ICS29160

K20.

中華人民共和國國家標準

GB/T21209—2017/IECTS60034-252014

代替:

GB/T21209—2007,GB/T20161—2008

用于電力傳動系統的交流電機

應用導則

ACelectricalmachinesusedinpowerdrivesystems—Applicationguide

(IECTS60034-25:2014,Rotatingelectricalmachines—

Part25:ACelectricalmachinesusedinpowerdrivesystems—

Applicationguide,IDT)

2017-11-01發布2018-05-01實施

中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局發布

中國國家標準化管理委員會

GB/T21209—2017/IECTS60034-252014

:

目次

前言

…………………………Ⅴ

引言

…………………………Ⅶ

范圍

1………………………1

規范性引用文件

2…………………………1

術語和定義

3………………2

系統特性

4…………………4

概述

4.1…………………4

系統信息

4.2……………4

轉矩轉速因素

4.3/………………………4

對電機的要求

4.4………………………8

損耗及其影響電壓源變頻器供電的感應電機

5()………9

概述

5.1…………………9

變頻器供電產生的附加損耗的分布和減少方法

5.2…………………10

變頻器特性降低電機損耗

5.3…………11

使用濾波器降低變頻器供電引起的電機附加損耗

5.4………………12

溫度和預期壽命

5.5……………………12

電機效率的確定

5.6……………………12

噪聲振動和扭轉振蕩

6、…………………13

噪聲

6.1…………………13

振動不包括扭轉振蕩

6.2()……………15

扭轉振蕩

6.3……………16

電機絕緣電應力

7…………………………16

概述

7.1…………………16

原因

7.2…………………17

繞組電應力

7.3…………………………18

職責

7.4…………………20

降低電壓應力的方法

7.5………………20

絕緣應力承受能力

7.6…………………21

軸承電流

8…………………21

變頻器供電電機軸承電流的來源

8.1…………………21

高頻軸承電流的產生

8.2………………22

共模電路

8.3……………23

雜散電容

8.4……………23

過量軸承電流的后果

8.5………………25

防止高頻軸承電流損害

8.6……………25

高壓電壓源變頻器供電電機的額外考慮因素

8.7……………………27

Ⅰ

GB/T21209—2017/IECTS60034-252014

:

高壓電流源型變頻器供電電機的軸承電流保護

8.8…………………28

安裝

9………………………28

接地搭接接地和布線

9.1、……………28

電抗器和濾波器

9.2……………………33

功率因數修正

9.3………………………34

一體化電機集成電機和傳動模塊

9.4()………………34

電壓源變頻器供電永磁同步電機的額外考慮因素

10…………………35

系統特性

10.1…………………………35

損耗及其影響

10.2……………………35

噪聲振動和扭轉振蕩

10.3、……………35

電機絕緣電應力

10.4…………………35

軸承電流

10.5…………………………35

永磁體的特殊方面

10.6………………35

高壓電壓源變頻器供電籠型感應電機的額外考慮因素

11……………36

概述

11.1………………36

系統特性

11.2…………………………36

損耗及其影響

11.3……………………37

噪聲振動和振蕩轉矩

11.4、……………37

電機絕緣電應力

11.5…………………38

軸承電流

11.6…………………………40

電壓源變頻器供電同步電機的額外考慮因素

12………40

系統特性

12.1…………………………40

損耗及其影響

12.2……………………40

噪聲振動和扭轉振蕩

12.3、……………40

電機絕緣電應力

12.4…………………40

軸承電流

12.5…………………………40

方波型電流源變頻器供電籠型感應電機的額外考慮因素

13…………40

系統特性見圖和圖

13.1(3031)……………………40

損耗及其影響

13.2……………………41

噪聲振動和扭轉振蕩

13.3、……………43

電機絕緣電應力

13.4…………………43

軸承電流

13.5…………………………43

六相籠型感應電機的額外考慮因素

13.6……………43

負載換向式電流源變頻器供電同步電機的額外考慮因素

14(LCI)…………………43

系統特性

14.1…………………………43

損耗及其影響

14.2……………………45

噪聲振動和扭轉振蕩

14.3、……………45

電機絕緣電應力

14.4…………………45

軸承電流

14.5…………………………45

脈寬調制電流源變頻器供電籠型感應電機的額外考慮因素

15(PWMCSI)…………45

系統特性見圖

15.1(34)………………45

Ⅱ

GB/T21209—2017/IECTS60034-252014

:

損耗及其影響

15.2……………………46

噪聲振動和扭轉振蕩

15.3、……………46

電機絕緣電應力

15.4…………………46

軸承電流

15.5…………………………46

轉子回路上由電壓源變頻器供電的繞線轉子感應異步電機的額外考慮因素

16()…47

系統特性

16.1…………………………47

損耗及其影響

16.2……………………47

噪聲振動和扭轉振蕩

16.3、……………47

電機絕緣電應力

16.4…………………47

軸承電流

16.5…………………………47

其他電機變頻器系統

17/…………………47

交交變頻器供電傳動

17.1……………47

轉子回路上由電流源變頻器供電的繞線轉子感應異步電機

17.2()………………49

電壓源變頻器供電標準定速感應電機范圍內的額外考慮因素

18(IEC60034-12)…49

變頻器運行時的轉矩降低

18.1………………………49

損耗及其影響

18.2……………………50

噪聲振動和扭轉振蕩

18.3、……………51

電機絕緣電應力

18.4…………………51

軸承電流

18.5…………………………51

最大安全運行轉速

18.6………………52

電壓源變頻器供電同步磁阻電機的額外考慮因素

19…………………52

系統特性

19.1…………………………52

損耗及其影響

19.2……………………52

噪聲振動和扭轉振蕩

19.3、……………52

電機絕緣電應力

19.4…………………52

軸承電流

19.5…………………………52

同步磁阻電機的特殊方面

19.6………………………53

附錄資料性附錄變頻器特性

A()………………………54

附錄資料性附錄兩電平電壓源變頻器輸出電壓特性頻譜

B()………58

附錄資料性附錄變頻器和電機電力接口處的預期電壓

C()…………61

參考文獻

……………………65

Ⅲ

GB/T21209—2017/IECTS60034-252014

:

前言

本標準按照給出的規則起草

GB/T1.1—2009。

本標準代替變頻器供電籠型感應電動機設計和性能導則和

GB/T21209—2007《》GB/T20161—

變頻器供電的籠型感應電動機應用導則與和相比主

2008《》,GB/T21209—2007GB/T20161—2008,

要技術變化如下

:

將的內容合并至相關條款見第章第章附錄

———GB/T20161GB/T21209(13、18、A);

將變頻器供電電機電壓范圍擴展到以上見

———1000V(7.4.2);

將籠型感應電機以外的其他類型電機納入本標準見第章第章第章第章第

———(10、12、14、16、

章

17);

將電壓源變頻器以外的其他類型變頻器納入本標準見第章第章第章第章

———(13、14、15、17);

增加了術語和定義見

———(3.1、3.3、3.5、3.6、3.14、3.15、3.16);

增加了同步電機轉矩轉速性能及范圍的描述見

———/(4.3.2);

增加了安全運行轉速超速性能和超速試驗的說明見

———、(4.3.5);

增加了冷卻裝置及冷卻方式的說明見

———(4.3.6);

修改了圖變頻器輸出電壓頻率特性的例子及其說明見圖年版的圖

———3“/”(3,20074);

修訂了第章損耗及其影響對變頻器類型進行了細分見年版的

———5“”:(5.1,20075.1);

增加了圖定子鐵心振動模式見

———8“”(6.1.3);

修訂了第章電機絕緣電應力更新了圖第一匝線圈的電壓與沖擊上升時間的函數關

———7“”:13“

系見圖年版的圖

”(13,200715);

刪除了原表聲功率級與輸出功率的關系更新為新的表電機端沖擊電壓絕緣等級限值見

———4,4(

年版的

7.4.1,20076.2.3);

修訂了第章軸承電流增加了影響軸承電流的其他因素和特征高壓變頻器供電電機的具

———8“”:、

體要求等條款

;

增加了第章安裝的功率因數修正和一體化電機條款見

———9“”“”“”(9.3、9.4);

增加了第章第章其他類型變頻器和交流電機系統的性能特征和具體要求見第

———10~19(10

章第章

~19);

修改了附錄增加了變頻器并聯運行條款見附錄年版的

———A,“”(A、A.2.5,20074.4);

修改了附錄增加了變頻器輸出電壓特性頻譜及電機電流時間特性見附錄圖

———B,(B,B.1、

圖圖年版的附錄

B.4、B.6,2007A);

增加了附錄提供了典型計算案例見附錄

———C,(C)。

本標準使用翻譯法等同采用旋轉電機第部分用于電力傳動系統的

IECTS60034-25:2014《25:

交流電機應用導則

》。

與本標準中規范性引用的國際文件有一致性對應關系的我國文件如下

:

旋轉電機定額和性能

———GB/T755—2008(IEC60034-1:2004,IDT);

