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(shù)HVF需滿足：

　　N設計電動機不超過0.03，其它電機未加說明的不超過0.02。

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

　　標準中同時指出，k=13，且對于三相電機而言，n不等于3及3的整數(shù)倍，這樣，實際上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(shù)，HVF明顯小于THD。也就是說，用HVF作為評價指標，要求低于THD。

　　對于以調(diào)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電源的高效電機試驗臺，還應考慮高次諧波的影響。這一點，在《GB/T 20161-2008變頻器供電的籠型感應電動機應用導則》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，籠型感應電動機供電電壓允許的諧波分量表示為一個數(shù)值，稱為諧波電壓因數(shù)（HVF）。然而，這個因數(shù)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。對于開關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，仍可采用HVF。WP4000變頻功率分析儀可同時顯示試驗電源的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)很難全范圍輸出滿足上述要求。較合理的要求是在380V和690V電機試驗關注的范圍內(nèi)滿足THD≯0.02的要求。實際范圍可定為：90V~900V（參見第二節(jié)的電壓準確限值范圍）。

圖1、500kW高效電機試驗臺專用變頻電源

2、電量測量系統(tǒng)精度指標需滿足標準要求

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

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機。依據(jù)GB/T1032的要求，空載試驗最高電壓測試點為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儀器支持1000V直接測量，并且具備多個電壓量程，一般可以滿足要求。

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(shù)準確限值范圍：

　　異步電機空載功率因數(shù)可達0.1甚至更低。

　　即：功率因數(shù)準確限值范圍應覆蓋：0.1~1

　　當功率因數(shù)低于0.2時，可適當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。

　　GB/T1032要求互感器的準確度不低于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）應不大于10′。當采用霍爾電壓傳感器或霍爾電流傳感器時，其角差指標亦應滿足上述要求。

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

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

3、扭矩儀精度指標不低于0.2級

　　由于目前扭矩儀一般按照滿量程標稱精度，0.2級的扭矩儀，在半量程時，相對誤差限值約為0.4%，被測扭矩更小時，測量結果的相對誤差更大。因此，應盡量依據(jù)被試電機的扭矩選擇合適量程的扭矩儀，如果被試電機規(guī)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(tǒng)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測試（或同時記錄），同步測試相當于對每一個測量數(shù)據(jù)而言，起始點相同，結束點相同。一般來講，如果兩套系統(tǒng)（主要指儀表部分）不是由一個廠家制造，較難實現(xiàn)該功能。這一點，需要向集成商提出來。

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機的效率。事實上，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 1032-2005三相異步電動機試驗方法》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。

　　《GB/T 1032-2012三相異步電動機試驗方法》11.1.2試驗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。

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

　　《GB18613-2006中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級》明確規(guī)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機能效限定值及能效等級》進一步明確，效率試驗采用《GB/T1032三相異步電動機試驗方法》中的B法——測量輸入-輸出功率的損耗分析法。

圖3、三相異步電動機型式試驗軟件

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