CSA C390电机能效检测计算表单.docx
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CSAC390电机能效检测计算表单
CSAC390-2010–三相感应电机测试方法、标记要求和能效水准
在此提供的测试报告样本的授权使用，必须基于接受“对标准的法律声明”的条款和条件，才能下载CSAC390-10，三相感应电动机测试方法、标志要求和能效标准。
本测试报告样本不是独立存在的计算器，并所提供的包括其中的数据只用于举例。
使用者承担使用或应用本测试报告样本的完全责任，CSA不承担以任何方式使用和相信本样本而引起的责任。
CSAC390-2010测试报告样本报告号：
CSA-
签发日期：
测试申请者：
申请者地址：
申请测试日期：
测试日期：
样机收到日期：
测试报告有效期至：
电动机描述：
制造商：
原产国：
额定功率：
30.0√hp□kW品牌：
产品种类：
极数：
4型号：
序列号：
1234567890
额定电压：
230/460V机座号：
286T样机数量：
额定电流：
71.0/35.5A类型：
CTE相数：
3
转速：
1775rpm封闭方式：
√TEFC负载系数：
1.15
频率：
60Hz□ODPNEMA设计：
B
工作制：
连续KVA代码：
G
标称效率“η”：
94.1%电机效率类型：
√高效绝缘等级：
F
保证效率：
93.0%□超高效最高环境温度：
400C
抽样计划：
-依据标准抽样程序选出的样品。
定子绕组材料恒定温度K：
234.5
-由客户选出的样品。
转子条材料恒定温度K：
224.6
X由工程或质量控制部门选出的样品。
所用的测量仪器和测试设备。
描述：
实验室识别号
品牌
型号
序列号
标定到期日
控制面板：
测功机：
转矩计：
转速计：
频率计：
功率表：
变流器
温度记录仪
欧姆表
计时器
指定转矩测量单位
□lb-in√N-m
□lb-in√N-m
A.5测试总要求
A.5.1如果不另外指出，所有的电流和电压值都是均方根值。
A.5.2供电电源应该接近正弦波形，并应该提供均相电压。
电压总谐波失真不要超过5%。
A.5.2.2电压要在电机接线端测量。
测试要只在电压失衡和抖动与额定电压相比不超过±0.5%时进行。
A.5.2.3做测试时，频率要被保持在要求值的±0.5%以内，并且在输入输出测试中频率要没有快速变化。
以额定电压和频率加载电机到额定满载。
测量、记录和填写下面表格。
核实所有测试要求被满足。
测试电压（V）：
460.0
Va-b
（V）
Vb-c
（V）
Va-c
（V）
供电
频率
（V）
V平均
（V）
电压
失衡
（%）
相对
额定
电压
抖动
（%）
相对
额定
频率
抖动
（%）
总谐波
失真
THD
（%）
460.6
460.7
460.8
60.0
460.7
0.02
0.15
0.01
4.16
核实结果：
满意
A.7测试方法
在本标准指明的方法是一个输入-输出检测步骤，带有杂散负载损耗的间接测量以及定子绕组（I2R）、转子绕组（I2R）、铁芯和风阻损耗的直接测量。
A.7.1.2温度测量
至少一个温度测量装置要被安装在电动机上。
如果使用超过一个的温度测量装置，用于计算的温度将是
（a）放在电动机绕组上的所有温度装置的平均值；或者
（b）放在或者铁芯或者机架上的所有温度装置的最热值。
为了限制机器发热对环境温度测量设备的影响，环境空气温度要通过放置在接近轴中心线、离冷却系统入口1到2米的一个或多个温度测量装置来测量。
每个温度测量装置要防止免受辐射热和气流的影响。
在用其它冷却形式的地方，要测量冷却流的入口温度。
环境温度测量装置要有一个5到15分钟的热恒定时间，以最小化瞬态环境温度变化的影响。
A.7.1.2.3要做下面一些测量：
（a）在电动机每对导线之间的定子绕组冷态电阻（Ω）；
（b）由探测器测得的冷态绕组温度tdetcold（0C）。
定子绕组冷态电阻Rcold（Ω）被设计为一个最接近于前面所记录的三个值的平均值。
标记该对已认定冷态电阻Rcold的电机导线，并在测量热-运行定子绕组温度时使用该对相同的电机导线。
A.7.1.3热-运行测试
热-运行测试要按如下来做：
（a）额定电压和频率要被加到电动机上，并且保持不低于额定满载的负载直到达到热平衡，该热平衡用在条款7.1.2中详细说明的温度测量装置来确定。
（b）电源要被断开。
（c）要使电动机停止，并在表格1所指定的时间延迟内测量定子绕组电阻：
关掉电源后的实际电阻测量时间延迟，s30
当测量定子绕组电阻时，不要转动转子，并且所有的残余电压要被放电。
（d）如在条款7.1.2.3中所指明的使用同样的电动机导线，将对下面各项进行测量和记录：
（i）定子绕组电阻（Rhr）；0.305
（ii）定子绕组温度（tdethr）（参见条款7.1.2）；75
（iii）环境温度（tambhr）。
