---

ГОСТ 25941-83

(МЭК 34-2-72

МЭК 34-2А-74)

УДК 621.313.281.001.4:006.354 Группа Е69

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

МАШИНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВРАЩАЮЩИЕСЯ

Методы определения потерь и коэффициента полезного действия

Rotating electrical machines.

Methods for determining losses and efficiency

МКС 29.160.01

ОКП 33 0000

Дата введения 01.01.84

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВHEСЕH Министерством электротехнической промышленности СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 14.10.83 г. № 4975

Изменение № 2 принято Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 19 от 24.05.2001)

За принятие проголосовали:

3. В стандарте введены международные стандарты МЭК 34-2-72 и МЭК 34-2А-74

4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3243-81

5. ВЗАМЕН ГОСТ 11828-75 разд. 6

6. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

7. ИЗДАНИЕ (август 2003 г.) с Изменениями № 1, 2, утвержденными в октябре 1988 г., августе 2002 г. (ИУС 1-89, 11-2002)

Настоящий стандарт распространяется на вращающиеся электрические машины постоянного и переменного тока без ограничения мощности, напряжения и частоты и устанавливает методы определения потерь и коэффициента полезного действия (КПД).

Стандарт не распространяется на электрические машины, предназначенные для применения на подвижных средствах наземного, водного, воздушного и космического транспорта.

Стандарт пригоден для целей сертификации.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2)

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Состояние машины при испытаниях

Испытания должны проводиться на исправной машине со всеми закрытиями, установленными так, как это требуется для нормальной работы. Устройства для автоматического регулирования напряжения или частоты вращения, не составляющие неотъемлемых частей машины, должны быть выведены из действия, если иное не оговорено. Щетки на коллекторах при отсутствии других указаний должны находиться в положении, соответствующем нормальной эксплуатации машины; однако, при определении потерь в стали щетки должны быть поставлены в нейтральное положение, если это допускает конструкция машины.

Испытания следует проводить при практически установившейся температуре опор (подшипников и подпятников) испытуемой машины. В случае невозможности непосредственного измерения температуры опор машина должна до начала испытания вращаться без нагрузки при номинальной частоте вращения в течение времени, указанного в табл. 1, если иное не установлено в стандартах или технических условиях на конкретные виды машин.

Таблица 1

При испытании на механизированных и автоматизированных испытательных устройствах допускается уменьшение времени по табл. 1:

до 1 мин — для машин мощностью до 10 кВт;

до 2 мин — для машин мощностью свыше 10 кВт.

При испытаниях машин переменного тока, питаемых от полупроводниковых преобразователей (далее преобразователей), должны применяться те типы преобразователей, с которыми они будут эксплуатироваться.

(Измененная редакция, Изм. № 2)

1.2. Измерительные приборы и способы измерений—по ГОСТ 11828.

Примечание. При испытаниях машин переменного тока, питаемых от преобразователей, следует учитывать, что применяемые приборы должны быть способны работать в широком спектре (диапазоне) частот.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2)

1.3. КПД группы машин

В случае измерения общего КПД или общего значения потребляемой мощности группы машин, состоящей из двух электрических машин или одной машины и одного трансформатора, одного генератора и его приводной машины или одного двигателя и приводимой им машины, отдельные значения КПД указывать не требуется. Если отдельные КПД приводятся, то их следует рассматривать как ориентировочные.

1.4. При отсутствии других указаний все потери вида I²R должны быть приведены соответствующим пересчетом к одному из указанных ниже значений расчетной рабочей температуры:

75°С — для классов изоляции А и Е;

95°С — для класса изоляции В;

115°С — для класса изоляции F;

130°С — для класса изоляции Н.

Классификация изоляции по нагревостойкости — по ГОСТ 8865.

Расчетная рабочая температура обмоток с непосредственным жидкостным охлаждением независимо от класса их изоляции устанавливается в стандартах или технических условиях на конкретные виды машин.

В стандартах или технических условиях на электрические машины конкретных видов допускается устанавливать другие значения расчетной рабочей температуры, по возможности близкой к средней температуре обмоток в номинальном режиме работы.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2)

1.5. Температура окружающей среды

Испытания по определению потерь и КПД следует проводить по возможности при температуре окружающей среды от 10 до 30°С; при соблюдении этого условия никакие поправки к измеренным значениям отдельных потерь и КПД не вносятся. Температура подшипников и подпятников при испытаниях должна быть практически установившейся.

2. УЧИТЫВАЕМЫЕ ПОТЕРИ

2.1. Механические потери Р_мех — потери на трение всех видов во вращающейся машине: в подшипниках, подпятниках и уплотнениях вала (для герметичных машин); на трение щеток на коллекторах и контактных кольцах; на трение вращающейся части машины о среду, заполняющую полость машины, и на трение охлаждающей среды в каналах вращающейся части, если они покрываются с вала машины; потери, обусловленные работой вентиляторов, водяных и масляных насосов и всяких иных механизмов, приводимых от вала машины и предназначенных только для обслуживания машины.

