IEC34电机标准.docx
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IEC34电机标准
IEC34电机标准
旋转电机
第1部分定额和性能
一适用范畴
1.适用范畴
本举荐标准适用于旋转电机，不受输出功率和电压的限制，但不适用于牵引电机、船用和航电机。
牵引电机须符合IEC出版物48《牵引电动机规则》，101《电动机车辅助电机规则（电动机和发电机）》以及102《内燃机车电力传动规则（主直流电动机和发电机）》；船用电机须符合IEC出版物92《船用电气装置》。
注：
尽管上述电机不在本标准的适用范畴内，但负责此种电机的委员会在他们的举荐标准中往往援引本标准适当的部分。
本标准在一样地应用于汽轮发电机时，须附加许多举荐性条款，如用于IEC出版物34-3中的三相
50蒸汽轮发电机。
本标准不能全部地适用于微型电机。
二定义
2.概述
用于本标准的一样术语的定义，可参考《国际电工词汇第10组》〔见IEC出版物50-10〕。
本标准需用的定义如下。
2.1定额
是由制造厂按照对电机规定的各项要求，并标于铭牌上的电量和机械量连同其运行连续时刻和顺序的全部数值。
2.2额定值
定额中各个量的数值。
2.3额定输出功率
定额中输出功率的数值。
2.4负载
表明在某一时刻通过电路或机械装置加于电机所需要的全部电量和机械量的数值。
2.5空载
指电机在额定条件下按正常的转速运行而无输出的如此一种状态。
2.6停机与断能
电机既无运动，又无电能或机械能输入。
2.7工作制
对电机所承担的各种负载包括负载、空载、停机与断能及其运行连续时刻和顺序的规定。
2.8工作制类型。
在规定的连续时刻内由一组或多组恒定的负载所组成的工作制。
2.9热稳固
电机各部分所观看到的温升变化达到每小时不超过2℃时的状态。
2.10负载连续率
包括起动和电制动在内的负载时刻与整个工作周期时刻之比，以百分数表示。
2.11交流电动机最初起动转矩
当输入额定电压和频率时，在静止状态下电动机所产生的最小转矩。
此转矩应用瞬态现象消逝后之值。
2.12交流电动机最初起动电流
当输入额定电压和频率时，在静止状态下电动机所吸取的最大均方根电流。
此电流应用瞬态现象消逝后之值。
2.13交流电动机的最小转矩
当输入额定电压和频率时，从零转速至相应于最大转矩时的转速之间电动机所产生的最小转矩。
此定义不适用于随转速增加而转矩连续下降的异步电动机。
注：
此值适用于不包括瞬态效应的一样平均转矩特性。
2.14交流电动机的最大转矩
在额定电压和频率（对同步电动机还应在额定励磁）下运行时，电动机所能产生的最大转矩。
此定义不适用于随转速增加而转矩连续下降的异步电动机。
注：
此值适用于不包括瞬态效应的一样平均转矩特性。
三工作制与定额
3.工作制表示和定额选用的规则
在负载不变或按预定变化方式的某些情形下，它可用数字或借助于变化量的时刻顺序图表来表明。
如实际的时刻顺序不能确定，则应从第4章所列的工作制类型中指定或选定一个不比实际繁复程度低的假定时刻顺序。
定额应由制造厂规定以表明电机的工作能力。
不论电机具有第4章所述的某一工作制，都应具有由制造厂按第2章定额的定义而标明其量值的铭牌。
此外，因为电机有一个温升随运行时刻的增长率，而本标准又规定了温升的限值，因而应在“定额”之前冠以适当的词语以表明运行的连续时刻，对此，电机能在规定数值下运行而又符合本标准。
对一样用途电机，它应能长期地提供它的定额，并以适当的词语表明此点。
对旨在用于提供变动负载或负载中包括空载间歇或负载中包括停机和断能间歇的电机，亦应有适当的词语表明。
电机的定额既由制造厂按照他们的知识、体会和最佳的估算而定的，且通常同意在安装地点有一定的爱护期，故若要进行试验，通常按等效定额进行即可。
如用户期望按实际或估量的工作制进行试验，则应与制造厂协商，但这并不是经常采纳的。
应该承认，短时刻的试验，其本身并不能保证电机在若干年内无故障地运行，在长期运行中，制造厂的体会与信誉是用户的要紧保证。