22
Rhr，在30s时间延迟下的定子绕组电阻，Ω0.305
tdethr，在30s时间延迟下的定子绕组温度，0C75
tambhr，在30s时间延迟下的环境温度，0C22
A.7.1.4负载测试
额定电压和频率将被加到电动机上。
加载电动机到四个负载点，这四个负载点在不小于25%负载和直到并包括100%负载之间近似等间隔，还要加载到100%负载以上但不超过150%负载的两个负载点。
当加载电动机时，在最高负载值点启动和按降序移到最低负载值点。
在进行条款7.1.3里详细说明的热-运行测试期间，在记录任何测试数据之前，由温度测量装置测得的定子绕组温度要在记录的最热温度读数的10°C以内。
为使测试数据在每一个负载点具有好的关联性，足够数量的样机需要在合理的时间段被记录和做平均。
在六个负载点（1、2、3…i）的每一个点，下面量将被测量和记录：
满载的%
129%
115%
100%
75%
51%
25%
（a）转矩Tlt（i）,（N.m）
157.0
138.9
120.9
90.3
60.6
30.2
（b）输入功率Pinlt（i）,（kW）
31.330
27.654
24.028
17.892
12.072
6.232
（c）电流Ialt（i）,（A）
43.97
38.74
33.78
25.69
18.58
12.35
电流Iblt（i）,（A）
43.95
38.77
33.82
25.84
18.42
12.28
电流Iclt（i）,（A）
44.49
39.00
33.88
25.61
18.63
12.34
（d）转速nlt（i）,（rpm）
1760.2
1764.4
1770.0
1779.3
1786.6
1793.9
（e）绕组温度tdetlt（i）,（0C）
78
84
83
73
63
57
（f）环境温度tamblt（i）,（0C）
22
23
23
23
23
23
（g）电压Va-blt（i）,（V）
459.4
459.9
459.8
460.3
460.0
460.7
电压Vb-clt（i）,（V）
459.6
459.8
459.6
459.6
460.2
460.7
电压Va-clt（i）,（V）
460.6
460.4
459.9
459.8
460.3
460.7
（h）频率flt（i）,（Hz）
59.99
60.01
60.02
60.02
60.00
60.01
相对标称电压抖动
满意
满意
满意
满意
满意
满意
电压失衡
满意
满意
满意
满意
满意
满意
相对标称频率抖动
满意
满意
满意
满意
满意
满意
A.7.1.5测功机纠正测试
当在测功机和电动机之间做转矩测量时，测功机损耗不影响测量，这表示这里测功机修正是不必要的。
测功机纠正是否是必要的？
√是□不是Tdynocf,（N.m）=0.1
满载的%
129%
115%
100%
75%
51%
25%
转矩Tcorrlt（i）
（N.m）
157.0
139.0
121.0
90.4
60.7
30.3
A.7.1.6空载输入功率稳定性
电动机要从测功机断开，并加额定电压和频率于电动机上，直到空载是稳定的。
当空载条件下输入功率在分拆后的30分钟内的两个读数变化不多于3%时，可以视为已经产生稳定。
A.7.1.7空载测试
在空载条件下，以额定的频率把三个或者更多个的在额定电压的125%和60%之间的电压加到电动机上，中间电压点要尽可能接近额定电压的100%，并且这三个或更多个电压值约以额定电压的50%和额定电压的20%之间的值为间隔等分，或者带有一个线电流达到最小稳定值的点。
在每一个电压值（1、2、3…i），下列量将被测量和记录：
标称电压的%
114%
100%
85%
50%
35%
20%
（a）电压Va-bnl（i）,（V）
524.5
459.9
390.5
230.0
161.6
91.4
电压Vb-cnl（i）,（V）
524.3
460.0
391.1
229.8
161.4
91.7
电压Va-cnl（i）,（V）
523.8
460.3
390.4
230.3
161.5
92.0
（b）电流Ianl（i）,（A）
12.64
9.12
7.32
4.07
2.91
1.81
电流Ibnl（i）,（A）
12.45
9.10
7.18
4.10
2.90
1.84
电流Icnl（i）,（A）
12.45
9.18
7.31
4.08
2.89
1.90
（c）频率fnl（i）,（Hz）
59.99
59.99
59.99
60.02
59.97
60.01
（d）输入功率Pinnl（i）,（kW）
0.592
0.429
0.330
0.182
0.141
0.112
（e）绕组温度tdetnl（i）,（0C）
38
37
36
32
31
30
电压失衡
满意
满意
满意
满意
满意
满意
相对标称频率抖动
满意
满意
