1、試驗電源波形品質(zhì)的要求

　　《GB755-2008旋轉電機定額和性能》指出，供電電源的諧波電壓因數HVF需滿(mǎn)足：

　　N設計電動(dòng)機不超過(guò)0.03，其它電機未加說(shuō)明的不超過(guò)0.02。

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

　　標準中同時(shí)指出，k=13，且對于三相電機而言，n不等于3及3的整數倍，這樣，實(shí)際上HVF只計算了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計算公式中，每次諧波平方后還要除以對應的諧波次數，HVF明顯小于THD。也就是說(shuō)，用HVF作為評價(jià)指標，要求低于THD。

　　對于以調壓器或機組為試驗電源的高效電機試驗臺，只要電源品質(zhì)滿(mǎn)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(méi)有考慮到的，因此，對于采用變頻器為試驗電源的高效電機試驗臺，還應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電動(dòng)機應用導則》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，籠型感應電動(dòng)機供電電壓允許的諧波分量表示為一個(gè)數值，稱(chēng)為諧波電壓因數（HVF）。然而，這個(gè)因數對變頻器供電不適用?！?/span>

　　電源品質(zhì)對高效電機的溫升及效率測量都會(huì )產(chǎn)生影響，綜合考慮，對于采用變頻電源供電的電機試驗臺，建議對變頻電源的波形品質(zhì)要求采用THD替代。對于開(kāi)關(guān)頻率較高的變頻電源，在確認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(mǎn)足上述要求。較合理的要求是在380V和690V電機試驗關(guān)注的范圍內滿(mǎn)足THD≯0.02的要求。實(shí)際范圍可定為：90V~900V（參見(jiàn)第二節的電壓準確限值范圍）。

圖1、500kW高效電機試驗臺專(zhuān)用變頻電源

2、電量測量系統精度指標需滿(mǎn)足標準要求

　　《GB/T1032三相異步電動(dòng)機試驗方法》指出，電量測試設備準確度不低于0.2級（滿(mǎn)量程），同時(shí)指出，應盡量使量程接近讀數，實(shí)際上就是要求，在整個(gè)測試范圍內，準確度指標需滿(mǎn)足0.2級。一般廠(chǎng)家注意了前面的要求，而忽略了后面的要求，將導致試驗結果出現較大的偏差。這兩個(gè)要求結合起來(lái)，就是要求測試設備（或系統）在寬范圍內滿(mǎn)足精度要求。

電壓準確限值范圍：

　　高效電機試驗臺一般至少要兼顧380V和690V兩種電壓等級的電動(dòng)機。依據GB/T1032的要求，空載試驗最高電壓測試點(diǎn)為125%額定電壓，因此，最高測試電壓至少達到900V。空載試驗和堵轉試驗的最低電壓測試點(diǎn)一般涵蓋25%額定電壓，因此，最低測試電壓至少達到90V。

　　即：電壓準確限值范圍應覆蓋：90V~900V。

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

電流準確限值范圍：

　　高效電機試驗臺試驗對象一般要求包括375kW/380V電機。其額定電流約700A，堵轉試驗要求達到1400A。假設被試電機最小功率為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：電流準確限值范圍應覆蓋：3A~1400A。

　　若被試電機功率范圍更寬，將要求更寬的被測電流準確限值范圍。

功率因數準確限值范圍：

　　異步電機空載功率因數可達0.1甚至更低。

　　即：功率因數準確限值范圍應覆蓋：0.1~1

　　當功率因數低于0.2時(shí)，可適當降低功率測量精度的要求。

　　值得注意的是，功率因數對功率測量準確度的影響不僅僅通過(guò)測量?jì)x表表現，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要求互感器的準確度不低于0.2級。依據JJG313-2010測量用電流互感器檢定規程和JJG314-2010測量用電壓互感器檢定規程的要求，0.2級電壓/電流互感器的角差（50Hz時(shí)）應不大于10′。當采用霍爾電壓傳感器或霍爾電流傳感器時(shí)，其角差指標亦應滿(mǎn)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(wú)角差指標，一般而言，霍爾電壓傳感器角差指標難于滿(mǎn)足10′的要求，部分閉環(huán)式霍爾電流傳感器角差指標可以滿(mǎn)足。具體角差指標應由生產(chǎn)廠(chǎng)家給出或通過(guò)法定計量檢定機構出具的校準證書(shū)給出。

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

3、扭矩儀精度指標不低于0.2級

　　由于目前扭矩儀一般按照滿(mǎn)量程標稱(chēng)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)，測量結果的相對誤差更大。因此，應盡量依據被試電機的扭矩選擇合適量程的扭矩儀，如果被試電機規格較多，可選用不同量程的扭矩儀，與被試電機配套使用。

4、電功率與機械功率的同步測試

　　電量測試系統的電功率測試盡量與扭矩及轉速同步測試。這里的同步測試不等同于同時(shí)測試（或同時(shí)記錄），同步測試相當于對每一個(gè)測量數據而言，起始點(diǎn)相同，結束點(diǎn)相同。一般來(lái)講，如果兩套系統（主要指儀表部分）不是由一個(gè)廠(chǎng)家制造，較難實(shí)現該功能。這一點(diǎn)，需要向集成商提出來(lái)。

5、正確的試驗方法

　　許多人認為，直接法測量效率較為準確。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(dòng)機的效率。事實(shí)上，對于效率較高的電機，該法得到的電機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(dòng)機試驗方法》10.3A法——輸入——輸出法一節中明確指出：通常A法僅限于效率不大于80%的電動(dòng)機。

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

　　基于小功率電動(dòng)機一般效率較低的規律，新老版本的指導思想是統一的。

　　《GB18613-2006中小型三相異步電動(dòng)機能效限定值及能效等級》明確規定，效率試驗采用損耗分析法。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(dòng)機能效限定值及能效等級》進(jìn)一步明確，效率試驗采用《GB/T1032三相異步電動(dòng)機試驗方法》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(dòng)機型式試驗軟件

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