高效和超高效电机低不确定度效率测试系统的研究与设计
金惟伟1， 王传军1， 陈 亘2， 童陟嵩2
（1上海电器科学研究所（集团）有限公司，上海200063；2上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司，上海200063）
摘要：从满足高效和超高效电机的效率测试出发，研究和设计了一套基于静止变频电源的电机效率测试系统。系统采用双环反馈控制，实现稳频、稳压、稳负载的三稳试验电源，同时对系统的不确定度评价技术进行了研究，验证结果表明系统的不确定度值优于百分之0.4，达国内****水平。
关键词：高效和超高效电机：效率测试；低不确定度
中图分类号：twi 30文献标识码：a文章编号：1673-6540（2010）04-0001-05
o 引 言
国际电工委员会于2006年提出制定一项电动机能效分级标准。该标准将电动机的效率分为ie1、ie2、ie3、ie4共4级，效率指标覆盖范围为0.75~ 375 kw，极数为2、4、6极，分50 hz和60 hz两类指标，标准于2008年底正式发布。目前，各国电动机产品市场上效率等级情况为：美国、加拿大、澳大利亚等国市场为ie2效率等级，且ie2为该国的****强制标准；欧洲于2008年强制执行ie2效率等级标准；我国市场上使用的电动机效率水平仅为ie1效率(平均效率约为百分之87)等级。按照我国节能中长期规划中明确的指标要求，到2010年，电动机的效率水平应达到ie2效率（平均效率约为百分之90）等级。
世界各国都在致力于研究开发高效率电机，电机效率昀准确测试也就被提上了日程。iec60034-30（2008版）规定对高效、超高效电机的效率测试方法必须采用低不确定度的方法。
1 电机效率测试的发展及现状
本文分析的系统基于电机测试的损耗分析，首先测试出电机的各种损耗，再根据输入总功率求取电机的效率。在电动机的各项损耗中，杂散损耗的构成和影响因素较为复杂，测试也相对困难，且杂散损耗的测量和估算也直接影响电机设计参数的选择。因此，iec标准及多数国家都推荐用输入功率的百分之0. 5或反转法来确定杂散损耗，并将其作为电机设计输入值和测试结果。但是，实际的比例与功率大小、极数及设计、制造、材料等因素均有关，一律用同定值来替代，不能真实反映制造和设计水平，也导致有些实际上并没有达到高效率的电机被判定为高效率电机。以美国和加拿大为代表的发达国家于20世纪90年代相继推出了较为精确的实测负载杂散损耗的ieee112b法和csa 390法，于2002年被iec采纳为国际标准iec 61972《三相笼型异步电动机损耗和效率的确定方法》，经过不断完善后，于2007年9月纳入发布实施的iec 60034-2-1《旋转电机（牵引电机除外）确定效率和损耗的试验方法》。该标准中明确取消按输入功率百分之0 5来假定杂散损耗的做法。
我国的国标cb 1032-2005《三相异步电动机试验方法》中已纳入了iefe 112b方法，但由于高效电机的研发推进较慢，该方法与按输入功率百分之0.5来假定杂散损耗的传统做法共存，仅有极少数出口北美地区的电机制造商使用该方法。iec 60034 2-1标准对诙方法提出了更高的要求，要在中国电机全行、lp推广需跨越以下障碍：
(1)电机杂散损耗和效率测试的不确定度评价方法，日前国际上尚无此类文献；
(2)国内一直在使用的两种杂散损耗测试方法均为高不确定度方法，iec 60034-2-1标准推荐的美国ieee 112b法绝大部分企业尚未掌握；
(3)要实现效率的低不确定度测试，必须研究更精确的数学模型和测试数据校正技术，并实现自动控制测量。
2高效和超高效电机效率测试系统
高效和超高效电机效率测试系统所组成的高效电机试验系统包括了正弦波变频电源、负载稳定系统、高精度测试系统、自动控制系统等几大部分，如图l所示。系统的容量可以根据被试验电机规格来选配，满足0 37~ 375 kw高效和超高效电机的效率 |