满意
满意
满意
满意
A7.2计算
A7.2.1电阻法测温升的计算
电动机达到热平衡后的定子绕组温度将被按如下计算：
其中
从热-运行测试中由电阻法测得的定子绕组温度（℃）
234.5，对纯铜绕组来说
224.6，对基于一个62%的体积电导率的铝绕组来说
注意：
对于其它绕组材料，应该使用一个适合的k值。
treshr=（（0.305/0.252）*（20+234.5））-234.5）=75（°C）
trisehr=75-22=52（°C）
A.7.2.2定子铁损和风阻损耗的计算
对于测试方法，风阻损耗
）要独立于负载而被考虑。
在空载下计算的值要被用于六个负载点中的每一个。
在条款7.1.7中详细说明的空载测试中的铁损和风阻损耗要按如下计算：
（a）对每一个测得的温度（tdetnl（i）），将按如下计算在空载时修正的绕组温度（tcorrnl（i））：
=（75-20）/（0.305–0.252）=1010.6
=20–（1010.59–0.252）=-233.9
=（75-20）/（0.305–0.252）=1013.0
=20–（1012.98–0.252）=-234.5
（0C）
tcorrnl（i）=（38--233.9）/1010.6*1013.0+-234.5）=38（°C）
=（37--233.9）/1010.6*1013.0+-234.5）=37（°C）
=（36--233.9）/1010.6*1013.0+-234.5）=36（°C）
=（32--233.9）/1010.6*1013.0+-234.5）=32（°C）
=（31--233.9）/1010.6*1013.0+-234.5）=31（°C）
=（30--233.9）/1010.6*1013.0+-234.5）=30（°C）
（b）对每一个修正的绕组温度，将按如下计算在空载时修正的绕组电阻：
（0C）
其中
绕组电阻的测得值（Ω）（参见条款7.1.2）
修正的绕组温度（℃）
当测试电阻时绕组的温度（℃）（参见条款7.1.2）
234.5，对纯铜绕组来说
224.6，对基于一个62%的体积电导率的铝绕组来说
注意：
对于其它绕组材料，应该使用一个适合的k值。
Rcorrnl（i）=0.252*（38+234.5）/（20+234.5）=0.269（Ω）
0.252*（37+234.5）/（20+234.5）=0.268（Ω）
0.252*（36+234.5）/（20+234.5）=0.267（Ω）
0.252*（32+234.5）/（20+234.5）=0.263（Ω）
0.252*（31+234.5）/（20+234.5）=0.262（Ω）
0.252*（30+234.5）/（20+234.5）=0.261（Ω）
（c）空载定子绕组（I2R）损耗将按如下计算：
（kW）
其中
依据条目（b）计算出的修正的绕组电阻，（Ω）
Iavgnl（i）=（12.64+12.45+12.45）/3=12.52（A）
（9.12+9.10+9.18）/3=9.13（A）
（7.32+7.18+7.31）/3=7.27（A）
（4.07+4.10+4.08）/3=4.08（A）
（2.91+2.90+2.89）/3=2.90（A）
（1.81+1.84+1.90）/3=1.85（A）
Pstatornl（i）=1.5*12.52*12.52*0.269/1000=0.063（kW）
1.5*9.13*9.13*0.268/1000=0.034（kW）
1.5*7.27*7.27*0.267/1000=0.021（kW）
1.5*4.08*4.08*0.263/1000=0.007（kW）
1.5*2.90*2.90*0.262/1000=0.003（kW）
1.5*1.85*1.85*0.261/1000=0.001（kW）
（d）对于在条款7.1.7中指明的每一个电压值，要通过从空载输入功率（Pinnl（i））读数减去空载定子绕组（I2R）损耗（Pstatornl（i））来计算Pcore+wind-frictcorr（i），如下：
0.592-0.063=0.529（kW）
0.429-0.034=0.395（kW）
0.330-0.021=0.309（kW）
0.182-0.007=0.176（kW）
0.141-0.003=0.138（kW）
0.112-0.001=0.111（kW）
（e）Pwind-frict将按如下外推出：
（i）对于50%额定电压和20%额定电压之间的每一个电压值，用依据条目（d）计算出的Pcore+wind-frict（i）对比Vavgnl（i）的平方做一个曲线图。
（ii）通过运用线性回归分析，外推电压值到零，来确定风阻损耗（Pwind-frict）。
注意：
关联系数（γnl）应该是+0.9或者更大，以确保风阻和铁芯损耗的合理隔离。
