩或功率的基准运行点处的定额。[见图1中的点(3)]
GB/T 22670—2018
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转速(n)
说明：
(1)——最低转速时转矩值受电机允许温度和电压可提升限值的限制。
(2)——恒转矩最低转速受电机允许温度的限制。
(3)——基准定额点位于恒转矩的高速端。
(4)——恒功率最大工作转速受最大允许转速的限制。
图 1 定额基础要素
3.1.3
起动转矩 breakaway torque
在变频器作用下，电动机在零转速时产生的转矩。
3.1.4
恒功率转速范围 constant-power speed range
驱动系统能保持功率基本恒定的转速范围。
3.1.5
恒转矩转速范围 constant-torque speed range
驱动系统能保持转矩基本恒定的转速范围。
3.1.6
电压提升 voltage boost
可控输出电压高于按频率所求电压的增量。
注：可用于所有频率，通常用于低频以补偿定子绕组压降。
3.1.7
基波频率 fundamental frequency
基频
变频器供电电动机基准转速时的频率。
3.1.8
基波损耗 fundamental losses
电动机在额定正弦波电压基波频率(通常是50 Hz 或60 Hz)
时的损耗，不含谐波。
注：按GB/T 1032—2012确定的损耗是基波损耗。
3.1.9
谐波损耗 harmonic losses
变频器供电时由于电压电流波形非正弦而产生的附加损耗。
注：谐波损耗附加在基波铁耗、基波转子损耗、基波定子损耗和杂散损耗中，与变频器输出量值中含有的谐波量有关。
GB/T 22670—2018
下列符号和单位适用于本文件。
cosq——功率因数。
f--频率，单位为赫兹(Hz)。
fx — 电动机额定频率，单位为赫兹(Hz)。
f,——测量设备的最大频率，单位为赫兹(Hz)。
fw — 开关频率，单位为赫兹(Hz)。
fmo — 电动机基频，单位为赫兹(Hz)。
I——定子线电流，单位为安培(A)。
Io— 空载线电流，单位为安培(A)。
Ik——堵转线电流，单位为安培(A)。
Ix — 额定电流，单位为安培(A)。
K, — 导体材料在0℃时电阻温度系数的倒数。
铜 K₁= 2 3 5 ;
铝K₁=225,除非另有规定。
ka — 转矩读数修正值，单位为牛顿米(N · m)。
J-转动惯量，单位为千克平方米(kg · m²)。
n——试验时测得的转速，单位为转每分钟(r/min)。
p—— 电机的极对数。
P₁— 输入功率，单位为瓦特(W)。
Pic——变频器供电时的输入功率，单位为瓦特(W)。
P₂——输出功率，单位为瓦特(W)。
P2c— 变频器供电时的输出功率，单位为瓦特(W)。
P、 ——额定(输出)功率，单位为瓦特(W)。
Pc——恒定损耗，单位为瓦特(W)。
Pcc——变频器供电时的恒定损耗，单位为瓦特(W)。
Pre — 铁耗，单位为瓦特(W)。
Pm—— 同步转速下的风摩耗，单位为瓦特(W)。
Pw - 风摩耗，单位为瓦特(W)。
P1. — 负载损耗，单位为瓦特(W)。
P — 剩余损耗，单位为瓦特(W)。
PLc——变频器供电时的剩余损耗，单位为瓦特(W)。
P — — 负载杂散损耗，单位为瓦特(W)。
Puc——变频器供电时的负载杂散损耗，单位为瓦特(W)。
P — 变频器供电时的附加谐波损耗，单位为瓦特(W)。
PHLod—— 负载附加谐波损耗，单位为瓦特(W)。
PHNo-Lomd—恒定附加谐波损耗，单位为瓦特(W)。
P。 — 空载输入功率，单位为瓦特(W)。
Pk——堵转时的输入功率，单位为瓦特(W)。
P、 — 定子绕组在试验温度下I²R损耗，单位为瓦特(W)。
P, — 转子绕组在试验温度下I²R 损耗，单位为瓦特(W)。
P. — 定子绕组在规定温度(0、)下I²R损耗，单位为瓦特(W)。
P..——转子绕组在规定温度(0、)下I²R 损耗，单位为瓦特(W)。
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PTsm— 修正过的基波总损耗，单位为瓦特(W)。
Prretenverter— 变频器供电时的修正过的基波总损耗，单位为瓦特(W)。
rm—— 谐波电压的损耗与标准正弦波电压的损耗的百分比(四舍五入，取整数)。
Ri— 温度为θ1 时定子绕组初始端电阻，单位为欧姆(Ω)。
R、 — 额定负载热试验结束时定子绕组端电阻，单位为欧姆(Ω)。
R.— 试验温度下测得(或求得)的定子绕组端电阻，单位为欧姆(Ω)。
R。— 空载试验(每个电压点)定子绕组端电阻，单位为欧姆(2)。
s—— 转差率。
s、— 换算到规定温度(0、)时的转差率。
Ta—— 转矩读数，单位为牛顿米(N ·m)。
T.— 转矩修正值，单位为牛顿米(N ·m)。
T—— 修正过的转矩，单位为牛顿米(N ·m)。
Tk—— 堵转时转矩，单位为牛顿米(N ·m)。
Tmax——最大转矩，单位为牛顿米(N ·m)。
Tmx—— 在试验电压U, 下测得的最大转矩，单位为牛顿米(N ·m)。
Tmin——最小转矩，单位为牛顿米(N ·m)。
Tmint——在试验电压U. 下测得的最小转矩，单位为牛顿米(N ·m)。
U- 端电压，单位为伏特(V)。
UMot——电动机的基波电压，单位为伏特(V)。
Uo—— 空载试验端电压，单位为伏特(V)。
Ux—- 堵转试验端电压，单位为伏特(V)。
U、 ——额定电压，单位为伏特(V)。
U₁—— 轴电压，单位为伏特(V)。
0、 ——额定负载热试验期间测取的定子绕组最高温度，单位为摄氏度(℃)。
θ——试验时测得的定子绕组最高温度，单位为摄氏度(℃)。
0.——负载试验时冷却介质温度，单位为摄氏度(℃)。
0,——热试验结束时冷却介质温度，单位为摄氏度(℃)。
0、 ——额定负载试验达到热稳定状态时定子绕组工作温度，单位为摄氏度(℃)。
△θ₁— 定子绕组温升，单位为开尔文(K)。
η— 效率，单位为百分数(%)。
按 GB/T 1032—2012 中4.2规定的要求。
电动机的性能与变频器特性密切相关。
电动机应由适合的变频器供电，并在同一个载波频率下进行试验。
对于交流电动机，除非在本标准中另作规定，应使用三相线电流和线电压的算术平均值。
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当试验电动机带载时，输出功率和其他被测量的波动是不可避免的。因此对于每个负载点覆盖一
个时间周期(大约30
s)的几个被测量应同时采样并且应使用这些值的平均值来确定效率。
考虑到对交流电动机供电的变频器包含谐波及其对电动机损耗的影响，选择的测试设备在相关频
率范围内应有足够的精确度。
测量温度的仪器应有±1 K 的准确度。
在电动机输入端测量功率和电流的仪器应满足 GB/T 25442—2010
中的5.5.2的要求，但由于高频
分量存在，还应满足以下附加要求。
测量频率为50 Hz/60
Hz时，功率仪表的标称精度应为0.2%及以上；测量频率为f, 时，功率仪表
的标称精度至少为0.5%。
f,=10×f(PWM 变频器输出);
测量范围的选择应充分满足测量的电压和电流范围。
建议将电流和电压直接馈送至功率分析仪。如果需要外接电流传感器，不得使用传统的电流传感
器，而是使用频带宽的分流器或零磁通的电流传感器。
电压测量回路应设置为平均值(rectified average
measurements)而非有效值(r.m.s)。
电流传感器和采样通道的带宽范围应至少为0 Hz～100kHz。
数字功率仪表的内部滤波器应当关闭。
推荐用三瓦特计法测量功率。二瓦特计法是可以使用的，但应指出的是，并非所有可用的设备都能
够补偿这种方法所可能产生的误差。这种能力可以从设备制造商提供的规格书进行验证。
所有用来传输测量信号的电缆应被屏蔽。
测量电动机输出端的转矩的传感器应满足4.4.4要求。
测量电动机转速和频率的仪表应满足4.4.5要求。
对所有的测试方法中所使用的试验用变频器，应根据本标准的要求对变频器参数进行设置。如果
试验时用的是特定变频器和电动机的组合，对于这个特定的应用，变频器的参数要根据特定应用进行设
置。所选择的参数设置应记录在试验报告中。
4.3.2 对额定电压1 kV 及以下试验用变频器的设置
试验用变频器应理解为与负载电流无关的电压源变频器，设置在额定电压、基波频率(50
Hz 或
应指出的是，所谓的试验用变频器的工作模式不是任何商业应用所要求的。试验用变频器设置的
目的，仅仅为了与被设计成市售变频器驱动的电动机建立可比的试验条件。
以下是参考条件的定义：
a) 两电平电压源变频器；
b) 无电动机电流反馈控制(如果需要，使无效);
c) 无"滑差补偿";
d)
除了所需要的测量仪器，在试验用变频器和电动机之间不应安装其他部件以影响输出电压或
输出电流；
e) 电动机基波电压等于电动机在50 Hz 或60 Hz 时额定电压 UMot=U、(50
Hz或60 Hz); 试验
用变频器的输入电压应设置为使得电动机达到允许的额定电压，并且要避免过调制；同时，变
频器的输入电压不要设置的太高，仅需达到输出额定值即可；
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f) 电动机的基波频率等于电动机额定频率 fmor=f、(50 Hz,60 Hz);
g) 当额定输出功率为90 kW 及以下，调整开关频率f 为 4 kHz;
h) 当额定输出功率为90 kW 以上，调整开关频率fw 为 2 kHz。
本标准定义试验用变频器的输出级和建立测试方法以检验其适宜性，试验用变频器的输入可以是
合适的交流或直流供电电源。
试验用变频器和电动机之间要用屏蔽电缆进行连接。电缆长度应小于100 m,
电缆尺寸应根据电
动机功率选择。
4.3.3 用终端设备的变频器进行的试验
当变频器的额定电压高于1 kV
时，试验用变频器和电缆长度不能指定，这时电动机、电缆和变频
器只能作为一个完整的电力驱动系统来进行测试，因为大功率变频器的脉冲模式随着制造商的不同而
不同，同时在空载和额定负载下脉冲模式也有较大区别。
测量端电压的信号线应接到电动机接线端子，如现场不允许这样连接，应计算由此引起的误差并对
读数作校正。取三相电压的算术平均值计算电机性能。
三相电压的对称性应符合 GB/T 1032—2012 中4.2.1.2的要求。
应同时测量电动机的每相线电流，用三相线电流的算术平均值计算电动机的性能。
使用电流互感器时，接入二次回路仪器的总阻抗(包括连接导线)应不超过其额定阻抗值。
对 Ix\<5A 的电动机，除堵转试验外，不应使用电流互感器。
应采用一台三相功率表或三台单相功率表测量输入功率。对脉冲频率不高的场合，可忽略电容电
流的影响，也可采用两表(两台单相功率表)法测量三相电动机的输入功率，功率表的电压信号线应接到
绕组引出线端子。
如仪器仪表损耗影响试验结果的准确性，可按附录 A
对仪器仪表损耗及其误差进行修正。
应使用合适规格的转矩测量仪进行负载试验。
除堵转试验、最大转矩和最小转矩的测量外，转矩传感器至少具有0.2级准确度等级，测量的最小
转矩数应不小于转矩传感器标称转矩的10%,如果转矩传感器准确度等级更高，则允许转矩范围相应
扩大。
示例： 准确度等级为0 .
