GB/T 755.2-2003 旋转电机(牵引电机除外)确定损耗和效率的试验方法

CB/T755.2-2003/IEC60034-2:1972

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为了积极采用国际标准，尽快地适应国际间经济贸易发展和技术交流的需要，鉴于国家标准

GB7552000((旋转电机定额和性能》等同采用IEC60034-1标准，涉及电机的损耗、效率的内容引用

了IEC60034-2标准。因此，本部分等同采用IEC60034-2《旋转电机(牵引电机除外)确定损耗和效率

的试验方法》(1972年第3版包括1995年第1号修改，1996年第2号修改)

本部分的附录A是资料性附录

本部分由中国电器工业协会提出。

本部分由全国旋转电机标准化技术委员会归口。

本部分由上海电器科学研究所负责起草，哈尔滨大电机研究所、上海电机厂、兰州电机有限责任公

司、北京毕捷电机股份有限公司、重庆赛力盟电机有限责任公司、上海联合电机(集团)有限公司、河北电

机股份有限公司、江苏清江电机股份有限公司、济南生建电机厂等单位参加起草

本部分主要起草人:金惟伟、郭钟播、肖兆波、瞿祖方、李宝金、刘金玫.富立新、谢家清、马维林、才家

刚、周奇、崔华建、卜云杰、周国保、李录法。

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旋转电机(牵引电机除外)确定损耗

和效率的试验方法

范围

本部分适用于国家标准GB755-200。规定范围以内的所有直流电机、交流同步电机以及交流感

应电机。其原理也适用于其他型式的旋转电机，如旋转变流机、交流换向器电动机以及交流单相感应电

动机，这些电机通常采用其他方法确定损耗

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过《旋转电机》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。

GB755-2000旋转电机定额和性能(idcIEC60034-1:1996)

GB/T2900.25-1994电Z术语旋转电机(neqIEC50(411)1984)

GB/T5321-1985用量热法测定大型交流电机的损耗及效率(neqIEC60034-2A:1974)

G川T7676.1-1998直接作用模拟指示电测量仪表及其附件第1部分:定义和通用要求

(idtIEC51-1:1984)

IEC34-17:1992变频器供电笼型感应电动机应用导则

3总则

3.1目的

本部分旨在为确定效率而确立试验方法，也为因其他目的需要求得某些特定损耗时规定试验方法

3.2概述

试验应在完好的电机上进行，所有盖板均应按正常运行状态装好。对不属于电机本身的自动电压

调节器的一此器件，除非另有协议，应使之处于不起作用的状态。

试验中所使用的测试仪表及其附件，如仪用互感器、分流器以及电桥，除非另有协议，其准确度应不

低于。.5级;三相功率表及低功率因数功率表的准确度应不低于1级。

选用仪表时应注意使读数在有效量程以内，小于一格的数值占实际读数的百分比应极小，且应易于

估计。

有可调节电刷的电机，电刷应置于相应规定定额时的位置。空载试验时，电刷可以放在中性轴

线上。

转速可以用闪光测频法、数字计数计或转速表测定。在测定转差时，其同步转速应根据试验电源的

频率来确定

如测定整套机组的总效率或其输人功率，例如有二台电机的机组、或一台电机一台变压器、或一台

发电机和一台原动机、或一台电动机和一台被拖动的机器，则没有必要指出其各个单元的效率。若效率

为分别给定，也只能作为近似值看待。

3.2.1符号

本部分所用符号的一般含义如下:

t

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C:自减速常数

I:电流

I;额定电压时的负载电流

I:降低电压时的初级主电流

1-额定电压时的空载电流

几:降低电压时的空载电流

jI:转动惯量

n:转速，r/min

nN:额定转速

N:转轴的转数

尸:能直接测量的损耗

P,:额定电压时吸收的功率

P,.:降低电压时初级主绕组吸收的功率

Pre:按4.1.2a),5.1.1a)及6.1.1a)规定的铁耗

Pf:按4.1.2b),4.1.20,5.1.1b),5.1.10,6.1.16)及6.1.1c)规定的风摩耗(即机械损耗)

