GB/T 12668.2-2002 调速电气传动系统 第2部分：一般要求 低压交流变频电气传动系统额定值的规定

ICS29.160.30

K62G(8

中华人民共和国国家标准

Gs/T12668.2一2002/IEC61800-2:1998

代替GB/T12668-1990

调速电气传动系统

第2部分:一般要求

低压交流变频电气传动系统

额定值的规定

Adjustablespeedelectricalpowerdrivesystems-

Part2:Generalrequirements-

Ratingspecificationsforlowvoltageadjustablefrequencya.c.

powerdrivesystems

(IEC61800-2:1998,IDT)

2002一08一05发布2003一04一01实施

中华人民共和国

发布

国家质量监督检验检疫总局

GB/T126682-2002/IEC61800-2:1998

目次

前言····················································。······················。······································……m

1概要·1

1.1范围和目的··········。········································，·······················。·······················……1

1.2规范性引用文件··············。··············································································……1

1.3符号·········································································。··································……2

2定义·········。··························································。·····························。············……3

3功能特性.·。··············。。···························”..·..····..···。····················。……14

3.1运行特性···········································。··························································……14

3.2故障监控·14

3.3最低的状态指示要求····························································..·..·..……二‘’二’二’·’二‘“‘14

3.41/0器件·····································································································……14

4使用条件·······················································。···········。······································。·…14

4.1安装和运行······················································································..·..·..····。··…14

4.2设备存放·······················································。··············································……18

4.3运输······。·············。································································..··········。··········……19

5额定值·········································································································..·……19

5.1BDM输人额定值·····································································……，’···········……19

5.2BDM输出额定值···································································。·。。···················……20

5.3效率和损耗·················································································..··············..……20

5.4变压器和电抗器···································································。。···········。············……21

6性能要求·········································································································……21

6.1稳态性能······································································································……21

6.2动态性能··············································································。············。···。·······一·22

6.3能耗制动和能耗减速······················································································…·…22

6.4其他性能要求································································································……23

7试验23

7.1试验类型······································································································……23

7.2试验实施···································。··································································……24

7.3单个部件试验项目·································································。·····················‘··……24

7.4电气传动系统试验项目····················································································……26

7.5性能试验用仪器·····························································································。··…29

8产品信息·········································································································……29

8.1标志············································································································……29

8.2PDS或CDM/BDM要提供的项目·····································································……30

9安全和警告标志································································································……30

9.1警告标志······································································································……30

9.2PDS的安全性和特点·····································································……二‘“”二二‘二‘31

附录A(资料性附录)需考虑的电动机问题·······························································……32

GB/T126682-2002/IEC61800-2:1998

附录B(资料性附录)需考虑的网侧问题···········。····················。··············。··..·..·..·..·.·……37

附录C(资料性附录)辅助设备·············································································……48

附录D(资料性附录)控制方案··············································································……50

附录E(资料性附录)保护62

附录F(资料性附录)拓扑65

一

附录G(资料性附录)监控特性

GB/T126682-2002/IEC61800-2:1998

前言

本部分是GB/T12668((调速电气传动系统》的第2部分。目前GB/T12668《调速电气传动系统》总

标题下包括如下几个部分:

—GB/T12668.1调速电气传动系统第1部分:一般要求低压直流调速电气传动系统额定

值的规定;

—GB/T12668.2调速电气传动系统第2部分:一般要求低压交流变频电气传动系统额定

值的规定;

—GB/T12668.3调速电气传动系统第3部分:产品的电磁兼容性标准及其特定的试验

方法;

—GB/T12668.4调速电气传动系统第4部分:高压交流调速电气传动系统额定值的规定;