1级的转矩传感器，则允许的最小测试转矩范围为其标称转矩的5%。
采用内联转矩传感器测试电机输出轴端转矩时，可直接读取转矩 T;
当采用带有底座支架结构的
测功机方式测取轴转矩时，应按照附录 B
进行转矩修正试验以补偿负载设备的轴承摩擦损耗，这也适
用于转矩传感器与被试电机输出轴之间有轴承的情况，此时转矩 T 按式(1)计算。
T=Ta+T 。 (1)
式中：
Ta—— 负载试验中转矩的读数，单位为牛顿米(N ·m);
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T。 — 摩擦损耗的转矩修正值，单位为牛顿米(N ·m)。
应将轴系对中和使用弹性联轴器以尽可能少产生寄生负载。
测量频率的仪器应有满量程±0.1%的准确度。转速测量仪的准确度应在0.1 r/min
以内。
注1:转速单位为：min¹=s⁻ ¹×60。
注2:可用合适的方法测量转差率以代替转速的测量(参见附录 C)。
在任何试验中，在读取一系列逐步增加或逐步减少的数据时，应注意，不得改变增加或减少的操作
顺序，以避免颠倒试验的进行方向。
由于涉及危险的电流、电压和机械力，对所有试验应采取安全预防措施。所有试验应由有相关知识
和有经验的人员操作。
试验时应充分考虑到变频器的干扰辐射对测量的影响，在变频器的安装、试验用电缆线的选用、测
量仪器的选用、测量仪器的电源隔离及系统接地等方面应有抗干扰措施。
测量电动机绕组的绝缘电阻时，应分别在实际冷状态下和热状态(热试验后)下进行。检查试验时，
允许在实际冷状态下进行测量。
根据电动机绕组的额定电压，按表1选用绝缘电阻表。
表 1 绝缘电阻表的选用 单位为伏特
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|---|---|
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测量绕组绝缘电阻时，如各相绕组的始末端均引出，则应分别测量各绕组对机壳及绕组相互间的绝
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缘电阻，这时不参加试验的其他绕组和埋置检温计等元件应与铁芯或机壳作电气连接，机壳应接地。如
三相绕组已在电机内部连接仅引出三个出线端时，则测量所有连在一起的绕组对机壳的绝缘电阻。
绝缘电阻测量结束后，每个回路应对地放电。
5.2 绕组在初始(冷)状态下直流端电阻的测定
用温度计测定绕组温度。试验前电机应在室内放置一段时间，用温度计(或埋置检温计)测得的绕
组温度与冷却介质温度之差应不超过2 K 。
对大、中型电机，温度计的放置时间应不少于15 min。
按短时工作制(S2
工作制)试验的电机，在试验开始时的绕组温度与冷却介质温度之差应不超过
绕组出线端U 与 V,V 与 W,W 与 U 间的直流电阻称为端电阻，分别记为Ru 、Rw
和 Rw 。 绕组直
流断电阻用双臂电桥或单臂电桥测量。电阻在1Ω及以下时，应采用双臂电桥或同等准确度并能消除
测量用导线和接触电阻影响的仪器测量。
当采用自动检测装置或数字式微欧计等仪表测量绕组端电阻时，通过被测绕组的试验电流应不超
过其正常运行时电流的10%,通电时间不应超过1 min 。
若电阻小于0.01Ω,则通过被测绕组的电流不
宜太小。
测量时，电动机的转子静止不动。定子绕组端电阻应在电机的出线端上测量。每一
电阻测量三次。
每次读数与三次读数的平均值之差应在平均值的±0.5%范围内，取其算术平均值作为电阻的实际值。
检查试验时，每一电阻可仅测量一次。
根据测量的端电阻，各相电阻值(Ω)R。、R、、R。按式(2)、式(3)、式(4)或式(5)、式(6)、式(7)计算：
对星形接法的绕组：
对三角形接法的绕组：
式中：
R 。=Rmed-Rw
R 、=Rmed-Rwu
R 、=Rmed-R
style="width:3.74013in;height:2.22002in" />
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
R. 、Rw 、Rw— 分别为出线端 U 与 V、V 与 W 、W 与 U
间测得的端电阻值，单位为欧姆(Ω);
Rmed — 按式(8)计算，单位为欧姆(Ω)。
style="width:2.86677in;height:0.63998in" /> (8)
如果各线端间的电阻值与三个线端电阻的平均值之差，对星形接法的绕组，不大于平均值的2%,
对三角形接法的绕组，不大于平均值的1.5%时，则相电阻R
可按式(9)或式(10)计算：
对星形接法的绕组：
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style="width:1.47343in;height:0.59994in" /> ………………………… (9)
对三角形接法的绕组：
style="width:1.47343in;height:0.60676in" /> ………………………… (10)
式 中 ：
Rv—— 三个端电阻的算术平均值，单位为欧姆(Ω)。
绕组电阻R 的单位为欧姆，用恰当的方法测定。 R
表示定子绕组的端电阻，热试验结束时电阻的
测定应如 GB/T 755—2008 中8.6.2.3.3所述的外推法，用尽可能短的时间而非
GB/T 755—2008 表 5
中规定的时间间隔，然后外推到零。
绕组试验温度按5 .4确定。
绕组试验温度按下述一种方法确定(按所列排序):
a) 由5 . 3所述的外推法求得的额定负载试验电阻R 、 确定温度；
注：用于监管目的的检查试验电机不能拆卸，则可以采用测试电阻的方法来代替测试温度。
b) 由埋置检温计(EDT) 或热电偶直接测得温度；
c) 根据同一 结构和电气设计的完全相同的电机按 a) 所得的温度确定温度；
d) 若无负载能力时，可按 GB/T 21211 的5 . 2或6 . 2来确定工作温度；
e) 当无法直接测量额定负载试验电阻R、
时，假定绕组温度等于表2中列出的额定热分级下的 基准温度。
表 2 基准温度
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|---|---|
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如按照低于结构使用的热分级规定额定温升或额定温度，则应按较低的热分级规定其基准温度。
试验中记录的绕组电阻值应折算到25℃标准基准温度。将绕组电阻(和笼型感应电机的转差率)
修正到25℃标准基准冷却介质温度。
绕组电阻的温度修正系数按式(11)确定：
式 中 ：
ko— 绕组温度修正系数；
style="width:2.87999in;height:0.64562in" />
…………………………
(11)
0 . — 试验时入口处冷却介质温度，单位为摄氏度(℃);
0、 — — 按5.4确定的绕组温度，单位为摄氏度(℃)。
对铜绕组，温度常数为235。对铝绕组，则为225。
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对以水为初级或次级冷却介质的电机，水的基准温度按 GB/T 755—2008
中表4的规定为25℃。
也可为据协议规定的其他数值。
空载试验是指电机作为空载电动机运行，其轴端无有效机械功率输出的试验。
在读取并记录试验数据之前，电机的输入功率应稳定，即相隔30 min
输入功率的相继两个读数之
差应不大于前一个读数的3%。
对水-空冷却电机，在热试验(或负载试验)后应立即切断水源。
空载试验应在热态下进行，即在热试验或者负载试验后立即进行。
检查试验时，空载运转的时间可适当缩短。
试验应测试下述8个电压点，其中包括额定电压点，即：
——应采用约为额定电压的110%、100%、95%和90%等作为试验电压值来确定铁耗；
— 应采用约为额定电压的60%、50%、40%和30%等作为试验电压值来确定风摩耗。
试验应按电压逐渐减小的次序尽可能快地进行，在每个电压点记录：U。、I₀、Po。
空载试验即将开始前和空载试验结束后应立即测试定子绕组端电阻R 。,
中间各试验点的定子绕组
电阻值按照与电功率P
。呈线性关系采用内插法计算确定，起始点为试验前和试验后测得的电阻值。
注1:如定子绕组端电阻过低难以测试，允许采用计算值。
注2:也可采用在定子绕组上预置测温传感器，通过测试定子绕组温度来确定其电阻值。即，根据温度与电阻成比
例关系，利用试验开始前测得的绕组初始端电阻和初始温度及测取的每点温度，可确定每个电压点处的端
电 阻 。
在110%额定电压至30%额定电压范围内，作P 。和 I。对
U。的关系曲线，即空载特性曲线。
从曲线上求取U 。=U、时的 I₀ 、Po。
检查试验时，可仅测取U 。=U、时 的 I 。和 P。。
空载输入功率减去试验温度下的定子损耗，即是恒定损耗，恒定损耗是风摩耗和铁耗的总和，根据
记录的试验数据按式(12)确定各试验电压点的恒定损耗。
Pc=P 。 P 、=Pw+PF ………………………… (12)
式中P、按式(13)计算。
P 、=1.5I2R 。 ………………………… (13)
式中R。根据6.2确定。
对约60%额定电压至30%额定电压点范围内的4个或更多的连续测试点值，作Pc 对
U 的曲线
(见图2),将此直线延长至零电压，零电压处纵轴上的截距即为在接近同步转速下的风摩耗
Pw。
修正后的风摩耗按式(14)计算。
Pw=Pm · (1-s)² .5 ………………………… (14)
式中s 按式(15)计算。
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style="width:1.68001in;height:0.63998in" /> ………………………… (15)
对 9 0 % 额 定 电 压 和 1 1 0 % 额 定 电 压 之 间 的 各 电 压 点 ， 作
PFe=Pc-Pw 对 U 。的 关 系 曲 线 。
负 载 下 的 铁 耗 应 根 据 内 压U; 来 确 定 ，U;
考虑了定子绕组产生的电阻压降，并按式(16)计算：
style="width:6.91323in;height:0.72006in" />
………………
(16)
式中 cosφ 和 sinφ 分别按式(17)和式(18)计算。
style="width:2.14666in;height:0.71324in" /> (17)
sing=√ 1-cos²φ (18)
Pi 、U 、I 按 照 8 . 2 额 定 负 载 试 验 。
满负载下的铁耗，应在 PF。对 U。的 关 系 曲 线 上 ， 通 过 插 值 法 在
U; 点 上 求 取 ， 空 载 额 定 电 压 铁 耗 按
U;=U 、 确 定 。
注1:满负载下的铁耗可以用空载下的铁耗乘以比率(U;/Ux)² 来计算。
注2:由于不能确定定子漏感，电压仅考虑了电阻压降，鉴于空载试验时功率因数低，电阻压降在测试过程中可忽
略，仅在负载时予以考虑。
style="width:8.23325in;height:6.17278in" />
(Co)²
图 2 空 载 特 性 曲 线
7.1 额 定 频 率 堵 转 试 验
7.1.1 堵转电流、堵转转矩和堵转功率的测定
堵转试验在电机接近实际冷状态下由正弦波电源供电。试验时，应将转子堵住不转动。
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测取堵转特性曲线，即堵转电流 Ik、堵转转矩 Tk 与外施电压Uk
的关系曲线(见图3)。
style="width:6.99992in;height:5.2602in" />
图 3 堵转特性曲线
试验时，施于定子绕组的电压尽可能从不低于0.9倍额定电压开始，然后逐步降低电压至定子电流
接近额定电流为止，其间共测取5点～7点读数。每点应同时测取下列数值：Uk、Ik、Tk、Pk
及绕组温
度 0k。 每点读数时，通电持续时间应不超过10 s,以免绕组过热。
检查试验时，可仅在额定电流值附近测取一点堵转时的Uk、Ik 和 Pk。
如限于设备，对100 kW 以下的电动机，堵转试验时的最大 Ik 应不低于4.5倍
Ix; 对100 kW~
300 kW 的电动机，应不低于2.5倍～4.0倍 Iv; 对300 kW～500 kW
的电动机，应不低于1.5倍~ 2.0倍 I、;对500 kW
以上的电动机，应不低于1.0倍～1.5倍 I。
在最大电流至额定电流范围内，均匀 地测取不少于4点读数。
对100 kW
以上的电动机，如限于设备不能实测转矩时，允许按7.1.2.2确定转矩。此时没电应测
取 Uk、Ik、Pk 及定子绕组温度0k 或端电阻Rk。
对分马力电动机，试验时，定子绕组上施以额定电压，转子在90°机械角度内的三个等分位置上分
别测定 Uk、Ik、Pk、Tk。
此时，堵转电流取其中的最大值，堵转转矩取其中的最小值。
检查试验时，可在额定电压下，任一转子位置上测定。
若采用圆图计算法求取工作特性，堵转试验应在1.0倍～1.1倍 I、范围内的某一
电流下进行。若
采用圆图计算法求取最大转矩，堵转试验应在2.0倍～2.5倍
I、范围内的某一电流下进行。
试验时，电源的频率应稳定，功率测量应按需要采用低功率因数功率表，其电压回路应接至被试电
机的出线端。被试电机通电后，应迅速进行试验，并同时读取Uk、Ik 和 Pk。
试验结束后，立即测量定
子绕组的端电阻。
7.1.2.1 堵转电流和堵转转矩的确定
若堵转试验时的最大电压在0.9倍～1.1倍额定电压范围内，堵转电流
Ikv和堵转转矩 Tkv 可由堵
转特性曲线查取(图3);若堵转试验时的最大电压低于0.9 Uv, 应作
lglk=f(lgUk) 曲线，从最大电流
点延长曲线，并查取堵转电流 IkN。 此时，堵转转矩 Tkv(N ·m)
按式(19)求取：
GB/T 22670—2018
style="width:2.18662in;height:0.69344in" /> ……………… ……… (19)
式 中 ：
Tk—— 在最大试验电流 Ik 时测得的或算得的转矩，单位为牛顿米(N ·m)。
对750 W 及以下电动机，若试验电压在0.9倍～1.