P-短路损耗，等于符合6.1.2的负载状态下运行绕组的IzR损耗及符合6.1.4的负载杂散损耗

之和

尸，:自减速试验期间损耗之总和

S:转轴角位移

、:转差率

U:主变阻器端子间的励磁电压

U,:总励磁电压

UN:额定电压

U,:负载试验时降低的电压

S:转速与额定转速之差的标么值

}0:额定电压时的负载相位角

pl}:降低电压时的负载相位角

To额定电压时的空载相位角

pro:降低电压时的空载相位角

3.3定义

本部分中所用一般术语的定义应参照GB/T2900.25-1994《电工术语旋转电机》。

本部分所用的主要术语，定义如下:

3.3.1

效率efficiency

以同一单位表示的输出功率与输人功率之比称之为效率，通常以百分率表示

3.3.2

总损耗totallosses

输人功率与输出功率之差

3.3.3

制动试验brakingtest

当电机作为电动机运行时，用制动器或测功机测定轴L的转矩，同时测定其转速以确定该电机的输

2

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出功率。当电机作为发电机运行时，用测功机确定输人的机械功率。

3.3.4

校准电机试验calibrateddrivingmachinetest

将一台校准过的电机与被试电机机械祸合，由前者的输出或输人电功率来计算被试电机的输出或

输人机械功率。

3.3.5

对拖试验mechanicalback-t-obacktest

将两台完全相同的电机机械祸合，根据一台电机的电输人与另一台电机的电输出之差(见图1)计

算两台电机的总损耗。

图1对拖试验

3.3.6

回彼试验electricalback-t-obacktest

将两台完全相同的电机机械藕合并接在同一电源上，根据从电源吸收的功率输人确定两台电机的

总损耗(见图2),

图2回愤试验

3.3.7

自减速试验retardationtest

当试验时只有某几项损耗存在，则这些损耗可从它的减速率推导出来。

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3.3.8

热量法试验calorimetrictest

电机损耗由它产生的热量推导出来由冷却介质的温升与流量之积，以及在周围介质中散出的热

量，计算电机损耗。

3.3.9

空载试验n-oloadtest

电机作为电动机运转，轴上的有效机械输出为零

3.3.10

开路试验open-circuittest

电机作发电机运转，线端开路

3.3.11

持续短路试验sustainedshort-circuittest

电机作发电机运转，线端短路。

3.3.12

零功率因数试验zeropowerfactortest

同步电机作过励磁空载试验，功率因数接近于零

3.4基准温度

如无其他规定，所有PR损耗应换算到下述温度:

绝缘结构的热分级基准温度/℃

AE75

B95

F115

H130

如按照低于结构使用的热分级规定额定温升或额定温度，则应按较低的热分级规定其基准温度。

4直流电机

4.1各项损耗

下列各项损耗之和为电机的总损耗。

4.1.1励磁回路损耗

a)并励或他励绕组及励磁变阻器中的hR损耗

b)励磁机损耗

由主轴拖动并成为整台电机一个组成单元，专门作为主机励磁用的励磁机，它所产生除风摩耗以外

的全部损耗，包括励磁回路中变阻器损耗，均属于励磁机损耗。

当励磁由独立电源供给时，如蓄电池、整流器或电动发电机组，则励磁电源内部的损耗或连接电源

与电刷的接线中的损耗均不计人。

注:如需要他励系统的损耗，则应另行列出可用励磁功率除以励磁系统效率，然后减去励磁功率而得。

4.1.2恒定损耗

a)磁路中的铁耗以及其他金属件中的空载杂散损耗。

b)摩擦(轴承、电刷)耗，但不包括独立润滑系统中的损耗。公用轴承，不论是否随机供应，应单

独列出其损耗。

注:如需要独立润滑系统中的损耗，则应单独列出

c)总风耗，包括与电机成为一体的风扇及其他辅机(如有)所消耗的功率。其他与电机并不成为

一体的辅机，如风机、水泵、油泵的损耗，虽然专供此电机使用，仅在协议有规定时才计人作为

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损耗。

注:如需要独立通风系统的损耗，因为它不属于电机本身损耗的一部分，故应单独列出

4.1.3负载损耗

a)电枢绕组以及电枢电流流过的其他绕组(如换向绕组、补偿绕组、串励以及其他串接的绕组)所

产生的I'R损耗。

b)电刷的电损耗

4.1.4负载杂散损耗

a)由于负载而在铁心以及导线以外的其他金属件中引起的损耗。

b)电枢导线中由于与电流有关的磁通脉动和换向所引起的涡流损耗

c)电刷中由换向引起的损耗。

注:这些损耗有时就称为杂散损耗。但并不包括第4.1.2a)中所述及的空载杂散损耗。

4.2效率确定

4.2.1各项损耗的确定

根据下列各项损耗之和计算效率。确定各项损耗的方法如下:

4.2.1.1励磁损耗

4.2.1.1.1励磁绕组12R损耗

此损耗等于FR。其中R为并励绕组(或他励绕组)换算到基准温度的电阻;1为励磁电流。除本

节中c)项外，励磁电流均指额定转速、额定负载时的电流。对c)项，则指空载额定转速时的励磁电流。

如负载试验期间励磁电流无法测定，则应按下述方法取值:

a)对并励或他励发电机(不论有无换向极)，取电机的空载电压等于额定电压加电枢回路在额定

电流时的电阻压降(包括电枢绕组、电刷，再加换向绕组(如有)，并参看4.2.1.3.2)之和所对

应的励磁电流的110%o

b)对带有补偿绕组的并励或他励发电机，取电机的空载电压等于额定电压加电枢回路在额定电

流时的电阻压降(包括电枢绕组、电刷、换向绕组和补偿绕组，并参看4.2.1.3.2)之和所对应

的励磁电流。

c)对平复励发电机，取空载额定电压时的励磁电流。

d)对过复励、欠复励、以及a)项到c)项所没有包括的特种型式发电机，由制造厂与用户协商

决定

e)对并励电动机，取额定电压时的空载励磁电流。

4.2.1.1.2主变阻器损耗

此损耗等于FRoR为所考虑的定额情况下主变阻器在回路内的电阻,I为4.2.1.1.1中所述的励

磁电流，损耗也等于IU，即励磁电流I乘以主变阻器端子间的电压降Uo

4.2.1.1.1和4.2.1.1.2损耗之和为IUp,I为励磁电流，U。为总励磁电压。

注:如励磁回路中有永久性串接电阻，则应视同主变阻器一样处理

4.2.1.1.3励磁机损耗

注:本节仅适用于由电机主轴拖动并专为电机励磁之用的励磁机。

励磁机从电机轴上吸收的功率减去其线端输出的有效功率(等于主机中4.2.1.1.1和4.2.1.1.2

两项损耗之和)，即为励磁机损耗。如励磁机由独立电源励磁，则损耗中还要包括此励磁机的励磁损耗。

如励磁机可与主电机脱开并分别试验，则它所消耗的功率可用校准电机法测定。

如励磁机不能与主电机脱开，则测定励磁机吸收的功率可将主电机作为电动机空载运行，或用校准

电机法试验(见7.2)，或作自减速法试验(见7.4)。在上述三种方法中，励磁机吸收功率等于该整台机

组在下列两种相同的条件下所测得总损耗之差。一种使励磁机带负载，另一种励磁机不加励磁，主电机

由独立电源供给励磁。

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如上述方法都不适用，则可按4.1确定各项损耗，加上励磁机线端测得的功率而得励磁机所吸收的

