王凱 孔高祥 黃曉東

摘 要：GB/T 1032《三相異步電動機試驗方法》是我國三相異步電動機產品檢測方法的主要依據。新版試驗方法即將在2024年4月1日實施，與現行2012版標準相比，新版標準在諸多方面做出來調整。本文列舉了新舊版本中除結構性調整和編輯性改動外的的變化，有助于相關檢驗檢測人員學習掌握新的試驗方法。

關鍵詞：三相異步電動機，試驗方法，差異

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.05.031

0 引 言

GB/T 1032《三相異步電動機試驗方法》是由國家市場監(jiān)督管理總局、國家標準化管理委員會發(fā)布的一項產品試驗方法，主要針對K20/29類旋轉電機中的K22類異步電機?，F行版本為2012版標準（以下簡稱2012版標準），由2005版修訂而來。隨著近幾年三相異步電動機產品的更新迭代，尤其是各類相關零部件、原材料性能指標的提升，三相異步電動機的各項參數也得到了顯著的提高。新版的試驗方法標準也應運而生，2023版三相異步電動機試驗方法（以下簡稱新版標準）將在2024年4月1日正式實施。本文主要列舉新舊版本中除結構性調整和編輯性改動外的技術變化及要求。

1 新版標準的主要技術變化

1.1 術語和定義的變化

新版標準將術語和定義單獨列成一章，詳見GB/T 1023—2023第3章。新版標準將相關的術語列出，增進技術人員對標準的理解，有助于新版標準的貫徹實施。

1.2 符號的變化

在符號方面新版標準也進行了一些調整，新舊版本標準符號對比見表1。

1.3 電源頻率要求的變化

2012版標準在第4.2.2章節(jié)中對頻率的要求為，試驗過程中頻率的波動應在額定頻率的±0.3%范圍內（見IEC 60034-2-1：2007中5.4.2）。而新版標準則在第5. 2. 2章節(jié)要求，試驗及測量過程中，電源頻率的平均值變化應在試驗所需頻率的±0.1%范圍內（見GB/T 25442—2018中5.4.2）。新版標準較2012版標準提高了試驗過程中對頻率的要求，因此試驗系統能力也應當相應提升。

1.4 轉矩轉速傳感器準確要求的變化

轉矩轉速傳感器是集轉矩、轉速、功率為一體的高精度動態(tài)測量儀器[1]。轉矩轉速傳感器可以測量電機轉動過程中的轉矩及轉速參數，是電機試驗中必不可少的測量儀器。2012版標準在第4.3.6章節(jié)中轉矩測量中要求，測量效率時轉矩傳感器及測量儀的準確度等級應不低于0.2級。轉矩傳感器及測量儀的標稱轉矩應不超過被試電機額定轉矩的2倍。在被試電機為額定轉速時，測得的聯軸器及測功機的風摩耗應不大于被試電機額定輸出的15%，轉矩變化的敏感度應達到額定轉矩的0.25%。而新版標準中第5.3.6轉矩測量中要求，測量效率時，轉矩測量設備應至少具有0.2級準確度，測量的最小轉矩值應不小于其標稱轉矩的10%，如果轉矩測量設備具有更高的準確度，則允許轉矩測量設備范圍能相應擴大。

1.5 負載和空載試驗測量點的變化

2012版標準在負載試驗中規(guī)定，選取6個測量點。其中4個點均勻分布在25%到100%（含100%）之間，另外2點在大于100%到150%額定負載之間。電機加載過程從最大負載開始，依次降至最小負載點。在新版標準負載試驗直接規(guī)定6個負載點為125%、115%、100%、75%、50%、25%，加載過程與2012版標準相同。在空載試驗過程中，2012版本標準要求電機以額定頻率運行，從125%的額定電壓逐漸降低至空載電流為最小或者不穩(wěn)定的最小電流為止。這一過程需在125%和60%額定電壓之間均勻取5個點，在50%和最低電壓之間至少取4個點。新版標準則直接明確試驗程序需要取8個電壓點，依次為110%、100%、95%、90%、60%、50%、40%、30%，試驗應當按電壓逐漸減小的順序盡可能快地進行。新舊版本標準空、負載采樣點區(qū)別見表2。

1.6 試驗方法的優(yōu)選

新版標準刪除了負載雜散損耗的Eh-star法。Eh-star法是一種雜散損耗測試方法，對試驗室設備的要求不是太高，試驗室無需投入太多資金[2]。此方法不確定度為“中”，在行業(yè)中應用極少，實用性不強。新版標準擴大B法-測量輸入輸出的損耗分析法適用范圍，將2012版標準適用于400 kW及以下電動機擴大到適用于2000 kW及以下電動機。