—GB/T12668.5调速电气传动系统第5部分:与电气、热量及其他功能相关的安全要求。

本部分等同采用IEC61800-2:1998《调速电气传动系统第2部分:一般要求低压交流变频电气

传动系统额定值的规定))(英文版)。

本部分代替GB/T12668-1990《交流电动机半导体变频调速装置总技术条件》。

本部分等同翻译IEC61800-2:1998，在技术内容和编写格式上与IEC61800-2:1998一致。

本部分的附录A、附录B、附录C、附录D,附录E、附录F和附录G是资料性附录。

本部分由中国电器工业协会提出。

本部分由全国电力电子学标准化技术委员会调速电气传动系统半导体电力变流器标准化分技术委

员会归口。

本部分由天津电气传动设计研究所、深圳安圣电气有限公司、科菱机电(上海)有限公司、西门子电

气传动有限公司、ABB中国有限公司、山东凤凰电子有限公司、南京南显变频器有限责任公司负责

起草。

本部分主要起草人:赵相宾、刘国林、师新利、董桂敏、郭保良、孟辉、时新海、谷美燕、居理、温湘宁、

何洪臣、勾明荣。

GB/T126682-2002/IEC61800-2:1998

调速电气传动系统

第2部分:一般要求

低压交流变频电气传动系统额定值的规定

概要

1.飞范围和目的

GB/T12668的本部分适用于一般用途的交流调速传动系统，该系统包括电力变流器、控制设备和

一台或数台电动机。不适用于牵引传动和电动车辆传动。

本部分适用于连接交流电源电压1kV以下、50Hz或60Hz，负载侧频率达600Hz的电气传动系

统(PDS).

IEC61800-3中包括了电磁兼容性(EMC)特性。

本部分给出了变流器的特性及其与整个交流传动系统的关系。同时说明了关于变流器额定值、正常

使用条件、过载情况、浪涌承受能力、稳定性、保护、交流电源接地和试验等性能的要求。此外，本标准还

论述了诸如控制方案、诊断和拓扑的应用指南。

本部分的意图是通过PDS的性能来定义整个交流PDS，而不是依据各个子系统功能单元来定义。

1.2规范性引用文件

下列文件中的条款通过GB/T12668的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文

件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成

协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本

部分。

GB/T2900.18-1992电T术语低压电器(eqvIEC60050-441:1984)

GB/T3859.1-1993半导体变流器基本要求的规定(eqvIEC60146-1-1:1991)

G8/T3859.2-1993半导体变流器应用导则(eqvIEC60146-1-2:1991)

GB/T3859.3-1993半导体变流器变压器和电抗器(eqvIEC60146-1-3:1991)

GB4208-1993外壳防护等级(IP代码)(eqvIEC60529:1989)

GB/T5226.1-1996工业机械电气设备第1部分:通用技术条件(eqvIEC60204-1:1992)

GB/T16935.1-1997低压系统内设备的绝缘配合第1部分:原理，要求和试验

(idtIEC60664-1:1992)

IEC60034-1:1994旋转电机第1部分:额定值和性能

IEC60034-2:1972旋转电机第2部分:旋转电机损耗和效率试验方法(不包括牵引车辆用电机)

IEC60034-9:199。旋转电机第9部分:噪声限值

IEC60038:1983IEC标准电压

IEC60050-111:1996国际电工词汇第111章物理化学

IEC60050-151:1978国际电工词汇第151章电和磁的器件

IEC60050-551:1998国际电工词汇第551章电力电子学

IEC60050-601:1985国际电工词汇第601章发电、输电和配电总则

IEC60076电力变压器

GB/T12668.2-2002/IEC61800-2:1998

IEC60721-3-1:1987环境条件分类第3部分:环境参数组及其严酷程度的分类分级贮存

IEC60721-3-2:1987环境条件分类第3部分:环境参数组及其严酷程度的分类分级运输

IEC60721-3-3:1984环境条件分类第3部分:环境参数组及其严酷性的分类分级在有气候

防护场所固定使用

IEC60747半导体器件一分立器件和集成电路

IEC61000-2-4:1994电磁兼容性((EMC)第2部分:环境第4章工业装置中对低频传导性

干扰的兼容性等级

IEC61000-4-7:1991电磁兼容性((EMC)第4部分:试验和测量技术第7章谐波和谐间波

的测量和测量仪器通用指南用于供电系统和与其连接的设备

IEC61800-3:1996调速电气传动系统第3部分:产品的电磁兼容性标准及其特定的试验方法

IEC导则106:1989规定设备性能额定值的环境条件指南

1.3符号

表1列出了本标准中定义和/或采用的符号。

表1符号

参数符号单位定义

系统额定电压ULv2.4.1

系统额定颜率几NHz2.4.2

变流器输人交流电压额定值UVHv2.4.3

CDM/BDM网侧交流电流额定值I-A2.4.4

变流器输人电流额定值I-A2.4.5

网侧谐波含量万Lv或A2.4.6

网侧总的谐波畸变7'H2)L%2.4.8

变流器输人位移因数-.外2.4.9

网侧位移因数cos界12.4.10

总输人功率因数孟L2.4.11

交流系统对称短路电流最大允许值I-MA2.4.13

短路比R.2.4.13

连续输出电流额定值I,NA2.5.1

过载电流(过载能力)I..A2.5.2

负载侧基波交流电压额定值I."V2.5.4

基本频率f.Hz2.5.5

基波输出电流额定值I-A2.5.6

传动系统的效率伽%2.5.7

CDM的效率从%2.5.7

负载侧谐波畸变THD%2.5.9

转差写p.u.2.7.5

额定转差万Np.u.2.7.6

基本转速Nor/min2.7.7

最大运行转速Nmr/min2.7.8

最小运行转速Nm,.r/min2.7.9

电动机最大安全转速N-.r/min2.7.10

转矩MNm

惯量Jkgm'

