1、中华人民共和国国家标准用量热法测定大型交流电机的损耗及效率Measurement of loss and efficiency for large AC electrical machines by the calorimetric method UDC 621.313.3 621.3-017 GB5321-85 4；标准适用r大型交流电机的型式试验和I检查试验，但其原则也适用j:Jf也电机f木标准未作规定的事项，均应付合GB755 81电机基本技术要求ttJ的打关规范。本标准参照采用国际标准IEC34-2 A(l974）旋转电机第次补充用最热法测定损耗。1 术语t主热法（calorimetr
2、icmethod) 在电机内部产宅的各类出耗，最终都将变成热茧，传给冷却l介质，f史冷却介质温度七吁。i召1刚进电机所产生的热量未推算电机损耗的测量方法，简称量热法。2 符号p l一一基准哀而内部的损耗。P，基准表面外部的损耗。p，一一以热的形式被冷却系统带走，并可以用量热法iro11量的损耗。P，一一不传递给冷却l介质，而以传导、对流、辐射、渗漏等形式通过基准表面散发的fl,)tl: 0 cp 一一冷却介质的比热。Q一一冷却介质的体积流量。一冷却l介质的密度。A r一一冷却介质温升或电中几基准表面与外部坏境iffil.1支之注。b一一冷却l介质的流速。 一行Eli重系数。e一一损耗P，与损耗
3、P，的测量误差。h 一散热系数。AP一一吸人孔内静压力与外部大气压力之恙。A一一截11ii积。f一ilM!Io r, 一冷却介质入口温度。一一冷却介质出口温度。b一一大气压力。采用说明IEC34 2 A (1974）文件适剧f大中J交流发电机。同为大1t！交流电iJ.Jll冷I;!d；丁先j ( 1I交t:1;_ t！叫冷却系统榈同，占t本标准亦适用丁大电交流电iJJ矶。国家标准局198508 22发布1986 04 01实施SI GB 5321-85 测量方式3 s. 1 损耗测定视条件不饲，口J采用下列任方式测定热量，a. 测量冷却介质的流量和温升。b. 校iE冷却介质温升。3.2效率测定
4、视条件水同，百I采用下列tf一方式测定出枉，以确也放率。a. 测定额定负载下的总损耗。b. 分别视lj定各种烦耗，然后相iJn求得总饲耗。以确定损耗。这个确定损耗的公式4 是、一一一iI ! I 厂一一一J_L一一一一一一一一丁才了一一_J 主 elyl品 ; f= 广t土一！；图1基准表面 辐射歪墙壁，对流至周围空气，应制装琶表面，励磁，推力轴承冷却；.5争H空气s 主岭却器sj专至基础$一传￥水轮机转f 电机，忌、1bl耗包括：a. 基准Z壁画内损耗p,b. 展准毒面外损耗P,占主f佳麦丽内出耗又可分成两类zP,=P,+P, 式1j 1 : p 1一以热过的形式由冷却系统带走，并口用量热法
5、ilj堪的损耗。这足挨准去lfO！与山耗时Jl: 要部分。P，一一不传递给冷却介质，1旬以传哇、对流、短射、渗出革等形式通过基准$：而散发的1!1)1t 0 !.: 占总损花的小部分，可以用陆热法刷益，也可以用计算方法求得c基准：囚外部损耗P,主雯由fylj t布沙的损耗组成：GB 5321-85 a. G二基准表团外部的辅助设备损耗。b. 在基准表面外部的轴承摩擦损耗。4.2 用测量冷却介质流量与温升的方法确定损耗电十几各ill3温JI达到热稳定后，冷却介质带走的损耗为2P、C,QA I 式.j1 : p 一tf:J在准表面内部，被冷却介质带走的损耗，kW;Co一一冷却介质的比热，kJ/kg
6、K; Q一一一冷却介质的流最，m/s; 一一冷却介质的密度，kg/m3I j（一一冷却介质的温列，K,若冷却介质为水，则其测量方法见第5礼。若冷却介质为空气，则莫测量方法见第6幸。4.3未传递给冷却介质的损耗4. 3. 1 由于热传导传到电机基础及轴t的损耗这些损耗数量：很小，可以忽略不计。4.3.2 开启式通风的电机中，由j空气功能变化而带走的损耗这些损挺很小，其损耗可用下式计算：p、三Q川一u2000 式中：P, 一冷！fl空气动能变化带走的损耗，kW,Q一一空气流量，m3/s1 fJ一一空气密度，kg/m3; p 一一出口风速度，m/so4.3.3 电机外表面与周围空气对流和向房幅射的损
7、耗闵为电机表面向广房的辐射损耗数量很小可以忽略不计。测量时，民考虑电机外1Ili1i1可罚宁气对流散热的损耗就行。其损能计算公式为：P，二hALlt式巾：p 2一一电机外表面散出的损耗，kW;A 一般热表面积，ill2I ,:/ t一一电机外表面温度与外部环境温度之差值，K,h 一灰白散热系数，W/mKo 炭自散热系数h，一般数值范围在1020W/m k之间。L 3空气接触的表面散热系数h的数僵，可用以下公式计算za. 对外辰面：h =11+ 3 .rl: : -1 : h 一一外去面散热系数，W/mK1 8一.F1.I:竞常气流速，m/s。b. 对电机外面内侧的各表面：h二5+ 3 b J