功率但此时与主电机同时测得的机械摩擦耗与风耗不必计人。

4.2.1.2恒定损耗

4.2.1.2.1额定电压下空载试验

电机作为电动机空载运行，在额定电压下，调节励磁使转速保持额定值，然后测定其恒定损耗。励

磁最好由独立电源供电。

电机吸收的总功率，减去电枢绕组和励磁绕组的厂尺损耗，即得全部恒定损耗如带有同轴励磁

机，励磁绕组hR损耗一项应由励磁机吸收的功率代替。

4.2.1.2.2开路试验

恒定损耗可用一台校准电机拖动被试电机到额定转速而获得。被试电机作为发电机，调节其励磁

(最好由独立电源供给)使空载电压等于额定电压，此时可由校准电机所吸取的功率求得被试电机轴上

的输人功率，即为恒定损耗之总和。切除励磁，用上述同样方法即可获得摩擦耗与风耗。铁耗可从总恒

定损耗减去风摩耗而得。从前述切除励磁时测得的损耗减去提升电刷后所得的损耗即得电刷摩擦耗。

4.2.1.2.3自减速法试验

被试电机如具有大转动惯量，则总恒定损耗以及单项恒定损耗均可由自减速法试验求取。

4.2.1.3负载损耗

4.2.1.3.1电枢回路I`R损耗

此损耗可由电流与测得并换算至基准温度的电阻计算币讨导。如因电阻太小不能测定时，可用计算

法求得。

注在本标题下电阻应包括补偿绕组、换向极绕组及分流电阻。如串励绕组与分流电阻并联，则12R损耗应用总电

流和总电阻计算

4.2.1.3.2电刷电损耗

此损耗可由电枢电流乘一个固定压降而得

所有炭质或石墨电刷每一极性的压降取1V;如系金属与炭棍合的电刷取0.3V;即前者总压降为

2V，后者为。.6Ve

4.2.1.4负载杂散损耗

除非另有规定，假定负载杂散损耗与电流平方成正比。在最大额定电流时其总损耗值为:

无补偿绕组电机:

电动机为额定输人的I%;

发电机为额定输出的1%;

有补偿绕组电机

电动机为额定输人的0.5%;

发电机为额定输出的。.5写;

对恒速电机，合理的额定输人或输出值应取最大额定电流和最大额定电压时的输人或输出值。

对调压变速电动机，每一特定转速时的额定输人应取该转速时最大额定电流乘以此时的电压。

对削弱磁场以提高转速的变速电动机，则额定输人应取额定电压与最大额定电流时的输人。对用

调节励磁保持恒压的变速发电机，额定输出应取额定电压与最大额定电流时的线端输出。相当于满磁

场转速时的杂散损耗值应按前述规定，其他转速时的杂散损耗值用表1所列系数与其相乘计算。

表1不同速比时的系数

速比系数

1.5:11.4

2:1」7

一

3二I

一

斗，1一23..25

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表1中第1栏速比指某一实际转速与连续运行的最低额定转速之比。

表1中没有列出的速比其相应的系数可用插人法求得

注负载杂散损耗可从输人一输出试验或回馈试验中求取，把所有已知损耗从总损耗中减除而得。

4.2.1.4.1负载引起的铁耗变化

这种变化通常可以忽略不计。对特低电压电机，按专门协议，可按前述测定铁心中恒定损耗的方法

测定4.1.2a)和4.1.4a)两项损耗之和。4.1.2a)项损耗可用下述两种方法之一测定:即作为空载电动

机或空载发电机运行，但试验时不用额定电压，而用额定电压加(作为发电机时)或减(作为电动机时)因

相关负载电流所引起的电枢压降

4.2.1.4.2静止电力变流器供电直流电动机的负载杂散损耗

当电枢电流的纹波因数(见GB755-2000中2.29)大于。.1时，除考虑4.2.1.4规定的杂散损耗

外，还应考虑由电枢电流的交流成分所引起的附加损耗。

此附加损耗按上述交流成分的基波分量所引起的涡流损耗计算

计算方法应按制造厂与用户协议规定。

4.22总损耗测定

4.2.2.1回馈试验(见7.5)