1倍额定电压范围内，则堵转电流 Ikv 和堵转转
矩 TkN 按式(20)、式(21)求取：
style="width:1.83341in;height:0.6534in" />
style="width:2.30666in;height:0.6798in" />
…………………………
…………………………
(20)
(21)
7.1.2.2 转矩计算
如不能直接测量堵转转矩，可按式(22)求取堵转转矩 Tk(N ·m) 的近似值：
style="width:4.11993in;height:0.66in" /> (22)
式 中 ：
Tk —— 堵转转矩，单位为牛顿米(N ·m);
Pk —— 堵转时输入功率，单位为瓦特(W);
Pkeul—— 试验电流下定子 I²R 损耗，单位为瓦特(W);
|
|
|---|---|
| n 、 — 同步转速，单位为转每分钟(r/min); | |
|
注：C₁ 在0.9～1.0之间变化，如无经验可循，建议取C₁=0.91。
试验频率、最大起动电流按产品标准或制造商与客户协议要求规定。
试验时，按规定设定变频器的参数，由变频器向电机施加电压，堵住电动机转子，测定转矩和电阻。
负载试验的目的是确定电机的效率、功率因数、转速、定子电流、输入功率等与输出功率的关系。试
验采用直接负载法，用合适的设备(如直流电机为负载电机或三相异步电机为负载电机等)给电动机加
负载。负载电机的轴线应与被试电机轴线对准并保证安全运行。读取读数的过程是先读取最大负载时
的读数，然后读取较低负载时的读数。
负载试验开始前，应在环境温度下测取被试验电机的绕组电阻和温度。被试验电机以合适的方式
施加额定负载，并运行至热平衡(变化率不大于2 K/h), 记录下述数据：
P₁ 、U 、I 、T 、n 、f、θ . 及θ。
其 中 ：
R 、=R— 按5.3确定的额定负载绕组电阻，单位为欧姆(Ω);
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0. — 试验时入口处冷却介质温度，单位为摄氏度(℃);
8 按5.4确定的额定负载绕组温度，单位为摄氏度(℃)。
负载试验结束应立即检查转矩传感器的数据偏移情况，如果转矩传感器的偏移超出上述容许的公
差，应进行调整并重新测量。
本试验应保持运行温度在额定负载试验结束后立即进行。如不可行，则开始读取试验数据之前，定
子绕组温度与最初额定负载热试验测得温升θ、的差应不超过5 K。
在6个负载点处给电机加负载：约为额定负载的125%、115%、100%、75%、50%和25%,试验应尽
可能快地进行，以期减少试验过程中电机的温度变化。
所有试验点中，供电电源的频率变化应小于0.1%。
应在最大负载点读数前和最小负载点读数后测取绕组电阻R,100%
额定负载及以上各负载点的电
阻值是最大负载点读数之前的电阻值；小于100%额定负载各点的电阻值按与负载成线性关系确定，起
点是最大负载点读数前的电阻值，末点是最小25%负载读数之后的电阻值。
注：也可采用在定子绕组上预置测温传感器，通过测试定子绕组温度来确定其电阻值。即，根据温度与电阻成比例
关系，利用试验开始前测得的绕组初始端电阻和初始温度及测取的每点温度，可确定每个负载点处的端电阻。
记录各负载点的：P₁ 、U、I、T、n 和f。
各负载点的定子绕组 I²R 损耗按式(23)计算：
P 、=1.5×I²×R
式中各试验点的 I 和R 按照8.2确定。
…………………………
(23)
各负载点的转子绕组 I²R 损耗按式(24)计算：
P,=(P₁ P 、 PF)Xs ………………………… (24)
式中s 按式(15)计算。
Pi、n 和 f 按照负载试验各试验点确定，P、按照8.3.2确定，PF
按照6.5确定。
在电动机热试验后，重新起动电动机，测试负载特性。例如基准频率为50 Hz
电动机，将变频器分 别调至3(5)Hz、15Hz、30
Hz、50Hz的频率下测取电动机的额定转矩、110%额定转矩、80%额定转矩，
随后分别在60 Hz、80 Hz、100
Hz的频率下测取电动机在标称功率、110%标称功率、80%标称功率各
点处的转矩值(此时的标称功率应折算为转矩),然后绘出电动机的负载特性曲线见图4。在测试过程
中，电动机应平稳运转，无明显转矩脉动现象。对于基准频率不是50 Hz
的电动机，参照此法，均匀确定
各测试点。
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style="width:4.98668in;height:4.46666in" />
图 4 负载特性曲线
本标准推荐采用方法2-1-1B 确定各项损耗，方法2-1-1B
是指采用各分项损耗的和来确定效率，各
分项损耗包括：
——铁耗；
— 风摩耗；
——定子和转子的 I²R 损耗；
——负载杂散损耗。
见6.5。
见6.4。
9.4.1 规定温度下定子绕组 I²R 损耗
未修正到规定温度下的定子绕组 I²R 的损耗按照8.3.2确定。
采用在额定负载试验中确定的定子绕组电阻值R、,按式(25)将定子绕组 I²R
修正到规定温度下，
即25℃标准基准冷却介质温度。
P、.a=P、Xke ………………………… (25)
式中ko 按照5.5 确定。
9.4.2 规定温度下转子绕组 I²R 损耗
未修正到规定温度下的转子绕组 I²R 的损耗按照8.3.3确定。
采用修正过的定子绕组 I²R, 按式(26)将转子绕组 I²R 修正到规定温度：
P a=(P₁-P..a-PFe)Xs ………………………… (26)
式中：
Pr.是按照6.5确定的修正到基准冷却介质温度为25℃的铁耗；s=s×k。
是修正到基准冷却介质
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温度为25℃的转差率(见5 . 5);k。是修正系数见5 .5。
采用上述修正过的定子和转子损耗，修正后的输入功率按式(27)计算：
P₁ .=P₁-(P 、-P 0+P,-Pr.) ………………………… (27)
各个负载点的输入功率减去输出功率，再减去试验电阻下的定子绕组 I²R
损耗、铁耗、风摩耗及对
应于实测转差的转子绕组 I²R 损耗，即为剩余损耗，按式(28)计算。
PL=P₁-P₂-P 、-P,-PFe-P (28)
式 中 P₂ 按式(29)计算。
P₂=2π×T×n/60 ………………………… (29)
式中的 Pw 为按照6 .4修正过的风摩耗。
剩余损耗数据应通过线性回归分析法(见图5)进行修匀，此线性回归分析法参见附录
D, 是 基 于 剩
余损耗与负载转矩平方的函数关系，按式(30)计算。
PL=A×T²+B ………………………… (30)
A 和 B 是按8 . 3的6个负载点的数据确定的常数，计算如下：
A 是按式(31)确定的斜率：
style="width:3.63346in;height:0.6666in" /> (31)
B 是按式(32)确定的截距：
style="width:2.84002in;height:0.61996in" /> (32)
i 是负载试验点数之和。
截距 B 应显著小于(\<50%)额定转矩时的负载杂散损耗P,
否则试验也许有错误应进行检查。
注：截距B 可能是正值或负值，图5所示例的是截距 B 为正值。
style="width:5.03325in;height:4.20002in" />
图 5 剩 余 损 耗 数 据 的 修 匀
GB/T 22670—2018
相关系数按式(33)计算：
style="width:7.42676in;height:0.75328in" />
……………
(33)
如相关系数γ小于0.95,剔除坏点后重新进行回归分析。如果γ增大至大于或等于0.95,则采用
第二次的回归分析；如果γ仍小于0.95,则试验不理想，表明测试仪器或试验读数、或二者都存在误差。
应调查分析并纠正误差源，重新进行试验。如果试验数据理想，相关系数很可能达到0.98甚至更好。
当斜率常数 A 已确定，对每个负载点的负载杂散损耗值可按式(34)确定：
Pu=A×T² (34)
总损耗为校正过的铁耗(按9.2)、修正过的风摩耗(按9.3)、修正过的负载损耗(按9.4)和负载杂散
损耗(按9.5)之和，按式(35)计算。
Pr=PF.+Pw+P,+P +P … …………………… (35)
确定变频器供电三相笼型感应电动机效率的四种试验方法见表3。按相关标准或协议的规定，选
择其中的一种方法确定其效率。
表 3 测试方法
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|---|---|---|---|---|
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10.2 方法2-3-A: 试验用变频器供电的损耗求和法
10.2.1 概述
即使电压源变频器的输出电压和脉冲模式与负载无关，但经验表明，电动机附加谐波损耗基本上还
是随负载的增加而增加。对于低压变频器，
一般情况下，只要电压调制幅度没有达到中间电压回路的限
制，脉冲模式是恒定的。
因此，由变频器供电引起的总附加损耗可以通过基频供电的负载试验和变频器供电的负载试验来
确定。附加谐波损耗为该两项试验测得的损耗之差。
正弦波电压应符合 GB/T 18039.4—2017,1
类的定义，除了变频器，正弦波电压源亦可用来进行这
GB/T 22670—2018
些测试。
用于试验的变频器称为试验用变频器，其详细的定义参见附录
E。之所以引入试验用变频器的概
念，就是方便对不同的电动机进行效率值的比较，因为试验用变频器的脉冲模式是固定的可比较的。这
种比较不适用于方法 2-3-B,因为方法
2-3-B所用的变频器是特定变频器，其输出电压取决于制造商的
特定的控制模式。
10.2.2 试验程序
10.2.2.1 试验步骤
试验程序步骤如下：
a)按照8.2在额定电压和额定频率正弦波供电下进行负载试验，以确定总损耗PTsin。
b)按照9.4 确定负载损耗。
c)按照8.3在额定电压和额定频率正弦波供电下进行负载曲线试验以确定相应的损耗。
d)按照6.2在额定电压和额定频率正弦波供电下进行空载试验。
e)按照6.3确定正弦波供电下的恒定损耗Pc。
f)按照8.3在额定电压额定频率试验用变频器供电下进行负载曲线试验并确定相应的损耗。
g)按照6.2在额定电压额定频率试验用变频器供电下进行空载试验。
h)按照6.3确定试验用变频器供电的恒定损耗Pcc。
10.2.2.2 基于负载的附加谐波损耗 —
— 负载杂散损耗P和PLc
通过上述试验，按照9.5.1可以确定剩余损耗。各个负载点的输入功率减去输出功率，再减去试验
电阻下的定子绕组I²R损耗、铁耗、风摩耗及对应于实测转差的转子绕组I²R
损耗，即为剩余损耗，按
式(36)和式(37)计算。
正弦波电源供电下：
PL=P₁-P₂-P,-P,-PFe-P (36)
