电机效率的确定方法和分类

确定三相异步电动机效率的方法有很多，大致可以分为三类：第一类是直接测量法，第二类是间接测量法(也称损耗分析法)，第三类是简单试验后的理论计算方法。今天，女士对不同的测试方法进行了简要的分析，重点是A法测试。

各种试验方法的特点和适用性

第一种方法直观、简单，相对精度高，但不利于电机性能的具体分析和有针对性的改进；第二种方法测试项目多，费时费力，计算较多，综合精度不如第一种方法，但可以展现决定电机效率主要成分的具体情况，便于有针对性地分析电机设计、加工、制造中的问题，使电机性能达到要求或通过改进进一步提高；第三类是测试设备不足时使用的方法，准确度最差。目前，大多数电机技术条件中规定的效率限值要求采用第二种方法(损耗分析法)来确定效率。

测试方法的分类

GB/T 1032参考了IEC和NEMA标准，进一步对三相异步电动机效率的确定方法进行了分类，用代码表示。

方法a ——输入输出方法。通常仅用于额定功率1kW或效率指数80%的电机。

b方法——输入输出损耗分析法测量杂散损耗。测量仪器的精度要求高(一般要求不低于0.2级)

c方法——损耗分析间接法(反馈)测量的杂散损耗

e法——损耗分析法和实测杂散损耗

E1方法——损耗分析法推荐杂散损耗

f法——等效电路法和实测杂散损耗

F1法——等效电路法和推荐杂散损耗

g方法——降低电压负载方法和测量的杂散损耗

G1法——电压减载法和推荐杂散损耗

h法——圆图计算法

测量效率的方法——，测量效率的直接方法

方法a被称为“效率的直接测量方法”，并且通常被称为“输入-输出方法”，之所以命名是因为在测试期间可以直接获得两个数据，——，输入电率P1和输出机械功率P2。

试验设备要求

这种方法的关键是要有能直接测量电机输出机械功率(或转矩)的功率测量设备。在与测试电机相同的速度下，所用测功机的功率(或扭矩传感器的标称扭矩)不得超过测试电机额定功率(或扭矩)的两倍。

当使用经过校准的DC电机时，所用DC电机的校准应在发电机状态下进行。在测试过程中，DC电机的转向和励磁电流应与校准过程中的相同。测试期间，励磁电流应保持不变。

试验方法说明

被测电机加载规定负载并运行至温升稳定或达到规定时间后(采用后一种方法时，被测电机绕组达到的温度与实际温升达到的温度之差不应超过5K)，调整负载在1.5-0.25倍额定功率范围内变化，测量负载下降和上升时的两条工作特性曲线。每条曲线至少应取6个读数，每个读数应包括：三相线电压(应保持额定值)、三相线电流I1(A)、输入功率P1(W)、转速n(r/min)、输出扭矩t (n m)、条件允许时应记录输出功率P2(W)。最后，停电后停机，在规定时间内(按标准规定)测量定子绕组的DC电阻R1()；否则，根据热试验后热阻计算的相关规定进行外推和修正。当条件允许时，最好采用现场测量(叠加法)或温度传感器，如嵌入绕组中的热电偶或铜(铂)热电阻，以获得定子绕组各点的温度或电阻。在测试期间，th

对用测功机测得的各点输出转矩值，应再补加测功机风摩耗所消耗的转矩值后才是被试电动机的输出转矩，具体见式（1）

TC=T1+Tfw………………(1)

式（1）中：

TC—一修正后的电动机输出转矩（N·m）：

T1——试验时测功机显示的转矩值（N·m）；

Tfw—一测功机的风摩损耗转矩（N·m），Tfw按式（2）求得：

式（2）中：

P1——电动机在额定电压下驱动测功机时的输人功率（W），此时测功机的电枢和励磁回路均应开路；

Td——风摩损耗转矩试验时测功机的转矩值（N.m）；

P0——电动机的空载损耗（W）；

nt——风摩损耗转矩试验时电动机的转速（r/min）。

（2）输出转速修正

试验时的冷却介质温度应换算到25℃，此时，电动机的转速应按式（3）换算。

式（3）中:

n ref——换算到冷却介质为25℃时的转速（r/min）;

nt——试验时测得的转速（r/min）;

Δθ2——试验时的转子温升（K），若无法测得，可用定子要升代替；

θt——试验时冷却介质温度（℃）：

ns—被试电机的同步转速（r/min）;

K——计算常数，铜导体为235，铝导体为225。

（3）定子绕组损耗修正

定子绕组损耗I2R的修正量ΔPcu1（W）按式（4）计算：

式（4）中：

It——试验时的定子线电流（A）；

Δθ1——试验时的定子温升（K）；

Rt——试验时的定子线电阻（Ω）。

（4）被试电机修正后的输出功率

被试电机修正后的输出功率P2（W）按式（5）计算。

（5）求取各测点效率

用下式求取各试验测点的效率η（%），具体见式（6）

（6）效率曲线的绘制和满载效率的确定

用上述计算出的各点效率值作效率与输出功率的关系曲线η=f（P2），对测试出负载上升和下降两条曲线的，还应绘出“平均曲线”。从平均曲线上查出对应于被试电机额定输出功率P2=PN时的效率值，即为该电机的实际满载效率值。

● 按GB/T 755.2规定对试验结果的处理方法及一些观点

GB/T 755.2规定，“当电机在额定转速、额定电压和额定电流下运行时，输出与输入之比即为效率。试验应在尽可能接近额定规定的时间终了时所达到的温度下进行，绕组电阻不必作温度修正。”

该标准没有讲述其他电流点的测试和效率的计算以及绘制效率与输出功率的关系曲线的问题，并且用于效率计算的两个数据是在“额定转速、额定电压和额定电流下运行时”取得的。从字面上来理解，可认为这样求得的效率即为额定功率时的效率。

但是在实际试验中，上述工作状态时电动机的输出功率不一定是额定值（当然输入功率也不会是额定值了），自然由此求得的效率也不一定是额定功率时的数值了。这项差异在某些试制产品上有时会较大。

因采用“输入、输出法”的最大特点就是可直接获得额定输出功率或输出转矩，如不直接计算效率，优势将减小。因此，应将“当电机在额定转速、额定电压和额定电流下运行时”改为“当电机在额定电压、额定频率和额定输出功率(或额定转矩)下运行时”。另外，该标准规定电阻不用进行温度修正，使得计算得以简化。但在一定程度上会造成不同环境温度试验值的差异。

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