这在达成试验协议时应考虑在内的。
4.工作制类型
〔注：
尽管这8种工作制要紧适用于电动机，但其中某些类型也适用于发电机（例如：
S1、S2）。
〕
工作制的分类如下：
4.1连续工作制（S1）
在恒定负载下连续运行，其时刻是以达到热稳固状态（见图1）。
4.2短时工作制（S2）
在恒定负载下按给定的时刻运行，在未达到热稳固前，即停机和断能，其时刻是以使电机再度达到与冷却介质温度之差在2℃以内（见图2）。
图1连续工作制S1N-在额定条件下运行θmax-达到的最高温度
图2短时工作制S2N-在额定条件下运行θmax-在工作的周期中达到的最高温度
4.3断续周期工作制（S3）
〔注：
每一周期的时刻一样较短，以致不能达到热稳固（见第5.4条）。
〕
是一系列相同的工作周期，每一周期包括一段恒定负载运行的时刻和一段停机与断能的时刻（见图3）。
在这类工作制中，每一周期的起动电流对温升无明显的阻碍。
4.4包括起动的断续周期工作制（S4）
是一系列相同的工作周期，每一周期包括一段对温升有阻碍的起动时刻，一段恒定负载运行时刻和一段停机与断能的时刻（见图4）。
图3断续周期工作制S0N-在额定条件下运行R-停机与断能θmax-在工作的周期中达到的最高温度
①-一个周期
图4包括起动的断续周期工作制S1
D-起动
N-在额定条件下运行
R-停机与断能
θmax-在工作的周期中达到的最高温度
①-一个周期
4.5包括电制动的断续周期工作制（S5）
〔注：
每一周期的时刻一样较短，以致不通达到热稳固（见第5.4条）。
〕
是一系列相同的工作周期，每一周期由一段起动时刻，一段恒定负载运行时刻，一段快速电制动时刻和一段停机与断能的时刻所组成（见图5）。
4.6连续工作制（S6）
是一系列相同的工作周期，每一周期由一段恒定负载运行时刻和一段空载运转时刻所组成。
没有停机与断能时刻（见图6）。
4.7包括电制动的连续周期工作制（S7）
是一系列相同的工作周期，每一周期由一段起动时刻，一段恒定负载运行时刻和一段电制动时刻所组成。
没有停机与断能时刻（见图7）。
4.8包括负载与转速相应变化的连续周期工作制（S8）
是一系列相同的工作周期，每一周期由一段按预定转速的恒定负载运行时刻，继之以一个或几个按另一转速（例如感应电动机用变更极数予以实现）的恒定负载运行时刻所组成。
没有停机与断能时刻（见图8）。
图5包括电制动的断续周期工作制S5
D-起动
N-在额定条件下运行
F-电制动
R-停机与断能
θmax-在工作的周期中达到的最高温度
①-一个周期
图6连续工作制S6
N-在额定条件下运行
V-空载运行
θmax-在工作的周期中达到的最高温度
①-一个周期
图7包括电制动的连续周期工作制S7
D-起动
N-在额定条件下运行
F-电制动
θmax-在工作的周期中达到的最高温度
①-一个周期
负载连续率=1
图8包括负载与转速相应变化的连续周期工作制S8
F1F2-电制动N1N2N3-在额定条件下运行
D-加速θmax-在额定条件下运行
①-一个周期
负载连续率
5.定额
在规定电机定额时，制造厂应从以下第5.1～5.4条所规定的定额等级中选定一种。
5.1最大连续定额
是制造厂对电机的负载和运行条件的规定。
电机应能满足本标准的各项要求，作长期的运行。
5.2短时定额
是制造厂对电机的负载、运行时刻和条件的规定。
电机应满足本标准的各项要求，在规定的时限内运行，并在环温的冷态下起动。
短时定额时限优先采纳10，30，60和90分钟。
5.3等效连续定额
是制造厂为了试验的需要，对电机的负载和运行条件作出的规定。
电机应能满足本标准的各项要求而连续运行至热稳固。
这些规定认为与第4章所列工作制类型之一是等效的。
5.4工作制定额
是制造厂对电机的负载和运行条件的规定。
电机在满足本标准要求的同时，应能按工作周期运行。
如采纳此定额等级时，应符合第4章所列工作制之一。
每一工作周期的时刻为10分钟，妇载连续率应为下列数值之一。