试验用变频器供电下：
Puc=Pc-Pc-P、 -P,-PF-P (37)
通过和PL相同的负载点确定PLc。
式中Pw和s分别按式(38)和式(15)计算。
Pw=Pw · (1-s)²5 ………………………… (38)
根据6.4,上述P即为修正后的风摩耗。在这两种情况下，剩余损耗数据应采用修匀的线性回归
分析，以一个负载转矩的平方函数来表示，按式(39)和式(40)计算。
P₁=A×T²+B (39)
PLc=Ac×Tc²+Bc (40)
当斜率常数A和Ac确定后，分别按式(41)和式(42)确定在正弦波电源及变频器供电时额定负载
点的负载附加损耗：
P=A×T (41)
Puc=Ac×T (42)
负载杂散损耗PLc是一个包含了所有与负载有关的附加损耗，即它们既包含了基波负载电流产生
的损耗也包含了由试验用变频器供电谐波所产生的损耗。
变频器供电时的负载杂散损耗与正弦波供电时负载杂散损耗的差值就是基于负载的附加谐波损
耗，按式(43)计算。
PHd=Puc-PL ………………………… (43)
GB/T 22670—2018
10.2.2.3 恒定附加谐波损耗 — — 恒定损耗 Pc 和 Pcc
试验用变频器供电时的空载损耗与正弦波供电时的空载损耗的差值就是恒定附加谐波损耗，按
式(44)计算。
PHLNotmd =Pcc Pc ………………………… (44)
10.2.3 效率的确定
试验用变频器供电时的附加谐波损耗为恒定附加谐波损耗与负载附加谐波损耗之和，按式(45)
计算。
Pm.=PHNI+PH ………………………… ( 45)
按10.2.2测得的在正弦波供电时的基波损耗加上附加谐波损耗[见式(46)],就可以确定电机在变
频器供电下的效率。
PTtesteonverter=PTsn+PH (46)
试验用变频器供电时的效率按式(47)计算：
style="width:2.43993in;height:0.63998in" /> (47)
谐波损耗率按式(48)计算并四舍五入取整：
style="width:2.36677in;height:0.66in" /> (48)
10.3 方法2-3-B: 特定变频器供电的损耗求和法
变频器供电产生的总附加损耗应通过在基频供电下的负载试验和由终端设备的特定变频器供电下
的负载试验共同确定，除了使用特定的变频器系统，测试程序与方法2-3-A
(见10.2)一致。
10.4 方法2-3-C: 输入-输出法
10.4.1 概述
本方法通过测量轴端转矩与转速来确定电动机机械功率 Pc, 在 试 验 中 亦 应
测 取 定 子 的 电 功
率 Pic。
10.4.2 试验程序
为了获得与实际运行工况相同或近似的试验条件，试验应在为最终应用的特定变频器和基本部件
装配完整的电动机上进行。
将被试验电动机与带有测功计的负载设备连接，在额定转矩下运行直到热平衡(变化率为不大于
试验结束后记录：
T — 输出转矩，单位为牛顿米(N ·m);
n —— 转速，单位为转每分钟(r/min);
Pic— 变频器供电时的电动机输入功率，单位为瓦特(W);
10.4.3 效率的确定
输出功率按式(49)计算：
P₂c=2π×T×n/60 ………………………… (49)
GB/T 22670—2018
效率按式(50)计算：
style="width:0.96666in;height:0.63338in" /> ………………………… (50)
效率还可以通过测量在初级或次级水冷却回路中被试设备的总损耗所产生的热量来确定效率。此
方法的试验程序应符合 GB/T 34861—2017。
热试验的目的是确定电机在额定负载条件下运行时定子绕组的工作温度和电机某些部分温度高于
冷却介质温度的温升。
11.2.1 测温装置
热试验开始时，应检查所有测温装置确信其未因杂散磁场的影响而增加温度测量的误差。
应对被试电机予以防护以阻挡其他机械产生的气流对被试电机的影响，
一般非常轻微的气流足以
使热试验结果产生很大的偏差。引起周围空气温度快速变化的环境条件对温升试验是不适宜的，电机
之间应有足够的空间，允许空气自由流通。
11.2.2 全封闭式电机转子及其他零部件温度的测量
全封闭式电机转子及其他零部件温度在断电停机后用测温装置快速测取。
11.3.1 空气冷却电机
对采用周围空气冷却的电机，应在冷却空气进入电机的途径中进行多点测量(2点～3点)。测点安
置在距电机约1 m～2m
处，处于电机高度的一半的位置，并应防止外来辐射热及气流的影响。取各测
点读数的算术平均值作为冷却介质温度。
11.3.2 外冷却器电机
对采用外接冷却器及管道通风冷却的电机，应在冷却介质进入电机的入口处测量冷却介质的温度。
11.3.3 内冷却器电机
对采用内冷却器冷却的电机，冷却介质的温度应在冷却器的出口处测量；对有水冷冷却器的电机，
水温应在冷却器的入口处测量。
11.4 试验结束时冷却介质温度的确定
11.4.1 连续工作制(S1) 和断续周期工作制(S3) 电 机
对连续定额和断续周期工作制定额的电机，试验结束时的冷却介质温度，应取在整个试验过程最后
的1/4时间内，按相同时间间隔测得的温度计读数的平均值。
GB/T 22670—2018
11.4.2
短时定额电机
对短时定额的电机，试验结束时的冷却介质温度，若定额为30 min
及以下，取试验开始与结束时的 温度计读数的平均值；若定额为30 min～90
min,取1/2试验时间温度计的读数与结束时的温度计读数
的平均值。
11.5 电机绕组及其他各部分温度的测量
11.5.1 绕组温度的测量
电机绕组的温度用电阻法或用温度计法测量，如电机有埋置检温计，可用检温计测量。
11.5.2 铁芯温度的测量
铁芯温度用温度计测量，对大、中型电机，测点应不少于2个，取几个温度计读数的最高值作为铁芯
温度。
11.5.3 轴承温度的测量
轴承温度用温度计测量。对于滑动轴承，温度计放入轴承的测温孔内或者放在接近轴瓦的表面处，
对于滚动轴承，温度计放在最接近轴承外圈处。
11.5.4 集电环温度的测量
电机停机后，立即用温度计测量集电环表面的温度，取测得的最高值作为集电环温度。
11.6.1 概述
热试验方法有直接法和间接法，应优先采用直接法，间接法仅限用连续工作制电机。
直接法热试验应在额定频率、额定电压和额定负载或铭牌电流下进行。
间接法包括降低电压负载法、降低电流负载法、定子叠频法及GB/T 21211—2017
规定的其他适用
方法。
11.6.2 直接法
11.6.2.1 **连续工作制(S1
热试验应在额定负载下持续进行，直到电机各部分温度达到稳定时为止。
试验过程中，每隔30 min 记录一次被试电机的三相端电压U、三相线电流 I、
输入功率 P、 频率 f、转速 n 或转差s、转矩
T;、绕组温度θ、(埋置检温计或热电偶温度计测得),以及定子铁芯、轴承、风
道进出口冷却介质温度和周围冷却介质的温度
11.6.2.2 **短时工作制(S2
试验应从实际冷状态开始，试验持续时间按定额的规定。试验过程中，根据工作时限长短，选择每
隔5 min～15 min读取并记录一次试验数据。其他试验要求同11.6.2.1。
11.6.2.3 **断续周期工作制(S3
如无其他规定，试验时每一个工作周期应为10
min,读取并记录一次试验数据，直到电机各部分温
GB/T 22670—2018
度达到热稳定状态为止。温度的测定应在最后一个工作周期负载时间的一半终了时进行。为了缩短试
验时间，在试验开始时负载可适当地持续一段时间。
对绕线转子电动机，每次起动时，应在转子绕组中串入附加电阻或电抗，将起动电流的平均值限制
在2倍额定电流(基准负载持续率时的额定电流值)范围内。每
一工作周期的运行结束时，电动机应在
其他试验要求同11.6.2.1。
11.6.2.4 多种定额电机
具有多种定额的电机(如多速或油井用电机),应在出现最高温升的定额状态下进行热试验。如事
先无法预知，应分别在每种定额状态进行试验。双频电机可在任一方便的频率下进行试验，只是要把负
载调节到等效于一个频率下运行的负载，且电机以该频率运行时将会出现最大温升。
使用系数大于1.0的电机，应在使用系数负载状态下进行热试验，以确定电机的温升值。计算电机
性能时，应当用使用系数为1.0(额定功率)时的热试验数值。
11.6.3 间接法
11.6.3.1 降低电压负载法
采用降低电压负载时，应进行下列热试验：
a)
以额定频率和额定电压进行空载热试验，并确定此时的定子绕组温升△0、铁芯温升△θ。
b)
以额定频率、额定电流和1/2额定电压进行热试验，并确定此时定子绕组温升△0、铁芯温升
△θer 。此时，额定电流按 GB/T 1032—2012
中11.7.3.2.2的方法确定。试验要求按11.6.2. 1 中的规定。
对应于额定功率时的绕组温升△θ、(K) 和铁芯温升△θe(K)
△θ 、=a △θ 。+ △θ,
△0ev =a△θ +△0e
式中系数 a 按式(53)计算：
style="width:1.6133in;height:0.63998in" />
式 中 ：
分别按式(51)和式(52)确定：
(51)
(52)
(53)
P 。— 额定电压时的空载输入功率，单位为瓦特(W), 由空载试验求取；
Por—— 1/2 额定电压时的空载输入功率，单位为瓦特(W), 由空载试验求取。
11.6.3.2 降低电流负载法
采用降低负载电流法时，应进行下列热试验：
a) 以额定频率和额定电压进行空载热试验，确定此时的定子绕组温升△θ。(K);
b) 以额定频率、降低的电压和最大可能的电流(I≥0.7I 、)
进行部分负载下的热试验，确定此时 的绕组温升△θ,(K);
c) 以额定频率和对应于 b)
试验的电压进行空载热试验，确定此时的绕组温升△θ。(K)。
已知△0。、△0,和△0。,连接△0,和△θ。两点作一直线(见图6),通过△θ点作△0和△0.两点连线的平行
线。此平行线与横坐标(I/I)²=1 点的垂线交点△θ、(K),
即为被试电机在额定电压和额定电流时的
绕组温升。
GB/T 22670—2018
style="width:7.93998in;height:4.90666in" />
图 6 降低电流负载法确定△θ、
11.6.3.3 定子叠频法
试验线路如图7所示。主电源和副电源均为发电机。副电源发电机的额定电流应不小于被试电机
的额定电流，电压等级应与被试电机相同。
GB/T 22670—2018
style="width:9.65995in;height:8.20006in" />12
—
电源
开 关
style="width:0.24009in;height:0.21318in" />
/
B
M
T 中
开 关
/₂
G
说明：
M— 被试电动机；
T- 串接变压器；
G— 辅助电源发电机；
U₁— 端电压(额定电压);
fi— 频率(额定频率);
I₁— 感应电机的初级电流；
U2— 辅助电压；
f₂- 辅助电源频率；
P₁— 输入功率。
辅助电源相序应与主电源相同。