2 新版標準對試驗系統的要求

2.1 試驗電源的要求

電能質量是電機測試系統電源部分的重要考量指標。在不同的電能質量擾動下，電機到達穩(wěn)定狀態(tài)的時間、定子電流和轉速會發(fā)生變化，電機的輸出轉矩有時也會出現不同程度的脈動轉矩，從而給電機帶來不利的影響[3]。三相電壓不平衡、諧波與電壓暫降情況下，異步電機的輸出轉矩中會出現不同程度的脈動轉矩[4]。以下對電壓波形、電壓對稱性、電源頻率三方面新的要求進行解析。

2.1.1 電壓波形

新版標準要求熱試驗時電壓波形的HVF≤0.015。諧波電壓因數是指對電源電壓波形的正弦性的度量，是電壓波形中基波及各次諧波有效值加權平方和的平方根值與整個波形有效值的百分比，又稱為HVF值。

2.1.2 電壓對稱性

新版標準對電壓對稱性提出要求，負序分量小于正序分量的0.5%，并應當消除零序分量。當前電機測試系統中電源一般為變頻電源，由工頻電經逆變-整流-逆變成三相交流電后輸出供試驗系統使用，三相交流電壓的對稱性在三相供電系統中至關重要。通常情況下，三相負載在一定范圍內變化時，三相穩(wěn)態(tài)電壓的幅值變化不超過3V，相位差變化不超過8°，則三相電壓對稱。嚴重的電壓不對稱不僅會影響電動機的輸出力矩，除正向力矩外，還產生了與逆序電壓成平方的逆向力矩。逆序磁場感應出的電流還會使轉子發(fā)熱，導致電機轉子發(fā)熱加劇[5]。

2.1.3 頻率偏差

三相異步電動機的運行性能主要包括起動轉矩、最大轉矩、功率因數、起動電流、轉差率、同步轉速、效率、溫升等。在頻率變化時，電機的運行性能將發(fā)生變化[6]。新版標準要求，試驗機測量過程中，電源頻率的平均變化值應在試驗所需頻率的±0.1%范圍內。而2012版標準中要求，試驗過程中頻率的波動量應在額定頻率的±0.3%范圍內。由此可見，新版標準提高了對電源頻率的要求。

2.2 測量儀器的要求

試驗室在進行電機測試時需要電源系統跟相關的測量儀器。一般包括靜止逆變電源、斬波電源、工控機、PLC、電壓電流傳感器、溫度傳感器、電阻測量儀器等。各類檢測儀表應當保證精度達到標準要求。試驗時還應當充分考慮到變頻電源的干擾輻射對測量的影響，在變頻電源的安裝、試驗電纜的選用測量儀器的選用、測量儀器的電源隔離及系統接地等方面應當有抗干擾措施。對儀器儀表的要求見表3。

3 結 語

國標GB/T 1032一直以來是我國三相異步電動機產品試驗方法的首選，先后經歷2005版、2012版的修訂。因產品的迭代升級與檢測技術的日益發(fā)展，試驗方法也在不斷變化、日趨完善。預計隨著新版標準的實施，各大三相異步電動機生產廠家與檢測實驗室也應當盡快組織學習消化理解新版標準。本文簡單對新老標準的主要變化及對試驗設備新要求的闡述，有助于快速理解應用新的試驗方法。

參考文獻

[1]馬小娟，劉志新.轉矩轉速傳感器在測量使用中的動態(tài)精度分析[J].機械工業(yè)標準化與質量，2012（4）：38-41.

[2]江守和，翟敏，童剛，等.Eh-star方法測試雜散損耗算法的研究[J].計算技術與自動化，2014（12）：89-92.

[3]徐強，劉宏勛.電能質量擾動對三相異步電動機特性的仿真研究[J].電器與能效管理技術，2017（23）：55-58+64.

[4]李國棟，金焱，顧強，等.電能質量擾動對異步電動機特性影響的分析與仿真研究[J].繼電器，2007（2）：49-54.

[5]張洪偉.三相交流電源的三相電壓對稱性[J].航空科學技術，2010（5）：33-35.

[6]石有計.電源頻率變化對異步電動機運行性能的影響[J].機床電器，2003（3）：52-53.

作者簡介

王凱，本科，工程師，研究方向為電氣產品檢測與設計。

（責任編輯：袁文靜）