两台相同的电机基本上按同样的额定状态运行，由电源供给的损耗可假定是平均分担的，故可按

4.2.2.2计算效率

试验应在尽可能接近定额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。

4.2.3直接测定效率

4.2.3.1制动试验

当电机在额定转速、额定电压、额定电流下运行时，输出功率与输人功率之比就是效率。

试验应在尽可能接近定额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。

4.2.3.2校准电机试验(见7.2)

当电机在额定转速、额定电压、额定电流下运行时，输出功率与输人功率之比就是效率

试验应在尽可能接近定额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

4.2.3.3对拖试验

两台相同的电机，在基本上同样的额定状态下运转，可认为损耗是平均分担的，故效率可根据总损

耗之半和电输人(如系电动机)或电输出(如系发电机)求得

试验应在尽可能接近定额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

5多相感应电机

5.1各项损耗

下列各项损耗之和为电机的总损耗:

5.1.1恒定损耗

a)磁路中的铁耗以及其他金属件中的空载杂散损耗。

6)摩擦耗(轴承、运行时不提升的电刷)，但不包括独立润滑系统中的损耗。公用轴承，不论是否

随机供给，应单独列出其损耗

注:如需要独立润滑系统中的损耗.则应单独列出。

。)总风耗，包括与电机成为一体的风扇以及辅机(如有)所消耗的功率。其它与电机并不成为一

体的辅机，如风机、水泵、油泵的损耗.虽然专供此电机使用仅在协议有规定才计人作为损耗

注如需要独立通风系统的损耗.应单独列出。

5.1.2角针Q杯

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a)初级绕组的12R损耗

b)次级绕组的I`R损耗

c)电刷中的电损耗(如有)。

5.1.3负载杂散损耗

a)由于负载而在铁心以及导线以外的其他金属件中引起的损耗。

b)初级、次级绕组导线中由于与电流有关的磁通脉动所引起的涡流损耗。

注1:5.1.3a)及b)项中损耗有时称为杂散损耗，但并不包括5.1.1a)项的空载杂散损耗。

注2:对于由主轴拖动的进相机等辅助电机，其损耗可用与同步电机的励磁机损耗同样方法计算，单独驱动的进相

机或调控设备的损耗应根据主电机的额定情况单独列出，这些损耗可根据有关设备的标准试验方法确定。

5.2效率确定

5.2.1各项损耗的确定

效率可由下列各项损耗之和计算求得。确定各项损耗的方法如下:

5.2.1.1恒定损耗

5.2.1.1.1额定电压下空载试验

5.1.la),b),c)三项恒定损耗之和可从电机作为电动机空载试验中求得。电机以额定电压与额定

频率运行，从输人功率中减去初级绕组的FR损耗即得总恒定损耗，次级绕组中FR损耗可忽略不计

5.2.1.1.2校准电机试验(见7.2)

各项恒定损耗可采用校准电机拖动被试电机到额定转速的方法(见5.2.3.2)分别确定，被试电机

与电源断开，如有电刷，应安置就位此时被试电机轴上吸收的功率(由校准电机的输人电功率计算求

得)即为被试电机5.1.16),c)两项损耗之和。如有电刷，提升后用同样方法再试，则可得轴承摩擦耗与

全部风耗之和。5.1.1a)项损耗可按5.2.1.1.1款试验所得的总损耗减去风摩耗求得。

5.2.1.1.3调压空载试验

也可用另一试验方法将5.1.1a)项损耗与5.1.1幼,5.1.1c)两项损耗之和分离。被试电机在额

定频率，不同电压下作电动机运行，将电机的输人功率减去初级绕组中的hR损耗后的差值对电压平

方作曲线。该曲线在电压较低部分为一直线，延伸该直线至电压为零，此时的损耗即为5.1.16)和

5.1.lc)两项损耗之和。

应注意，电压很低时，由于转差率增加，次级绕组损耗有所增加，因而所表现出来的损耗也偏高，在

画直线时，这些点应舍弃。