U₂ 应小于U₁ (通常为U₁ 的10%～20%);
注：U₂ 是产生额定电流 I₁ 所要施加的电压值。
图 7 定子叠频法试验线路图
采用定子叠频法时，施于被试电机绕组的主、副电源的相序应相同。可在接线前由主、副电源分别
起动被试电机，若转向一致，即为同相序。
试验时，首先由主电源起动被试电机，使其在额定频率、额定电压下空载运行。随后，起动副电源机
组，将其转速调节到对应于某一频率f₂ 的转速值。对额定频率为50 Hz
的电机，f₂ 应在38 Hz～42 Hz
范围内选择。然后，将辅助电源发电机投入励磁，调节励磁电流，使被试电机的定子电流达到满载电流
值。在加载过程中，要随时调节主电源电压，使被试电机的端电压保持额定值，并同时保持频率
f, 不 变。被试电机在额定电压时满载电流值可按 GB/T 1032—2012 的11.6或
GB/T 1032—2012 的11.8
11.6.2.1 。
GB/T 22670—2018
在调节被试电机的负载时，如仪表指针摆动较大或被试电机和试验电源设备的振动较大，应先降低
副电源电压，选择另一个频率f₂ 的值(调整副电源机组的转速),再行试验。
能达到上述试验目标的静态变频电源，亦可用于定子叠频法试验，静态变频电源应符合试验电源
(见GB/T 1032—2012 的4.2)的要求。
11.6.3.4 其他热试验方法
GB/T 21211—2017
中规定的其他适用方法，如感应电动机叠加法、感应电动机等效负载法。
11.6.4 试验程序
11.6.4.1 初始状态
连续工作制(S1)
电机可在小于额定温度的任一温度下开始进行热试验。除非另有规定，短时工作
制(S2) 电机，只能在电机各部分温度与冷却介质温度相差不大于5 K
时开始进行热试验。
11.6.4.2 允许适当过载
连续定额电机，达到热平衡可能需要较长的时间，为了缩短试验时间，在预热阶段允许适当过载
(25%～35%)。
11.6.4.3 温度测量
试验过程中，可用酒精温度计测取冷却介质温度、定子铁芯温度、机座温度、轴承温度及进口处和出
口处的冷却介质温度。
热试验过程中，可用局部检温计测取电机各部分的温度。当用几个局部检温计测取绕组温度时，应
当记录全部检温计的温度读数，取其中的最大值作为由局部检温计测取的绕组温度。通常不需要停机
后读取检温计读数。
当电机装有几只埋置检温计时，热试验过程中应当记录全部检温计的读数，取其中的最大值作为由
埋置检温计测取的绕组温度。
电机的定子绕组(绕线电动机转子绕组)的温度应优先采用断电停机后测得的电阻确定(见
11.6.4.5 、11.7、11.8
11.6.4.4 热试验持续时间
对连续工作制(S1) 电机，热试验应进行到相隔30 min
的两个相继读数之间温升变化在1 K 以内为
止。但对温升不易稳定电机，热试验应进行到相隔60 min
的两个相继读数之间的温升变化在2 K 以内
为止。
对非连续工作制电机，读数的时间间隔应与其时间定额一致。
11.6.4.5 断电停机后热电阻的确定
应测量断电停机后的绕组端电阻，并以第一点电阻值确定电机的温升。
热试验结束应迅速断电停机。要仔细地安排试验程序和适当数量的试验人员，尽快地测取电阻读
数以获得可靠的数据。
从断电瞬间算起，如在表4规定的时间间隔内读到了第一点热电阻读数
R、,则用此电阻值计算绕
组温升。
GB/T 22670—2018
表 4 时间间隔
|
|
|---|---|
|
|
|
|
| 200<P √ ≤5000 |
|
|
|
如不能在表4规定的延滞时间内读到第一 点热电阻读数，应尽快以20 s～60 s
的时间间隔读取附
加的电阻读数。至少要读取5个～10个读数，把这些读数作为时间的函数绘制成曲线，建议用半对数
座标纸，电阻绘制在对数标尺上，以外推到表4按电机定额规定的延滞时间的电阻值作为第一
点热电阻 Rv。
如果停机后测得结果显示出温度继续上升，则应取热电阻最大值作为 R, 如 不
能 在 表 4 列 出 的
2倍时间内读到第一 点读数，则应协议确定最大延滞时间。
热电阻和冷电阻应当用同一 电阻测量仪并在同一 引出线端子测量。
11.7.1 概 述
当电机用周围空气直接冷却时，温升是测得的绕组温度减去冷却介质温度。如电机是用远处或冷
却器来的空气通风冷却，温升是测得的绕组温度减去进入电机的空气温度。如在海拔不超过1000
m
处，冷却空气温度在10℃~40℃之间进行试验，温升不作修正。
如试验地点海拔超过1000 m,
或冷却空气温度超过40℃,或这两种情况同时存在，温升限值按
GB/T 755—2008 中的8 . 10中的规定修正。
11.7.2 电阻法确定定子绕组温升
11.7.2.1 确定绕组温升
绕组的平均温升△θ(K) 按式(54)计算：
style="width:4.45332in;height:0.66in" /> (54)
式 中 ：
Rx— 断电停机后测得的第一点热态端电阻，单位为欧姆(Ω);
R 。— 热试验开始前测得的冷态绕组端电阻，单位为欧姆(Ω);
θ .- — 热试验结束时冷却介质温度，单位为摄氏度(℃);
0。 — — 测量 R。时绕组实际温度，单位为摄氏度(℃)。
11.7.2.2 额定负载下绕组温升的确定
11.7.2.2.1 一 般性说明
如果热试验时电机的负载不等于额定负载，对应于额定负载时的绕组温升△0、按下述方法确定。
11.7.2.2.2 连续工作制(S1) 定额电机
style="width:1.13988in;height:0.6666in" />在±10%范围内时按式(55)计算：
GB/T 22670—2018
当
style="width:0.95989in;height:0.6468in" />
style="width:4.9667in;height:0.68566in" />
在±5%范围内时按式(56)计算：
…… …………………
(55)
style="width:1.99326in;height:0.68002in" /> ………………………… (56)
式中：
Iv- 额定电流，即额定功率时的电流，单位为安培(A),
从工作特性曲线上求得；
I₁— 热试验时的电流，单位为安培(A);
取在整个试验过程最后的1/4时间内，按相等时间间隔
测得的电流平均值；
△θ— 对应于试验电流 I 的绕组温升，单位为(K) (见11.7.2.1)。
注：如(I₁-Iv)/Ix 大于±10%,应重新做热试验。
11.7.2.2.3 短时工作制(S2) 和断续周期工作制(S3) 电机
当(I₁-IN)/I 、 在±5%范围内时按式(56)计算。
如(I₁-Ix)/I 、 大于士5%,应重做热试验。
11.7.3 埋置检温计(ETD) 法
以埋置检温计诸元件的最高读数作为确定绕组温度的依据(按 GB/T 755—2008
的8 .6 . 3中的
规定)。
11.7.4 温度计法
任一温度计的最高读数即为绕组或其他部分的温度(按 GB/T 755—2008
的8.6.4中的规定)。
11.8 额定负载下绕组工作温度θ、的确定
11.8.1 概述
绕组工作温度是指电机在额定负载热试验过程中达到热稳定状态时绕组的温度。绕组工作温度可
用电阻法(见11.8.2)或温度计法(如热电偶温度计，见11.8.3)确定。
11.8.2 电阻法确定绕组工作温度θ、(℃)
11.8.2.1 热态端电阻 R、的确定
11.6.4.5 中所述的外推法，作热电阻读数对断电后冷却时间(t
的关系曲线，
此曲线外推至t=0 时的电阻值即为Rw。
11.8.2.2 绕组的工作温度θ、的确定
绕组的工作温度0、按式(57)计算。
style="width:3.22675in;height:0.63316in" /> ………………………… (57)
式中：
R 、 — 外推至 t=0 时热态端电阻，单位为欧姆(2),见11.8.2.1;
R.,0 。— 按11.7.2中的规定。
GB/T 22670—2018
11.8.3 局部温度计法(如热电偶温度计)确定绕组的工作温度θ、(℃)
任一温度计的最高读数即为绕组的工作温度0。
试验时，试验电源由正弦波电源提供。
最大转矩的测量方法有下列几种：
a) 测功机或校正过直流电机法；
b) 转矩测量仪法；
c) 转矩转速仪法；
d) 圆图计算法。
采用上述
a)、b)、c)三种方法时，应在基波频率、额定电压下进行测定，如试验电压不能达到额定电
压，最大转矩值应按12.6换算。
测功机或校正过直流电机作被试电机的负载，最大转矩从测功机测力计上读出，或按试验时的转速
和直流电机的电枢电流 I, 从直流电机的校正曲线 Ta=f(I) 上求得。
直流电机可用准确度为0.5级的测功机校正或用损耗分析法校正。直流电机应在发电机状态下采
用0.5级准确度的测功机进行校正。校正时，在所需的各种转速下，待剩磁稳定后保持励磁电流不变，
测取电枢电流 I。与轴上转矩 Ta 的校正曲线 Ta=f(Ia)。
试验时，直流电机的转向和励磁电流与校正
时相同。试验过程中，励磁电流应保持不变。
试验时，将被试电机与测功机或校正过直流电机用联轴器联接，使两者的旋转方向一致。逐渐增加
被试电机的负载至测功机测力计读数或校正过直流电机的电枢电流出现最大值，读取此数值和被试电
机的端电压。采用校正过直流机时，需同时读取转速值。
试验过程中，应防止被试电机过热而影响测量的准确性。被试电机的端电压应在其出线端上测量。
用转矩测量仪法测定最大转矩时，应测取被试电机的转矩转速特性曲线，最大转矩从曲线上求取。
转矩转速特性曲线可逐点测定后由人工描绘，也可用自动记录仪直接描绘。对分马力和小型电机，
这两种方法均可采用。对使用滚动轴承的中型电机应采用前者。逐点测定转矩转速特性曲线时，测取
的点数应满足正确求取各种转矩(最大转矩、最小转矩、同步转矩和堵转转矩)的需要。在这些转矩附
近。测量点应尽可能密一些。
试验过程中，应防止被试电机过热而影响测量的准确性，必要时，转矩转速特性曲线可分段测量。
以直流电机作负载时，被试电机与传感器、直流电机用联轴器联轴。直流电机他励，其电枢由可调
电压和可变极性的电源供电。被试电机与直流电机的转向应一致。调节直流电机的电源电压，逐渐增
加被试电机的负载，并同时读取转矩、转速和电压值。或用自动记录仪描绘转矩转速特性曲线，被试电
机端电压与转速的关系曲线。用自动记录仪描绘曲线时，建议在被试电机转速上升和下降的情况下测
取两条转矩转速特性曲线，取其平均值。每条曲线的描绘时间应不少于15 s。
转矩转速仪是应用电动机在空载起动过程中，其加速度正比于电机转矩的原理而制成的摄取转矩
style="width:1.19337in" />GB/T 22670—2018
转速特性曲线的仪器。
本方法限于大、中型电机采用。
为了提高测量的准确性，试验时，应按被试电机的起动时间，正确选取微分参数和滤波参数；显示图
形的线条要细，干扰纹波要小；转矩定标要尽量准确。并应同时摄取被试电机端电压与转速关系曲线。
12.5.1 概 述
如限于设备，对立式电机和100 kW