旋轉電機冷卻方法

———GB/T1993—1993(IEC60034-6:1991,IDT);

調速電氣傳動系統第部分電磁兼容性要求及其特定的試驗方法

———GB/T12668.3—20123:

(IEC61800-3:2004,IDT);

調速電氣傳動系統第部分安全要求電氣熱和能量

———GB/T12668.501—20135-1:、

(IEC61800-5-1:2007,IDT);

Ⅴ

GB/T21209—2017/IECTS60034-252014

:

單速三相籠型感應電動機起動性能

———GB/T21210—2016(IEC60034-12:2016,IDT);

旋轉電機電壓型變頻器供電的旋轉電機型電氣絕緣結構的鑒別

———GB/T22720.1—2008Ⅰ

和型式試驗

(IEC60034-18-41:2006,IDT);

旋轉電機電壓型變頻器供電的旋轉電機耐局部放電電氣絕緣結構

———GB/Z22720.2—2013

型的鑒別和認可試驗

(Ⅱ)(IECTS60034-18-42:2008,IDT);

旋轉電機牽引電機除外確定損耗和效率的試驗方法

———GB/T25442—2010()(IEC60034-2-1:

2007,IDT);

變頻器供電交流感應電動機確定損耗和效率的特定試驗方法

———GB/T32877—2016

(IEC/TS60034-2-3:2013,IDT)。

本標準做了下列編輯性修改

:

考慮到我國標準體系標準名稱改為用于電力傳動系統的交流電機應用導則

———,“”;

增加了參考文獻

———。

本標準由中國電器工業協會提出

。

本標準由全國旋轉電機標準化技術委員會歸口

(SAC/TC26)。

本標準起草單位上海電機系統節能工程技術研究中心有限公司臥龍電氣集團股份有限公司中

:、、

車永濟電機有限公司雷勃電氣無錫有限公司山東華力電機集團股份有限公司河北電機股份有限

、()、、

公司福建安波電機集團有限公司上海德驅馳電氣有限公司浙江金龍電機股份有限公司西安泰富西

、、、、

瑪電機有限公司浙江滬龍科技股份有限公司安徽明騰永磁機電設備有限公司南車株洲電機有限公

、、、

司國家橋門式起重機械產品質量監督檢驗中心江蘇大中電機股份有限公司西門子中國有限公司

、、、()、

中達電機股份有限公司康富科技股份有限公司

、。

本標準主要起草人陳偉華顧衛東李秀英趙代夫張培軍陳理張文斌楊秀軍韓順虎

:、、、、、、、、、

陳仙根葉葉周傳華朱義潛梅洛明周黎民蘇文勝

、、、、、、。

本標準所代替標準的歷次版本發布情況為

:

———GB/T21209—2007。

———GB/T20161—2006、GB/T20161—2008。

Ⅵ

GB/T21209—2017/IECTS60034-252014

:

引言

變頻器供電的電機傳動系統的性能特征和運行參數受到整個傳動系統的影響包括供電系統變頻

,、

器布線電機機械軸系以及控制裝置其中每一部分的技術類型繁多本標準引用的一些量值僅為提

、、、,,

示性質

。

電力傳動系統的設計涉及一些重要參量考慮到系統內復雜的技術關聯和運行狀態的多樣性要對

,,

這些參量規定數值或限值已超出了本標準的范圍和目的

。

現實情況是大多數電力傳動系統是由不同制造廠生產的部件組成的本標準的目的在于對這些部

。

件對電機設計及其性能特征的影響盡可能地作出說明

。

本標準涉及的電機包含變頻器供電專用設計的交流電機以及規定范圍內變頻器供

,IEC60034-12

電的電機其設計原本用于電網供電

,。

Ⅶ

GB/T21209—2017/IECTS60034-252014

:

用于電力傳動系統的交流電機

應用導則

1范圍

本標準描述了變頻器供電交流電機的性能特征明確了變頻專用電機的設計特點本標準還規定

,。

了作為電力傳動系統一部分的電機和變頻器之間的接口參數和相互作用包括安裝指南但不包括電源

,,

接口處的電壓這部分電壓由描述

,IECTS61800-8。

系列標準的其他相關部分的一般要求也適用于本標準范圍之內的電機

IEC60034。

電機若運行于潛在爆炸性氣體環境[1]系列或[2]系列有額外的粉塵防爆的附

,IEC60079IEC61241

加要求

。

安全性并非本標準的主要涉及內容但其給出的一些建議牽涉到必須考慮的安全性問題

,。

若變頻器制造商給出了特定的安裝建議則宜優先采用其建議