小于0.9的正关联导致铁芯和风阻损耗的不平衡隔离，但不影响这些损耗的总值，因此对最终效率确定影响不大。
在空载测试期间，负的和非常低的关联表明最低电压点的选择不正确。
“Y”轴：
Pcore+wind–frict（i）
“X”轴：
Vavgnl（i）的平方
Vavgnl（i）V2avgnl（i）Pcore+wind–frict
230.052918.40.176
161.526093.00.138
91.78408.90.111
回归分析结果：
Pwind-frict=00.099（kW）
关联系数γnl=1.000
满意
（f）Pcorenl（i）将通过在条目（h）获得的值减去在条目（e）获得的值来计算，如下：
Pcorenl（i）=Pcore+wind-frictcorr（i）–Pwind-frict
对于每一个在额定电压的125%和60%之间的电压值，确定一个Pcorenl（i）对Vavgnl（i）的函数。
该函数将被用于条款7.2.2（h）。
（g）在六个负载点的每一个点应用于定子铁芯的修正的电压（Vcorrlt（i）），将通过在依据条款7.1.4测得的平均电压减去在定子绕组上的阻抗压降来计算。
对于每一个测得的温度（tdetlt），修正的绕组温度（tcorrnl（i））将按如下计算：
（0C）
（78--233.9）/1010.6*1013.0+-234.5=78（°C）
（84--233.9）/1010.6*1013.0+-234.5=84（°C）
（83--233.9）/1010.6*1013.0+-234.5=83（°C）
（73--233.9）/1010.6*1013.0+-234.5=73（°C）
（63--233.9）/1010.6*1013.0+-234.5=63（°C）
（57--233.9）/1010.6*1013.0+-234.5=57（°C）
对于每一个计算得到的温度（tcorrlt（i）），在每一个负载点计算得到的绕组温度将按如下确定：
其中
依据条款7.1.3测得的绕组电阻
修正的绕组温度（
）
在热平衡时通过电阻法测得的定子绕组温度（℃）（参见条款7.2.1）
234.5，对纯铜绕组来说
224.6，对基于一个62%的体积电导率的铝绕组来说
注意：
对于其它绕组材料，应该使用一个适合的k值。
0.305*（78+234.5）/（75+234.5）=0.308（Ω）
0.305*（84+234.5）/（75+234.5）=0.315（Ω）
0.305*（83+234.5）/（75+234.5）=0.313（Ω）
0.305*（73+234.5）/（75+234.5）=0.303（Ω）
0.305*（63+234.5）/（75+234.5）=0.294（Ω）
0.305*（57+234.5）/（75+234.5）=0.288（Ω）
定子铁芯电压要按如下计算：
Vcorrlt（i）=SQRT（（Vavglt（i）-（SQRT（3）/2）•Iavglt（i）•Rcorrlt（i）•cosφ（i））2+（（SQRT（3）/2）•Iavglt（i）•Rcorrlt（i）•sinφ（i））2）
其中：
Vavglt（i）=（（Va-blt（i）+Vb-clt（i）+Vc-alt（i））/3
Iavglt（i）=（（Ialt（i）+Iblt（i）+Iclt（i））/3
cosφ（i）=Pinlt（i）/SQRT（3）•Vavglt（i）•Iavglt（i）
Sinφ（i）=SQRT（1-cos2φ（i））
Vavglt（i）=（459.4+459.6+460.6）/3=459.9（V）
（459.9+459.8+460.4）/3=460.1（V）
（459.8+459.6+459.9）/3=459.7（V）
（460.3+459.6+459.8）/3=459.9（V）
（460.0+460.2+460.3）/3=460.2（V）
（460.7+460.7+460.7）/3=460.7（V）
Iavglt（i）=（43.97+43.95+44.49）/3=44.14（A）
（38.74+38.77+39.00）/3=38.84（A）
（33.78+33.82+33.88）/3=33.83（A）
（25.69+25.84+25.61）/3=25.71（A）
（18.58+18.42+18.63）/3=18.54（A）
（12.35+12.28+12.34）/3=12.32（A）
（h）Pcore+wind-frictcorr（i）在修正的电压下通过内插法按如下得到：
（i）对于每个在额定电压的125%和60%之间的电压，依据条目（d）计算出Pcore+wind-frict（i）对比Vavgnl（i）画一个曲线图。
这里：
Vavgnl（i）=（（Va-bnl（i）+Vb-cnl（i）+Vc-anl（
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