以上的电机，允许采用圆图计算法求取最大转矩。此时，电动
机应按7. 1. 1的规定进行堵转试验。
圆图计算法公式中的电压、电流和电阻为相电压(V)、 相电流(A)
和相电阻(Ω)的三相平均值；功率
为三相功率值(W)。
12.5.2 圆图计算法所需参数
a) 定子绕组电阻Ris: 换算至规定温度时的电阻值；
b) 由空载试验求得的参数：
空载电流的有功分量 Iok 按式(58)计算：
style="width:1.83341in;height:0.68002in" />
空载电流的无功分量 Iox 按式(59)计算：
Iox=√I—I%R
c) 由堵转试验求得的参数：
堵转电流 Iky 按式(60)计算：
style="width:1.52in;height:0.6468in" />
堵转功率 Pky 按式(61)计算：
style="width:2.1133in;height:0.66in" />
堵转电流 Ikk 的有功分量按式(62)计算：
style="width:1.23994in;height:0.63998in" />
堵转电流的无功分量 Ikx 按式(63)计算：
Ikx =√Iix—IiR
12.5.3 最大转矩的求取
| |
|----------|
| …… …………… |
| |
| |
(58)
(59)
… (60)
(61)
(62)
(63)
根据12.5.2所计算数值，逐步按式(64)、式(65)、式(66)、式(67)和式(68)求得
K 。。
K =IxR—IOR (64)
H =Ikx Iox (65)
style="width:2.05336in;height:0.61996in" /> (66)
I2k=√K²+H² (67)
style="width:1.48003in;height:0.6666in" /> (68)
GB/T 22670—2018
style="width:1.49341in;height:0.63338in" />求 出
style="width:1.04658in;height:0.60676in" />,按式(69)和式(70)分别计算 T
和 Pm。
style="width:1.9267in;height:0.62678in" /> (69)
style="width:2.55336in;height:0.66in" /> (70)
最大转矩倍数按式(71)计算：
style="width:1.47327in;height:0.64658in" /> ………………………… (71)
式 中 ：
C—- 对 1 0 kW 及以上的笼型电机，取C=0.9; 对绕线转子电机和小于10 kW
的笼型电机，取C=1.0。
最大转矩按式(72)计算。
Tmax =KTv ………………………… (72)
式 中 ：
Tx— 额定转矩，单位为牛顿米(N ·m)。
当试验电压U, 低于0
.9倍额定电压时，应在1/3～2/3额定电压范围内，均匀测取三个不同电压下
的最大转矩值。作 lgTmaxt=f(lgU,)
曲线，延长曲线，求出对应于额定电压时的最大转矩 Tmax。
试验时，试验电源由正弦波电源提供。
笼型电机在起动过程中最小转矩的测量方法有下列几种：
a) 测功机或校正过直流电机法；
b) 转矩测量仪法；
c) 转矩转速仪法。
测定时，被试电机应接近实际冷状态，在额定频率和额定电压下进行。如试验电压不能达到额定电
压，最小转矩值应按13.5换算。
用测功机或校正过直流电机作被试电机的负载，最小转矩从测功机测力计上读出，或按试验时的转
速和校正过直流电机的电枢电流，从直流电机的校正曲线 Ta=f(I) 上求得。
直流电机的校正和使用时的要求同12 . 2。
试验时，将被试电机与测功机或校正过直流电机用联轴器联接，先在低电压下确定被试电机出现最
小转矩的中间转速(即同步转速的1/13～1/7范围内的某 一
转速，机组在该转速下能稳定运行而不升
速)。断开被试电机的电源，调节测功机或校正过直流电机的电源电压，使其转速约为中间转速的1/3。
然后，合上被试电机的电源，迅速调节测功机的电源电压(或励磁电流)或校正过直流电机的电源电压。
直至测功机的测力计读数或校正过直流电机的电枢电流出现最小值，读取此数值和被试电机的端电压。
采用校正过直流电机时，需同时读取转速值。
用测功机作负载时，当测功机与被试电机的转向相同，而不能测得最小转矩时，可改变测功机电源
电压的极性再行测试。
GB/T 22670—2018
class="anchor">试验过程中，应防止被试电机过热。
用转矩测量仪法测定最小转矩时，应测取被试电机的转矩转速特性曲线，最小转矩从曲线上求取。
试验方法及要求同12
.3。转矩转速曲线应从堵转状态开始使转速逐渐升高进行测取。
用转矩转速仪法测定最小转矩的方法同12 .4。
当试验电压在0.95倍～1.05倍额定电压范围内时，最小转矩 Tm 按式(73)求取：
style="width:2.30666in;height:0.66in" /> (73)
式 中 ：
Tmim—— 在试验电压U, 下测得的最小转矩，单位为牛顿米(N ·m)。
试验电压低于0.95倍额定电压时，应在1/3～2/3额定电压范围内，均匀测取3个不同电压下的最
小转矩值，作 lgTmimt=f(lgU)
曲线，延长曲线，求出对应于额定电压时的最小转矩 Tmin。
如各类型电机标准中无规定时，超速试验允许在冷态下进行。对大型电机，允许对转子单独进行超
速试验。
试验时，将电动机的转速提高到或为1.2倍最高工作转速或各类型电机标准中规定的转速，或规定
最高转速，历时2 min。
超速的方法有下列两种：
a) 提高被试电机的电源频率；
b) 用原动机直接驱动或通过变速驱动被试电机。
超速试验时，应采取安全防护措施，尽可能远距离测量转速(见 GB/T 1032—2012
的12.8)。
噪声的测定按GB/T 10069. 1—2006
规定进行，试验时应将变频器频率调节至额定频率或产品标
准规定的最低及最高频率，冷却风机应处于运行状态。
振动的测定按 GB/T 10068—2008
规定进行，试验时应将变频器频率调节至额定频率和产品标准
规定的最低及最高频率下测量，冷却风机应处于运行状态。
短时过转矩试验应在额定电压、额定频率下进行。
试验时，电动机逐渐增加负载，使其转矩达到 GB/T
755—2008 或各类型电机标准所规定的过转矩
数值，历时15 s。
如限于设备，允许在试验时用测量定子电流代替转矩的测量，此时，定子电流值应等于1.
1倍的过
GB/T 22670—2018
转矩倍数乘以额定电流值。
14.5.1 概述
试验电源的频率为工频，电压波形应尽可能为正弦波形。
14.5.2 试验要求
试验要求如下：
a)
耐电压试验在电机静止的状态下进行。试验前，应先测量绕组的绝缘电阻。如需要进行超速
和短时过转矩试验时，该项试验应在这些试验之后进行，型式试验时，该项试验还应在热试验
后电动机接近热状态下进行。
b)
试验时，电压应施于绕组与机壳之间，此时其他不参与试验的绕组均应和铁芯及机壳连接。
对额定电压在1 kV
以上的电机，若每相的两端均单独引出时，则应每相逐一进行试验。
c) 试验变压器应有足够的容量，可按下列方法选择：
对低压电动机，每1 kV 试验电压，试验变压器的容量应不小于1 kV ·A;
对高压电动机，当其电容量较大时，试验变压器的容量应大于按式(74)求得的计算容量
S
(kV ·A):
Sr=2πfCU,Urn×10-3 ………………………… (74)
式中：
C 被试电机的电容量，单位为法拉(F);
U.—— 试验电压，单位为伏特(V);
Urx—— 试验变压器高压侧的额定电压，单位为伏特(V)。
对分马力电动机，每1 kV 试验电压，试验变压器的容量应不小于0.5 kV ·A。
d) 额定电压在3 kV
及以上的电动机进行耐电压试验时，建议在试验变压器接线柱与被试绕组
之间并联接入放电铜球。试验电压应在试验变压器的高压侧进行测量。
e)
试验前，应采取切实安全防护措施，试验中发现异常情况，应立即切断试验电源，并将绕组对地
放电。
14.5.3 试验电压和时间
试验电压的数值按 GB/T 755—2008 的表16或按相关产品标准规定。
试验应从不超过试验电压全值的一半开始，然后均匀地或以每步不超过全值5%逐步增至全值，电
压从半值增至全值的时间应不少于10 s。 全值试验电压值应符合GB/T 755—2008
的表16的规定，并
维持1 min。
当对批量生产的200 kW (或kV ·A) 及以下，额定电压Ux≤1kV
的电机进行常规试验时，1 min
试验可用1 s 的试验代替，但试验电压值应为GB/T 755—2008
的表16规定值的120%。
14.6.1 悬挂转子摆动法
14.6.1.1 单钢丝法
采用单钢丝扭转摆动比较法测定电机转子的转动惯量。
选择密度均匀的金属制成假转子，假转子形状应为简单的圆柱体，以便能用下式较准确地计算出假
GB/T 22670—2018
转子的转动惯量J' 。
假转子的质量应能将所选用的钢丝拉直且钢丝不变形。把假转子可靠地悬挂在
长度 l≥0.5m
的钢丝一端，钢丝的另一端固定在支架上，钢丝轴线应与假转子轴线同心且垂直地面。
将假转子绕心轴扭转一个适当角度，仔细测量往复摆动次数 N 及所需时间t(s),
求得摆动周期平
均值 T³(T'=N/t) 。
被试电机转子在相同的条件下，重复上述试验，按上方法求得其摆动周期的平均
值 Tp, 按下式计算被试电机的转动惯量J。
假转子的转动惯量 J'(kg ·m²) 按式(75)计算：
style="width:1.21996in;height:0.63316in" /> ………………………… (75)
式 中 ：
D—— 圆柱体直径，单位为米(m);
m—— 直径 D 部分的圆柱体质量，单位为千克(kg)。
被试电机转子的转动惯量J(kg ·m²) 按式(76)计算：
style="width:1.32663in;height:0.66in" /> ………………………… (76)
式 中 ：
Tp—— 被试电机转子的摆动周期平均值单位为秒(s);
Tl 假转子的摆动周期平均值单位为秒(s)。
14.6.1.2 双钢丝法
用两根平行的钢丝将被试电机转子悬挂起来，使其转轴中心线与地面垂直。扭转转子使其产生以
轴线为中心的摆动。转轴中心线的扭角应不大于10°。仔细测取若干次摆动所需的时间，求出摆动周
期的平均值 Tp 。 转动惯量 J(kg ·m²)
式 中 ：
按式(77)计算：
 |
………………………… |
|
|---|
g—— 重力加速度，单位为米每二次方秒(m/s²);
a- 两钢丝之间的距离，单位为米(m);
l — 钢丝的长度，单位为米(m);
m—— 被试电机转子的质量，单位为千克(kg)。
14.6.2 空载减速法
此法用于测定功率为100 kW 以上电机的转动惯量。
试验时，使被试电机的转速升高并超过同步转速，然后，切断电源或脱开驱动机械，在1.
