一、背景

　　电机是用电量最大的耗电机械。有统计显示，2011年，我国电机保有量约17亿千瓦，总耗电量约3万亿千瓦时，占全社会总用电量的64%，其中工业领域电机总用电量为2.6万亿千瓦时，约占工业用电的75%。我国电机能效水平逐步提高，但总体仍然较低，平均水平比国外低3-5个百分点，低效电机造成用电浪费。

　　2008年国际电工技术委员会（IEC）制定了全球统一的电机能效分级标准，并统一了测试方法；美国从1997年开始强制推行高效电机，2011年又强制推行超高效电机；欧洲于2011年也开始强制推行高效电机。我国2006年发布了电机能效标准（GB18613-2006），中国参照IEC标准组织进行了修订，新标准（GB18613-2012）于2012年9月1日正式实施。

　　按照国家新标准，截止2013年，我国生产的电机产品绝大多数都不是高效的（高效电机是指达到或优于GB18613-2012标准中节能评价值的电机）。

　　工信部2013年3月26日印发的《2013年工业节能与绿色发展专项行动实施方案》通知中就提出，2013年将重点推进实施电机能效提升专项计划。

　　2013年6月21日，工业和信息化部和国家质量监督检验检疫总局联合发布了《电机能效提升计划（2013-2015年）》（以下简称《计划》）。《计划》提出到2015年，实现电机产品升级换代，50%的低压三相笼型异步电动机产品、40%的高压电动机产品达到高效电机能效标准规范；累计推广高效电机1.7亿千瓦，淘汰在用低效电机1.6亿千瓦，实施电机系统节能技改1亿千瓦，实施淘汰电机高效再制造2000万千瓦。预计2015年当年实现节电800亿千瓦时,相当于节能2600万吨标准煤，减排二氧化碳6800万吨。

　　为提高高压异步三相电动机的能效测量结果准确性，国家法制计量管理计量技术委员会能效标识计量检测分技术委员会与2012年委托国家高电压计量站及湖南银河电气有限公司等单位起草《高压三相异步电动机能源效率计量检测方法》计量技术规范。同时，由湖南银河电气有限公司负责建设高电压计量站的用于高压三相异步电机及低压异步电机能源效率评测的高效电机试验台。

　　高效电机试验台是依据GB/T1032三相异步电动机试验方法及GB18613中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级等国家标准确定的试验方法对电机的温升、效率等参数进行检验的综合测试系统。

二、设计依据

　　1、用户要求
　　2、GB755-2008旋转电机_定额和性能
　　3、GB755-2-2003旋转电机(牵引电机除外)确定损耗
　　4、GB/T1032-2012三相异步电动机试验方法
　　5、GB/T22670-2008变频器供电三相笼型感应电动机试验方法
　　6、GB/T25123.2-2010 电力牵引 轨道机车车辆和公路车辆用旋转电机 第2部分：电子变流器供电的交流电动机

三、试验原理

　　高效电机试验台由试验电源、主电量系统、开关测控、辅助参量测试及自动化试验台等构成。

1、试验电源

　　高效电机试验台的试验电源满足GB/T1032-2012和GB755-2008对电机试验电源的要求，受程序控制进行相应操作。

2、主电量测试

　　高效电机试验台的主电量测试采用WP4000变频功率分析仪，实现电机试验过程中的电参量的幅值、频率和功率因数在宽范围内的高精度测量。

3、开关测控

　　高效电机试验台采用DMC300分布式测控系统的DC系列分布式I/O子站完成对包括电源柜、测量开关柜等系统中所有开关的控制和测试。

4、辅助参量测试

　　高效电机试验台采用DMC300分布式测控系统的DM系列分布式测试子站完成对8路温度和1路扭矩及转速进行测试，通过光纤传输到试验台的变频功率分析仪。

5、自动化试验台

　　高效电机试验台通过以太网实现与所有测控设备的通信控制、获得试验过程的电量和非电量测量数据；

　　高效电机试验台通过电机试验测控报表软件可根据试验项目完成对试验电源的配置，对开关状态进行控制，实现试验项目的过程控制，完成试验过程，并获取相应的试验数据；

　　高效电机试验台通过电机试验测控报表软件可根据标准对试验过程获得的数据进行处理，获得试验结果，形成试验报告；试验报告存储、打印；

四、试验项目

　　高效电机试验台可以实现下述试验项目：

　　◆ 空载试验：（自动完成）
　　◆ 堵转试验：（人工输入堵转电流倍数，自动完成）
　　◆ 低频堵转试验：（人工输入堵转电流倍数，自动完成）
　　◆ 负载试验：（自动完成）
　　◆ 效率的确定 ：按照GB/T1032-2012规定的A、B、B1、E1、F1、G1、H法,共七种；（自动完成）。
　　◆ 变频器供电电动机负载特性测定：（自动完成）
　　◆ 温升试验：
　　　★直接负载法：对拖法（自动完成）
　　　★等效负载法：降低电压负载法、降低电流负载法、定子叠频法。（自动完成）
　　◆ 最大转矩的测定：（自动完成）
　　◆ 最小转矩的测定：（自动完成）
　　◆ T-N曲线的测定：（自动完成）包括：正向、反向曲线。加载时，最低转速应＜2%Ne。
　　◆ 过转矩试验：（自动完成）
　　◆ 超速试验：（自动完成）
　　◆ 耐压试验：(买方自备耐压设备,人工完成，手动输入)
　　◆ 短时升高电压试验：（自动完成）
　　◆ 绝缘电阻的测定：(买方自备绝缘电阻仪，人工试验、手工输入)
　　◆ 冷态直流电阻的测定：(买方自备直流电阻仪, 人工试验、手工输入)

五、展望

　　高效电机试验台于2013年3月投入使用，2013年7月4日，国家质检总局举办了“节能产品惠民工程”专项检查结果汇报会。会上，总局充分肯定了国家高电压计量站在高压电机专项抽查的工作成果，并将国家高电压计量站作为技术依托单位列入工信部和国家质检总局联合颁布的《电机能效提升计划（2013-2015年）》。

 

扩展阅读：

　　电机试验台测控整体解决方案

　　作者：AnyWay中国

　　单位：湖南银河电气有限公司（www.vfe.cc）

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