Мощность, потребляемая независимыми смазочными и вентиляционными системами и насосами, а также потери в подшипниках и подпятниках, общих для электрической машины и сопряженного с нею механизма — первичного двигателя или приводимого машиной устройства — учитываются при вычислении КПД только по согласованию между изготовителем и потребителем. В случае, если это необходимо, должны указываться значения осевого и радиального усилий, температура опор и смазочного масла и его марка, соответствующие данному значению потерь.

2.2. Потери в стали и добавочные потери холостого хода Р_ст — потери на гистерезис и вихревые токи при перемагничивании сердечника якоря, а также на вихревые токи на поверхностях сердечников от разного рода пульсаций магнитного поля при отсутствии нагрузки машины и на вихревые токи во всех прочих частях машины, активных и конструктивных, от потоков рассеяния при холостом ходе.

2.3. Основные потери в цепях рабочих обмоток Р_м — основные потери I²R, создаваемые током нагрузки в обмотке якоря и во всех других обмотках, соединенных последовательно с якорем. Эти потери вычисляются по току и сопротивлению обмоток, измеренному при постоянном токе и приведенному к расчетной рабочей температуре, кроме тех случаев, когда измерение сопротивления практически неосуществимо из-за его очень малого значения, и тогда допускается его вычисление по геометрическим размерам соответствующей обмотки; или по причине недоступности обмотки, в этом случае применяются особые приемы для определения потерь в такой обмотке, как, например, в обмотке короткозамкнутого ротора асинхронного двигателя по п. 6.2.3.

В случае применения различного рода устройств, шунтирующих такие обмотки, как последовательные, компенсационные и добавочных полюсов машин постоянного тока, потери следует определять по полному току и результирующему сопротивлению.

2.4. Потери на возбуждение Р_в — потери I²R, создаваемые током возбуждения как в самой обмотке возбуждения, так и в постоянно соединенных с нею сопротивлениях, предназначенных для регулирования или ограничения тока возбуждения, с добавлением потерь в источниках возбуждения, если эти последние покрываются возбуждаемой машиной.

2.4.1. Если обмотка возбуждения питается непосредственно от напряжения на выводах возбуждаемой машины, то потери на возбуждение вычисляются как произведение этого напряжения на ток возбуждения.

2.4.2. Если обмотка возбуждения питается от какого-либо возбудительного устройства, подключенного к выводам возбуждаемой машины, потери на возбуждение вычисляются как произведение квадрата тока возбуждения на сопротивление обмотки возбуждения, приведенное к расчетной рабочей температуре, плюс потери в возбудительном устройстве, вычисленные в соответствии с его системой.

2.4.3. Если обмотка возбуждения питается от электромашинного возбудителя постоянного или переменного тока, приводимого от вала возбуждаемой машины и служащего только для ее возбуждения, то потери на возбуждение вычисляются как произведение квадрата тока возбуждения на сопротивление обмотки возбуждения, приведенное к расчетной рабочей температуре, плюс потери в возбудителе, определяемые по общим правилам для машин того вида, к которому относится возбудитель, однако без учета механических потерь в возбудителе, которые причисляются к механическим потерям возбуждаемой машины. В случае возбудителя переменного тока к потерям в нем прибавляются потери в выпрямительном устройстве, определяемые в соответствии с его системой.

2.4.4. Если обмотка возбуждения питается от независимого нерегулируемого источника постоянного тока, как от батареи, выпрямителя или двигатель-генератора, то потери в источнике не принимаются в расчет, равным образом как и потери в соединительных проводах между источником и возбуждаемой машиной, если это не обусловлено иначе.

2.5. Электрические потери в щетках Р_ш — потери в переходных контактах щеток на коллекторе или контактных кольцах, равные произведению тока на падение напряжения в переходном слое U, условно принимаемое не зависящим ни от тока, ни от полярности контакта, и равным на каждый контакт:

U = l В — для угольных или графитных щеток;

U = 0,3 В — для металлоугольных или металлографитных щеток.

В случае применения иных контактов, например, жидкометаллических, потери в них определяются по согласованию между изготовителем и потребителем.

2.6. Добавочные потери при нагрузке Р_д — потери всех других видов, кроме перечисленных, в основном на вихревые токи в активных и конструктивных частях машины от полей рассеяния, создаваемых током нагрузки.

Добавочные потери при нагрузке включают в себя:

1) потери в активной стали магнитопровода и других металлических частях, кроме проводников обмотки, обусловленные нагрузкой;

2) потери от вихревых и циркуляционных токов в проводниках;

3) потери в щетках, вызванные циркуляционными токами при коммутации (машин постоянного тока).

Для машин постоянного тока добавочные потери при номинальном режиме работы вычисляются условно как определенная доля электрической мощности, т. е. подводимой мощности для двигателя и отдаваемой мощности для генератора.

Для асинхронных машин добавочные потери при нагрузке определяют опытным путем по ГОСТ 7217. При необходимости определения потерь машин на месте установки добавочные потери при номинальном режиме работы по согласованию вычисляют как определенную долю электрической подводимой мощности для двигателя.

Для синхронных машин добавочные потери при нагрузке не вычисляют, а определяют опытным путем совместно с основными потерями в цепях рабочих обмоток и их сумма называется обычно потерями короткого замыкания Р_к. Условно считается, что потери короткого замыкания не зависят от температуры обмоток.