1倍~ 0.9倍同步转速范围内，测定转速变化△n(r/min) 所需的时间△t(s)。
转动惯量 J(kg ·m²) 按式(78)
计算：
14.6.3 辅助摆锤法
style="width:1.96006in;height:0.63902in" />
…………………………
(78)
此法用于测定具有滚动轴承电机的转动惯量。
将一个质量已知的辅助摆锤用质量尽可能小的臂杆固定于被试电机转轴端面中心上，摆锤臂杆应
与轴线成直角。当转轴上带有皮带轮或半个联轴器时，也可用它们来固定摆锤。
试验时，摆锤的初始位置与静止位置的偏移应不大于15°,在开始摆动后，测量2次～3次摆动所需
GB/T 22670—2018
的时间，求出摆动周期的平均值 Tp 。
以摆锤通过静止位置的瞬间作为测量摆动周期的起始点。转动惯
量 J(kg ·m²) 按式(79)计算：
style="width:2.52001in;height:0.63998in" /> (79)
式 中 ：
m — 辅助摆锤的质量，单位为千克(kg);
r — 辅助摆锤的重心到转轴中心线的距离，单位为米(m);
Tp— 辅助摆锤摆动周期的平均值，单位为秒(s)。
对功率为10 kW～1000kW 的电机，选用辅助摆锤时，应使摆动周期为3 s～8s 。
为了校核，建议
在摆锤质量略有不同的情况下重复进行测定。
轴电压的测定见图8,试验电源由变频器供电。
试验前应分别检查轴承座与金属垫片、金属垫片与金属底座间的绝缘电阻，确保电动机绝缘良好。
在电动机轴承与机壳之间加装绝缘环(轴承和转轴之间垫入干燥的绝缘片)或者使用绝缘轴承，确
保电动机轴承绝缘良好。
第一次测定时，被试电机应在额定电压、额定频率下空载运行，用高内阻毫伏表测量轴电压
U₁, 然 后用导线 A 将转轴一端与地短接，测量另一轴承座对地轴电压U2,
测量完毕将导线 A 拆除。试验时测
点表面与电压表(毫伏)引线的接触应良好。
第二次测定时，被试电机在额定电流、额定频率下额定负载运行，测量轴承电压U³。
style="width:6.70665in;height:3.22014in" />
说 明 ：
1——轴承座；
2——绝缘垫片；
3——金属垫片；
4——绝缘垫片；
图 8 轴电压测量示意图
轴承电流测定见图9,试验电源由变频器供电。
在电动机非轴伸端的轴承与机壳之间加装绝缘环(轴承和转轴之间垫入干燥的绝缘片)或者使用绝
缘轴承，确保电动机轴承绝缘良好。
将电流表串联到与轴承绝缘层两面接触的金属件上，分别在额定电压、额定频率和最高额定频率下
空载运行，测量电流值，即为轴承电流。
style="width:6.1533in;height:3.23994in" />
说明：
3,4——与轴承绝缘体两面接触的金属部件；
图 9 轴承电流测量示意图
GB/T 22670—2018
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(规范性附录)
仪器仪表损耗及误差的修正方法
A.1 仪表损耗的修正
A. 1. 1 概 述
当电压表、电流表和功率表按照图 A. 1 或 图 A.2
接线时，其仪表损耗的修正按下列方法进行。
style="width:5.77335in;height:2.90664in" />1
A W
电 源
图 A. 1 电压表靠近负载端接线原理图
style="width:5.82668in;height:2.68664in" />I
W A
电 源
图 A.2 电流表靠近负载端接线原理图
A. 1.2 按 图 A. 1 接线时，仪表损耗的修正
此时，电压表的损耗 P 、和无补偿的功率表电压线圈回路的损耗 P 。 按
式(A. 1) 和 式(A.2) 计 算 。
并将它们从测得的功率中减去。
style="width:1.05995in;height:0.6402in" />
style="width:1.19337in;height:0.63998in" />
… … … … … … … … … …(A. 1)
… … … … … … … … … …(A.2)
式中：
U 电压表的读数，单位为伏特(V);
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R 、—
电压表回路的总电阻，单位为欧姆(Ω);
Rw— 功率表电压线圈回路的总电阻(包括外接附加电阻),单位为欧姆(Ω)。
A. 1.3 按图 A.2 接线时，仪表损耗的修正
此时，电流表和功率表电流线圈(包括功率表至负载端的连接导线)的损耗 PA 按
式(A.3) 计算，并
将它从测得的功率中减去。
PA=I²×(RA+Rw+R) … … … … … … … … … …(A.3)
式中：
I — 电流表的读数，单位为安培(A);
RA— 流表的内阻，单位为欧姆(Ω);
Rw— 功率表电压线圈回路的总电阻(包括外接附加电阻),单位为欧姆(Ω);
R —— 功率表至负载端连接导线(包括开关等)的电阻，单位为欧姆(Ω)。
A.2 仪表刻度误差的修正
根据电流表、电压表、功率表指示的数值 I、U、、P、按 式(A.4)、 式(A.5)、
式(A.6) 进行刻度误差的
修正。
I'=Iʌ+ △I … … … … … … … … … …(A.4)
U'=U 、+ △U … … … … … … … … …(A.5)
P' 、=P 、+ △P … … … … … … … … … …(A.6)
式中：
I' 、U' 、P\ — 分别为进行了刻度误差修正后的电流、电压和功率；
△I 、△U 、△P—
分别为电流表、电压表和功率表的刻度修正值，可从仪表的校验报告中获得。
A.3 互感器变比误差的修正
A.3. 1 概述
电流互感器和电压互感器的变比误差，可以从互感器校验报告中获得。当互感器副边的实际负载
与校验中的负载不同时，其变比误差可以由互感器不同负载时的变比特性曲线来估算。
A.3.2 互感器的实际变比：
电流互感器的实际变比按式(A.7) 计算：
Ki=Km(1-Y)
电压互感器的实际变比按式(A.8) 计算：
Ku=Kun(1-Yu)
式中：
Km 、Kun— 分别为电流互感器和电压互感器的标称变比；
Yi、Yu - 分别为电流互感器和电压互感器的变比误差。
A.3.3 对测量值的修正
电流互感器原边的实际电流按式(A.9) 计算：
I=K,I'
……… …… ……… (A.7)
…… ………………… (A.8)
… … ……………… (A.9)
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电压互感器原边的实际电压按式(A. 10) 计算：
U=KU' … … … … … … … … … …(A. 10)
修正后的功率按式(A. 11) 计算：
P=KuK₁P' … … … … … … … … … …(A. 11)
A.4 互感器相角误差的修正
A.4.1 概述
功率测量中的相角误差包括：
a) 功率表电压线圈回路中的相角误差；
b) 电流互感器的相角误差；
c) 电压互感器的相角误差。
A.4.2 功率表电压线圈回路中的相角误差α
相角误差α按式(A. 12) 计算：
style="width:1.74656in;height:0.6732in" /> … ……… ……… (A.12)
式中：
R、— 功率表电压线圈回路的总电阻(包括外接附加电阻),单位为欧姆(Ω);
X 、— 功率表电压线圈的感抗，单位为欧姆(Ω)。按式(A. 13) 计算：
X 、=2πfL …… ………………… (A.13)
式中：
L— 功率表电压线圈的电感，单位为亨利(H) 。 可从功率表的刻度盘上获得。
相角误差α符号的决定：当 X 、为容抗时，取"+"号；当 X 。为感抗时，取“一
”号。对无补偿的功率
表，其电压线圈为感抗。
A.4.3 电流互感器的相角误差β
电流互感器的相角误差β可以从互感器校验报告中获得。当互感器副边的实际负载与校验中的
负载不同时，其相角误差β可以由互感器不同负载时的相角特性曲线来估算。
相角误差β符号的决定：当副边电流超前原边电流时，取“+"号；滞后时，取"一
”号。对无补偿的
电流互感器，副边电流超前原边电流。
A.4.4 电压互感器的相角误差
电压互感器相角误差β的确定方法与电流互感器相同。
相角误差β符号的决定：当副边电压超前原边电压时，取“+"号；滞后时，取"一
”号，对无补偿的电
压互感器，副边电压滞后原边电压。
A.4.5 功率测量值的修正
修正前的表观功率 S 及功率因素 cosq '按式(A. 14) 、式 (A. 15) 、 式(A.