GB/T126682-2002/IEC61800-2:1998

定义

下列定义以及IEC60050-111,IEC60050-151,GB/T2900.18,IEC60050-551,IEC60050-601,

GB/T3859.1,GB/T3859.2,GB/T3859.3和IEC60147-。中给出的定义都适用于本标准。

2.1

系统system

1

交流电气传动系统(PDS)(见图1)a.c.powerdrivesystem

由电力设备(包括变流器部分、交流电动机和其他设备，但不限于馈电部分)和控制设备(包括开关

控制一如通/断控制，电压、频率或电流控制，触发系统、保护、状态监控、通讯、测试、诊断、生产过程接口

口等)组成的系统。

2

交流电气传动系统—硬件配置a.c.powerdrivesystem-hardwareconfiguration

PDS是由成套的传动系统模块((CDM)和一台或多台电动机及以机械方式藕合到电动机轴上的传

感器组成的电气传动系统(被传动设备不包括在内)。关于电气传动系统硬件的划分见图2。

2.1.2.1

基本传动模块(BDM)basicdrivemodule

由变流器部分，转速、转矩、电流、频率或电压的控制设备以及电力半导体门极控制系统等组成的传

动模块。

2.1.2.2

成套传动模块(CDM)completedrivemodule

由(但不限于))BDM和诸如馈电部分和辅助设备等组成的传动系统，不包括电动机和以机械方式藕

合于其轴上的传感器。

2.1.2.3

装备installation

至少包括PDS和被传动设备两者的一台或数台设备。

2.2

变流器converters

2.2.1

一般用途变流器converter,generalpurpose

由一个或多个电子开关器件和相关的元器件，与变压器、滤波器、换相辅助器件、控制器、保护和辅

助部件(若有)组成的，用于改变一个或多个电气特性的电力变换用的工作单元。

2-2-2

整流rectifying-rectification

起交流变换成直流作用的变流器称为整流器，可以是不可控的或可控的((IEC60050-551-11-06修

订本)。

注:在本标准中，网侧变流器通常用作整流器。

GB/T126682-2002/IEC61800-2:1998

变压器:

瓦斯报苦

瓦斯故障

超温

图1交流传动系统功能方框图

注:图I示出了交流传动系统的主要功能单元，其中包括了许多传动系统中可任选的设备，目的是想将各种可能的

交流传动系统的配置都包括进去。由于目前在变流器部分所用的拓扑和开关器件的种类繁多，所以图中没有示

出或暗指某一特定的拓扑和开关器件。见附录F。

Gs/T126682-2002/IEC61800-2:1998

CDM(成套传动棋块)

一系统。制和过程控制!

】BDM基(本传动}}:)}

}变聪部分}

一”制，”}

卜*v*twf*S%I(*XM55}}洲

忱电部分

辅助设备

其他

一;:“‘一

一二

一}动‘“传器‘}

臻奏麟舞粼聋缓缘撇娜纂群龚袭妻翻典攀娜瀚聋裁撇}轰撇麟撼嫩熟是舞粼器麟

被传动设备

珊蒸撤墓璐羹攀鑫鑫臻麟粼鑫寒舞燕1麟攀寨熬瞬巍澎

图2装备内PDS的硬件配置

注:图2说明了设备的各个部分，可按定义及图中所提供的各部件进行划分

2.2.3

逆变inverting,inversion

逆变器起直流变换成交流的作用(IEC60050-551-11-07修订本)。

注:在本标准中，负载侧变流器通常用作逆变器。

2.2.4

交流变流器converter,a.c.

将给定电压、频率和相数的交流电变换成不同电压、频率和/或相数的交流电的变流器。

2.2.5

变频器converter,adjustablefrequency

用于改变频率的变流器。

2.2.6

间接交流变流器(有直流环节变流器)converter,indirecta.c.(converterd.c.linked)

cB/T126682-2002/IEC61800-2:1998

带中间直流环节的变流器。

注:本定义仅指所包括的直流环节明确且易识别的那些电路

2.2.7

直接交流变流器converter,directa.c.

