高效和超高效電機低不確定度效率測試系統的研究與設計
金惟偉1， 王傳軍1， 陳 亙2， 童陟嵩2
（1上海電器科學研究所（集團）有限公司，上海200063；2上海電機系統節能工程技術研究中心有限公司，上海200063）
摘要：從滿足高效和超高效電機的效率測試出發，研究和設計了一套基于靜止變頻電源的電機效率測試系統。系統采用雙環反饋控制，實現穩頻、穩壓、穩負載的三穩試驗電源，同時對系統的不確定度評價技術進行了研究，驗證結果表明系統的不確定度值優于百分之0.4，達國內****水平。
關鍵詞：高效和超高效電機：效率測試；低不確定度
中圖分類號：twi 30文獻標識碼：a文章編號：1673-6540（2010）04-0001-05
o 引 言
國際電工委員會于2006年提出制定一項電動機能效分級標準。該標準將電動機的效率分為ie1、ie2、ie3、ie4共4級，效率指標覆蓋范圍為0.75~ 375 kw，極數為2、4、6極，分50 hz和60 hz兩類指標，標準于2008年底正式發布。目前，各國電動機產品市場上效率等級情況為：美國、加拿大、澳大利亞等國市場為ie2效率等級，且ie2為該國的****強制標準；歐洲于2008年強制執行ie2效率等級標準；我國市場上使用的電動機效率水平僅為ie1效率(平均效率約為百分之87)等級。按照我國節能中長期規劃中明確的指標要求，到2010年，電動機的效率水平應達到ie2效率（平均效率約為百分之90）等級。
世界各國都在致力于研究開發高效率電機，電機效率昀準確測試也就被提上了日程。iec60034-30（2008版）規定對高效、超高效電機的效率測試方法必須采用低不確定度的方法。
1 電機效率測試的發展及現狀
本文分析的系統基于電機測試的損耗分析，首先測試出電機的各種損耗，再根據輸入總功率求取電機的效率。在電動機的各項損耗中，雜散損耗的構成和影響因素較為復雜，測試也相對困難，且雜散損耗的測量和估算也直接影響電機設計參數的選擇。因此，iec標準及多數國家都推薦用輸入功率的百分之0. 5或反轉法來確定雜散損耗，并將其作為電機設計輸入值和測試結果。但是，實際的比例與功率大小、極數及設計、制造、材料等因素均有關，一律用同定值來替代，不能真實反映制造和設計水平，也導致有些實際上并沒有達到高效率的電機被判定為高效率電機。以美國和加拿大為代表的發達國家于20世紀90年代相繼推出了較為精確的實測負載雜散損耗的ieee112b法和csa 390法，于2002年被iec采納為國際標準iec 61972《三相籠型異步電動機損耗和效率的確定方法》，經過不斷完善后，于2007年9月納入發布實施的iec 60034-2-1《旋轉電機（牽引電機除外）確定效率和損耗的試驗方法》。該標準中明確取消按輸入功率百分之0 5來假定雜散損耗的做法。
我國的國標cb 1032-2005《三相異步電動機試驗方法》中已納入了iefe 112b方法，但由于高效電機的研發推進較慢，該方法與按輸入功率百分之0.5來假定雜散損耗的傳統做法共存，僅有極少數出口北美地區的電機制造商使用該方法。iec 60034 2-1標準對詼方法提出了更高的要求，要在中國電機全行、lp推廣需跨越以下障礙：
(1)電機雜散損耗和效率測試的不確定度評價方法，日前國際上尚無此類文獻；
(2)國內一直在使用的兩種雜散損耗測試方法均為高不確定度方法，iec 60034-2-1標準推薦的美國ieee 112b法絕大部分企業尚未掌握；
(3)要實現效率的低不確定度測試，必須研究更精確的數學模型和測試數據校正技術，并實現自動控制測量。
2高效和超高效電機效率測試系統
高效和超高效電機效率測試系統所組成的高效電機試驗系統包括了正弦波變頻電源、負載穩定系統、高精度測試系統、自動控制系統等幾大部分，如圖l所示。系統的容量可以根據被試驗電機規格來選配，滿足0 37~ 375 kw高效和超高效電機的效率 |