16) 计算：
S=UI … … … … … … … … … …(A. 14)
style="width:1.26008in;height:0.58674in" /> … … … … … … … … … …(A. 15)
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style="width:1.87997in;height:0.60654in" />
实际的功率因数 cosφ 按式(A. 17) 计算：
cosφ=cos(φ'-α+β₁-βu)
相角修正系数 K。按式(A. 18) 计算：
style="width:1.39334in;height:0.57992in" />
经相角误差修正后，实际的功率值按式(A.19) 计 算 ：
Pc=PK。
………… … ……… (A.16)
… … … … … … … … … …(A. 17)
… … … … … … … … … …(A. 18)
… … … … … … … … … …(A. 19)
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(规范性附录)
测功机转矩读数的修正
B.1 根据被试电机空载试验数据进行修正
B. 1. 1 联结测功机
被试电机连接测功机在额定电压和额定频率下运行，测功机不通电，测量并记录：Pd.o,Ia.o,n,Ta.o
及 Rd. 或温度θ(R 由试验测试值求得)。
求取转差率(s) 和按式(B. 1) 计算 Pd。
P₄=(I²R)a.0=1.5×1a.0²×R ……………… … … …(B. 1)
式中：
P. 是测功机不通电时测得的被试电机的功率，单位为瓦特(W);
Ia.o是测功机不通电时测得的被试电机的电流，单位为安培(A);
Ta. 是测功机不通电时测得的被试电机的输出转矩，单位为牛顿米(N ·m);
Ra.o是测功机不通电时测得的被试电机绕组电阻，单位为欧姆(Ω)。
B.1.2 不联结测功机
被试电机不连接测功机在额定电压和额定频率下运行，测量并记录 P。、I。和
R。或温度0(R 由 试
验测试值求得)。
按式(B.2) 计算 P、。
P 、=(I²R) 。=1.5×I8×R 。 … … … … … … … … … …(B.2)
B. 1.3 测功机读数修正
按式(B.3) 计算测功机转矩读数修正值 T 。(N ·m):
style="width:6.95335in;height:0.6534in" /> … … … … … …(B.3)
式中：
n,Pa.o,Pa,s 和 T. 按 B. 1. 1 确定；P。和 P、按 B. 1.2 确定；Pr
按9.2确定。
注：实际上，Ta.
可通过校准测功机予以补偿，因而当转轴转矩为0.0时，测功机的读数也为0.0。
B.2 测功机自身修正
测功机不与被试电机连接，但是联轴器应仍与测功机连接，测功机作为电动机运行，外部冷却(如有),
在测功机转速n
与负载试验时每点的转速相同时，测功机测得的转矩即为测功机转矩读数修正量
T。。
注：如加载设备仅作机械负载使用，如涡流测功机，就不可能做这项试验。
B.3 修正后的转矩 T
修正后的转矩 T 按式(B.4) 计算：
T=Ta+T。
注：本修正方法也适用转矩测量仪与被试电机之间有轴承的情况。
…………
…………… (B.4)
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(资料性附录)
感应电机转差率测量
转差率是指电机轴转速与电源频率和极对数所对应的同步转速的偏离，感应电机的转子损耗与转
差率成正比。
转差率测试设备应是比率计，即，在测试进行的时间区间内同时计取电机转速和其供电电源频率。
实例之一就是闪光法，在电动机转轴的端面上，画出与电机极数相同数量的扇形片，并用荧光灯或氖灯
照明，闪光灯具的电源应为被试电机的电源。试验时，计取已知时间段的扇形片转动次数。
下述方法基于以上原理，能够非常精确地测试转差率并可将测试结果自动传送到数据采集系统。
图 C.1 所示是测试系统原理，其中产生两路脉冲波：
一路脉冲波直接由被测感应电动机的输出轴产
生；另一路与供电电源频率相关联。如图所示，被测电机和另一台由同一电源供电的小功率同步电机，
分别连接一个轴角编码器，要求两个编码器每转所产生的脉冲数一样。
可将基准同步电机的转差视为零。
两串脉冲输入到一台两通道数字计数器，计数器要求具有计算和显示两路输入脉冲频率之比的
功能。
如果使用交流发电机作为供电电源进行感应电机的试验和测量，则第二路(基准)轴编码器可以直
接连接在发电机的轴上。此外，还有一种方法是由锁相环回路通过感应产生基准脉冲频率。
上述双通道计数器产生的比率乘上图C.1
中基准(同步)电机的同步转速(如：4极同步电机在名义 频率为50 Hz
的电源供电下的同步转速为1500
r/min),即可依据电源频率显示出被试验电机的轴转
速，而不管被试验电机是几极电机。
如此即可直接从显示的轴转速计算转差率。
假如两路计数器开始和停止不同步(即，不是确切的同一时间),实际计数时间也非至关重要，转差
测试应在与其他诸如电压、电流、电功率、转矩等测量一样的平均时间内进行。
style="width:6.34028in;height:2.36042in" />
说明：
IM — 被测感应电机(任何极对数);
SM ——小同步电动机(如4极)或试验用发电机组；
SE1- 编码器，应有600个脉冲每转(p.p.r.);
SE2—— 编码器，与 SE1 具有一样的 p.p.r.数 ；
f₁—SE1 发出的脉冲波的频率；
f₂ — SE1 发出的脉冲波的频率；
输出 — fi/f₂ 的比率乘以 SM 的同步转速。
图 C.1 转 差 率 测 试 系 统 原
理 框 图
style="width:7.22663in;height:0.80674in" />class="anchor">GB/T 22670—2018
(资料性附录)
线性回归分析
D. 1 概述
回归分析的目的是找出两组变量之间的数学关系，以便用一组变量求出另一组变量。线性回归分
析认为如果这两组变量呈线性关系，即用两组变量的一对值(x;,y;)
画图，则这些点几乎为一直线。这 些点与直线的吻合程度由相关系数 r 表示。
D.2 方法
D.2.1 数据准备
根据试验数据按表 D. 1 计算。
表 D.1 线性回归数据表
|
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|---|---|---|---|---|---|
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|||||
D.2.2 斜率A 的确定
按式(D. 1) 计算A:
style="width:3.62669in;height:0.68662in" />
… …
……… (D.1)
式中：
i—— 负载试验点数之和。
D.2.3 截距 B 的确定
按式(D.2) 计算 B:
style="width:2.84002in;height:0.61336in" />
… … … … … … … … … …(D.2)
D.2.4 相关系数r 的确定
按式(D.3) 计算 r:
… … … … …(D.3)
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(资料性附录)
试验用变频器输出电压
E.1 定义和原理
第3章及下列术语和定义适用于本附录。
NP 中性点
SP 星 点
| Ua,U+,Ua- |
|
|---|---|
| Uu,Uv,Uw |
|
| Uu,Uy,Uw |
|
| Uup,Uyp,Uwp |
|
| Uup,Uvp,Uwp |
|
| UccM |
|
| Ue |
|
| fir |
|
| Uet |
|
| Su,Sy,Sw |
|
style="width:10.34671in;height:4.47986in" />
图 E.1 PDS 原理图
图 E.1
显示星形连接的电动机，但本标准也适用于具有内部或外部星点的三角形连接的电动机。
逆变器的输出电压(Uu,Uv,Uw) 可以被分成差模电压系统(对称的)(Uup,Uvp,Uwp)
和相当于参
考点的共模电压系统(UccM)。
差模电压也就是电动机的三相电压。每相电压等于逆变器的输入电压减去共模电压。
例如，对U 相，按式(E.1)计算：
Uup =Uu—UccM … … … … … … … … …(E. 1)
式中：
共模电压可以按式(E.2)计算：
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UccM=(Uu+Uy+Uw)/3 … … … … … … … … … …(E.2)
E.2 参考电压和输出电压波形的产生
本附录描述了试验用变频器脉冲调制的实现方法并说明了其测量值应如图 E.3
所示的原因。
一个基本控制器生成对于稳定运行状态所需的电动机电压和频率Uef、fire
绝对值的设定值。
通过变频器控制器按式(E.3) 、 式 (E.4) 和 式(E.5)
计算得到输出给电动机的正弦波电压设定值
(Uip,Uvp,Uwp):
Uup =Uef· sin(2π ·fird ·t) … … … … … … … … … …(E.3)
Uvp =Uet · sin(2π ·fief·t-2π/3) … … … … … … … … … …(E.4)
Uwo=Ue · sin(2π ·fimf·t+2π/3) … … … … … … … … … …(E.5)
然后用 一 个线性扩展信号Us 叠加到各电压设定值上，按式(E.6) 、 式 (E.7)
和 式(E.8) 计算。线性
扩展信号是一个共模电压，它增加了输出电压范围，此时电动机的电压符合设定值，没有低次谐波。
Uu =Uup+Ue … … … … … … … … … …(E.6)
Uy =Uvp+Ue … … … … … … … … … …(E.7)
Uw=Uwp+Ue … … … … … … … … … …(E.8)
最后将这些信号与三角开关信号比较并计算脉冲调制信号 Su,Sy,Sw。
三角开关信号是 一 个周
期性的对称三角波，它的频率定义为逆变器的开关频率。逆变器按照脉冲调制产生输出电压(Uu,Uy,
Uw) 。 图 E.2 描述了系统框图。
style="width:12.28681in;height:4.71389in" />
style="width:0.25991in;height:0.17996in" />
style="width:12.28681in;height:4.71389in" />
style="width:12.28681in;height:4.71389in" />
style="width:12.28681in;height:4.71389in" />
图 E.2 电压生成系统原理图
在试验逆变器中使用的线性扩展信号 U
被定义为3个正弦波电压设定值(Uup,Uvp,Uwp) 中 间 值
的一半。中间电压是唯一 的最低绝对值，相关说明见图 E.3。
style="width:10.48674in;height:6.32676in" />GB/T 22670—2018
/ms
图 E.3 正弦波电压设定值和线性扩展电压
U 相正弦波电压设定值与三角开关信号生成的参考电压的比较，如图 E.4
所示。
style="width:10.42003in;height:5.58668in" />20.00 /ms
图 E.4 电压设定值和扩展的参考电压
通过测量逆变器终端和中性点得到输出电压，它与扩展参考电压和三角开关信号之间的比较所产
生的模式相对应(见E.2)。 如图 E.5 和图 E.6 所示，基频50 Hz
和三角开关频率4 kHz。
GB/T 22670—2018
style="width:10.75987in;height:5.28in" />
注 1 : 基频50 Hz。
注 2 : 三 角 开 关 频 率 4 kHz。
图 E.5 电动机终端电压的脉冲模式
style="width:4.70663in;height:3.89334in" />
图 E.6 图 E.5 放大的标志区
任何两个相邻方波中心点之间的距离都是三角开关频率的倒数，它与逆变器的开关频率一致。
E.3 时域的检查
为了检查施加在电动机上的电压和频率调制的正确性，测量应当在4.3.2中定义的参考条件下进
行。逆变器的端电压Uu 如图 E.5 和图 E.6
所示，没有脉冲丢失。两相邻方波中心点之间的距离对于开
关频率为4 kHz 时应为0.25 ms 或在开关频率2 kHz 时应为0.5 ms。
如果存在丢失脉冲情况，应升高直流母线电压。
为了检查线性扩展是否正确应用，终端电压Uu
应通过低通滤波器测量，信号如图 E.7 给出。
GB/T 22670—2018
style="width:9.22005in;height:4.34654in" />
注 1 : 基频为50 Hz。
注 2 : 2阶低通滤波器500 Hz/0.7。
图 E.7 逆变器滤波终端电压
唯有明确的双极值形状才可以，信号在顶点或底部不能显示出任何饱和迹象。端电压可选择对直
流母排的正极或负极来测量，测量结果是正或负Ua/2。
接地电位不适合作为参考电位。
更多内容 可以 GB-T 22670-2018 变频器供电三相笼型感应电动机试验方法. 进一步学习