无中间直流环节的变流器。

注:这些电路无明显的直流环节，且不能有单个的一对导体被看作直流环节

2.2.8

外部换相变流器converter,externallycommutated

换相电压由交流电源、交流负载或变流器之外的其他交流源提供的变流器。

2.2.9

电网换相变流器converter,line-sidecommutated

换相电压由交流输人提供的变流器。

2.2-10

自换相变流器converter,self-commutated

由变流器内部元件完成换相的变流器。

注:在本标准中，强迫换相意指故意使半导体器件在零电流换相(自然换相)之前就提前关断。

2.2-11

负载换相变流器converter,load-sidecommutated

换相电压由交流负载提供的变流器。

注:就本标准来说，交流负载就是交流电动机

2.2-12

电压源型交流/交流变流器converter,a.c./a.c.voltagesource

提供基本上不受负载值影响且输出电压可调的变流器。

注在IEC60050-551第2版中采用T"voltagestiffconverters”这一术语，其物理含义是相同的。

2.2-13

电流源型交流/交流变流器converter,a.c./a.c.currentsource

提供基本上不受负载值影响且输出电流可调的变流器。

注在IEC60050-551第2版中采用T"currentstiffconverters”这一术语，其物理含义是相同的。

2.2.14

直流幅值控制d.c.amplitudecontrol

一种变流器的电压/电流控制方法，通过控制直流环节电压(或电流)的幅值，产生谐波可知的准方

波，谐波含量的幅值是负载特性的函数。

2.2-15

脉宽调制(PWM)pulsewidthmodulation

一种变流器的电压/电流控制方法，通过这种方法产生幅值固定、持续时间可变的输出电压/电流

脉冲。

2.3

传动系统运行特性drivesystemoperatingcharacteristics

2.3.1

双象限运行twoquadrantoperation

电机作为电动机，可有两个方向旋转的变流器运行方式，它包括在I象限和1象限运行(见图3),

2.3.2

四象限运行fourquadrantoperation

GB/'r126682-2002/IEC61800-2:1998

电机在任一旋转方向上，均可作为电动机或发电机的变流器运行方式，它包括、皿和N象限运

行(见图3)0

一象限

M

一{一

，一

I}一

;N一

l

l·转速一

l

一

l

!

l

l

双象限{M

}转矩

l

l.一

l

!{一

!

lI}:

l

l}N一

;转速一

}{

{派__________-一

四象限

图3运行象限

2.3.3

能耗制动dynamicbraking

将转子及其连接的惯性负载的旋转能量变换成电能并消耗于电阻的过程。

2.3.4

直流制动d.c.braking

通过将直流电流注人定子，将转子及其所连接的惯性负载之旋转能量变换成电能并消耗于转子的

过程。

2.3.5

再生(制动)regeneration

将系统的机械能转变为电能，再送回到输人电源的过程。这时，电动机作为发电机工作，电动机的额

定值可能有所不同。

2.4

CDM,BDM和变流器的输入参数CDM,BDMandconverterinputparameters

GB/'f12668.2-2002/IEC61800-2:1998

2.4中定义的符号列于表1中。

2.4.1

系统额定电压ratedsystemvoltage

ULv

与PDS相连的、用户设施的电源端子处输人线电压有效值。

2.4.2

系统额定频率ratedsystemfrequency

人N

电力系统输入交流电压的频率(Hz),

2.4.3

输入交流电压额定值rateda.c.inputvoltage

UVrv

变流器阀侧交流端子处额定输人线电压的有效值，该值指定为变流器额定值的基础。

注:由于采用变压器及阻抗的影响，该电压可能不同于系统的额定电压ULI.在某些传动系统中，可能采用初级电压

达1000V以上的输人变压器。在此情况下，变压器和保护器件必须满足本标准和其他相关标准的要求。从初

级绕组到次级绕组的容性辆合高压必须旁路到地(见附录B)

2.4.4

网侧交流电流额定值line-siderateda.c.current

ILV

额定条件下CDM/BDM网侧最大电流的额定值，其中考虑了额定负载以及在规定的范围内所有其

他条件的最不利的组合，如电网电压和电网频率的偏差。

注:该电流包括了向CDM/BDM的辅助电路所提供的电流，并且考虑了直流电流纹波和环流电流(若有)的影响

2.4.5

输入电流额定值ratedinputcurrent

IVN

额定条件下变流器阀侧最大电流的有效值，其中考虑了额定负载以及在规定的范围内所有其他条

件的最不利的组合，如电网电压和电网频率的偏差。

2.4.6

网侧谐波含，line-sideharmoniccontent

从交流量中减去其基波分量所得的量(IEC60050-551-07-04，适用于系统网侧)。

注:例如，就电压来说(根据实用的方法和忽略谐间波的情况下)，谐波含量的有效值为:

U..(ZU0o

2.4.7

特征电流谐波characteristiccurrentharmonics

变流器设备在正常运行过程中产生的电流谐波的次数，例如，在六脉波变流器中，其特征电流谐波

为非3倍数的奇次谐波:h=6k士1(k为任一整数)。

注:除了电源系统的频率谐波外，可能还有由于与变流器负载的相互作用而产生的其他谐波，这些谐波称为谐

间波。

2.4.8

谐波畸变harmonicdistortion

根据通常的做法，总谐波畸变系数与所考虑量的基波分量相关。谐波因数与所关心量的有效值有关

GEC60050-551-17-05和IEC60050-551-17-06，修订稿)。

总谐波畸变系数(THD)和总谐波因数(THF)定义为:

GB/T12668.2-2002/IEC61800-2:1998

TH。一丫票严和

式中:

QI—基波有效值;

Q—总有效值，可代表电流或电压。

就本标准来说，为了清楚起见，限值只涉及额定工况。

THI〕和THF的限值定义为:

注1:这些定义与IEC60050-551的第2版和通常的做法是一致的和流人的电流相比，电网电压波形的畸变要小

得多.所以，将总谐波畸变系数(THD)或总谐波因数(THF)这两个定义应用到电压上时产生的结果相同，而

当考虑到电流时，则差别相当大

注2:特别要注意的是:这些定义中包含有谐间波。当谐间波存在时，波形不再是周期性的，谐间波所产生的影响可

能要比谐波产生的影响更复杂些。假若谐间波忽略不计，则上述公式可简化为:

THD=庸和一F=厚

式中:

QIrv—基波额定有效值;

Q、总额定有效值

h-谐波次数;

Qn-h次谐波分量的有效值

根据IEC通常的作法，求和延伸到40次(包括40次)。

注3:对于特殊的应用，THD的高频率含量(次数h从14次到40次，包括40次)称为局部谐波畸变系数(PHD),

偶次含量(次数h仅为偶数)称为偶次谐波畸变系数(EHD)。应用于电流，则

PHD一草和二、D一么纂三

2.4.9

变流器输入位移因数converterinputdisplacementfactor

COS望V,

输人电力变流器的交流输人侧相电压和电流的基波之间位移角的余弦。

2.4.10

网侧位移因数line-sidedisplacementfactor

COS甲LI

CDM的交流输人侧相电压和电流的基波之间位移角的余弦。

2.4-11

总输入功率因数inputtotalpowerfactor

AL

在CDM和电源的连接处所确定的总输人功率与表观功率之比。

例如:在电压被认为是正弦波的三相系统中，

AL=(ULILI、厅COSTUMULIL、厅)

=(I.II)义COSPLI

注1:功率因数包括了位移COSI({和谐波二者的影响，用谐波畸变因数V=A/COsq表示。

GB/T126682-2002/IEC61800-2:1998

注2:该定义适用于变流器输人(下标v)或CDM网侧输人下〔标L),

2.4.12

直流电流d.c.current

I,

是输人电源系统一个频率周期内直流环节中电流的平均值。

2.4-13

交流系统允许的对称短路电流最大值maximumallowablea.c.system,symmetricalshort-

circuitcurrent

IBM

按照铭牌规定，通过短路比(R})可建立允许的对称短路电流最大值((I-)与网侧额定交流电流基

波分量(ILNI)的关系

R、为电源短路容量与变流器网侧基波表观功率的比率(见GB/T3859.1),

R、一Sgt/S_=I}/人Nl

允许的对称短路电流最大值((Iscm)对确定变流器的保护很重要。在公共藕合点上((PCC)，应考虑相

关的短路容量(见GB/T3859.1的3.1-3.35)。下面的R,,M限制了该Rw

Rscm=ISCM/I}.}}

式中，ILNI等于I-的基波含量。

2.5

CDM,BDM和变流器的输出参数CDM,BDMandconverteroutputparameters

2.5中所定义的符号列于表1中。

2.5.1

连续输出电流额定值ratedcontinuousoutputcurrent

I.N

在规定的工作条件下，能够连续供给而不会超过规定限值的总输出电流有效值。

2.5.2

过载能力overloadcapability

I..

在