8、:j 1: h一一iYJ.，主因散热系数，W/mK;D一一冷却j空气流速，m/so 4.4 呆i位表tfliff损耗P，的求取4. 4. 1 在基准灰园外坏的辅助设备损耗战GB755 81电机基本技术雯求及相应产品标准规定的试验方法ill:i j ; .f，圳试条件）i科?” GB 5321 -85 难，允许用计算值代替该项损耗的试验值。4.4.2 应it入被试电机中的轴承摩擦损起轴承损耗用量热法栩量。对于带有水冷却器的轴承莫损耗口1以用油作为冷却介质来测量，也吁以用水乍XJ冷却介质来测设。但因为对水的热特件了解得比较清楚，最好在“油；（.”冷却器的水的一侧测量。4.5用电气热量校准法测量基准
9、表面内部的损耗P; 4. 5. 1 般说明当冷却口赂的冷却介质流量不能直接测量，或直接测量有菌难时，吁采用校I冷却介质j植于！的力式测定损耗。在本方法巾，被试电机基准表团内部损耗，自己知的电热源供给，使冷却介质温度. JI 测定“冷却l介质蝇Jj与电机损耗”的校准曲线。被试电机的实际损耗，叮由校准曲线外mi拉得。4.5.2 校准法的损耗产生方式佼P佳试验时，供给电机的损耗，可由F列方式之一，在被试电机内部产生ca. 按正常运行方式产生损耗，并按需雯使电机在空载或负载下运行。b. 在试验时，在电机内装人专用电热器来产生损耗，此时损耗产生的热j企图与电机正常L况F的热流因相似。为了尽可能准确地绘制
10、校准曲线，所用损耗值应接近设计给寇的额定损耗慎，否则；，i.通过协商确定采用校iE曲线的外推值。4.5.3 作校准曲线与试验时应满足的条件电机在这两种情况下运行时，应该具布相同的物质条件，即外罩、冷却和安装方式都相碍。习、工竟温度与周罔情况应尽可能相似，冷却介质流量及其稳定温度应尽可能相待。4.5.4 实际损挺的测量获得校准曲线后，使电机在相同条件下运行，且内部产生需要测量的损耗，测量冷却介质的市i汗，然后利用冷却介质温升与电机损能校准曲线，即可确定实际损耗。5 用水作为冷却介质的测量方法5. 1 应用范用和基本关系本方法适用于具有封闭式初级冷却系统和用水作次级冷却介质的电机。冷却器并联和串联
11、的典型连接阁见2和国30 ：飞i GB 5321-85 国2并联冷却指 气体，! ;j( CD E且v4.21 11)00 、= 4.20 囚990 / J 4.19 980 头4飞 c, . 18 / , 、97 II 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 l 5 70 75 80 罔4纯；j(特性与温度的夭系GB 5321-85 水的比热Cp(kJ/kgK）月jl刽4由线确定。宾温度为l甘、人口水温度fl、1,Ill的积；）I; t.J100叫95 i 90 % 80 % 8() .Yr 75叽70 % IV 65 响，o llV亚川I /I/ 55 1
12、% 1且50 % IV 45 % fl, Iii l!J i咄飞35 % (/Jj , , / , , 30 % (/J _L j I _L_L 25 % / l/l_Lj_ / J6 20 % j , , _, .v/ r/ v / 15 ?/c 0 ,y,r:/ /_,/ v / v /111元手；二/I / ， 5 吵) vv , , ， ,r ,” 。-K P C 1100 1090 1080 1070 l!l60 1 050 100 102 101 1005 10 20 30 40 50 60 711 Ss 53 图AlE阀门与流量计之间稳定段的最小长度如下2入口Si处管路I；10倍
13、水管直径出口s，处管路I；主5倍水管直径小型的阀门民是用来验证有没有水通过流量计Q用的。A .2 用流体冷却介质时量热法测定管路的连接方法为提高冷却介质温度的测量精度，试验时应使冷却介质的温于愈高愈好。X1此，冷却介质流量J;_i尽可能小些，只要不超过瘟升限值就可以。主与冷却介质泪升太小，又不能改变流量（例如轴承冷却油量）时，测量最好按图A2l之例求出循环校体在旁通管路内的部分损花，该部分旁通管路可能得到个较大的温差，从而能提高温荐的拟lj最精度。并联支路1二的流量利用节流装置调节分配。二I)回t l|” ！l图A2Q i!it量计，r.在旁路管道内部冷却l介质降温后的温度，lw热冷却介质温度，和儿的混合程度，一节流装置假如图2所示连接方式不能实现，则可采用综合量热法，即所测得的总流量乘以每个冷却器单独测得的温升的平均值（见图A川。在这种情况下，测量前应利用装在下游的阀门调节各支跻流量，使J f I苇Jt，各温升差不多相等。管路可以不采用隔热措施。GB 5321-85 :g z 【民飞U吨 -飞卫z 卫晴句、图A3一气体s气体附加说明：本标准出全国旋转电机标准化技术委员会提出。牛二标准由机械工业部哈尔滨大电机研究所负责起草并归口。本标准主要起草人王启夭。G民噜z （豆