15%25%40%60%
为使制造厂能恰当地规定工作周期定额，用户应提供所需工作制的全部细节。
5.5惯量率（F1）--贮能常数
在额定转速下电动机的贮能常数（H）（见IEC出版物34-4）以及在额定转速下负载的贮能常数应予以规定，后者用惯量率（FI）表示，即全部负载转动惯量（折算到电动机轴上）加电动机的转动惯量与电动机转动惯量之比。
6.标志
每一工作制是用第4章规定的缩写字样作为标志。
对S2工作制，在缩写字样后附加工作连续时刻。
对S3和S6工作制，在缩写字样后附加负载连续率。
例：
S260分钟
S325%
S410%
对S4和S5工作制，在编写字样后附加负载连续率、电动机贮能常数（H）和负载贮能常数（11）、或电动机定能常数（H）和惯量率（FI）。
例：
S425%电动机H·2负载H·4
或S425%电动机H·2FI·3
S7工作制，在编写字样后附加电动机定能常数（H）和负载贮能常数（H）、或电动机贮能常数（H）和惯量率（FI）。
例：
S7电动机H·1己载H·5
或S7电动机H·1FI·6
对S8工作制，在编写字样后附加电动机贮能常数（H）和负载贮能常数（H）、或电动机贮能常数（H）和惯量率（FI），并连同每一固定转速下的负载，转速和负载连续率。
例：
S8电动机H·1负载H·924kW740转/分30%
电动机H·1负载H·960kW1460转/分30%
电动机H·1负载H·945kW980转/分40%
或S8电动机H·1FI·1024kW740转/分30%
S8电动机H·1FI·1060kW1460转/分30%
S8电动机H·1FI·1045kW980转/分30%
7.定额的规定
定额应按“三”的规定选取。
并按“+”的规定标于铭牌上。
对具有多组定额的电机，其每组定额应全面符合本标准的各有关规定。
如电机进线制与汇流排间接有电抗器，并作为电机整体的一个部分时，则定额应归算至汇流排和电抗器的线端（其中不包括电力变压器）。
8.输出功率定额
8.1直流发电机
出线端的额定输出功率，用瓦（W）表示。
8.2交流发电机
出线端的额定输出功率，用伏安（VA）为单位的视在功率，连同功率因数来表示。
8.3电动机
轴上的有效机械功率，用瓦（W）表示。
注：
对电本门轴上的有效机械功率，专门多国家惯用马力来表示〔1hp相当于745.W.1ch（马力时或公制的η）相当于736W〕。
8.4同步补偿机
线端定额，用在欠用及过励状态下的无功伏安（乏）来表示。
9.电压定额
9.1额定电压
在额定输出功率时电机线端用的电压。
9.2在较小的指定电压范畴内额定运行的发电机
直流发电机
对在较小的电压范畴内额定运行的直流发电机，除非另有规定（见第13章），额定的输出功率和电流应对应于该范畴内的最高电压。
交流发电机
对在较小的指定电压范畴内额定运行的交流发电机，除非另有规定（见第13章），额定的输出功率和功率因数应对应于该范畴内的任何电压。
10.总定额
10.1多速电动机的定额
对多速电动机，应对每一转速给定明确的定额。
10.2变速电动机的定额
对变速电动机，应对规定范畴内的最高和最低转速给定明确的定额。
如某些中间转速的定额是重要的，则亦应给定。
四现场条件
11.海拔和温度
除制造厂与用户另有协议外，电机应按以下的现场条件设计。
11.1海拔
海拔高度不超过1000米。
电机指定在海拔超过1000米地点的使用时，应按第16.3条的规定。
电机指定在冷却介质温度因高海拔的关系而降低的地点使用时，见第16.3条的规定。
11.2温度
冷却介质温度不超过40℃。
电机指定在冷却介质最高温度非40℃的环境下使用时，应按第16.3条的规定。
对有水冷热交换器的电机，热交换器的进水温度应不超过25℃。
12.电流和电压的波形和对称性
电机应能在如下条件中运行：
12.1供电电压对交流电动机应为实际正弦波形。
对多相电动机并应为实际平稳系统。
注：
知电压波形的任一瞬时值与同相基波瞬时值之差不大于后者波幅的5%时，则认为是
实际正弦波形。
如多相电压系统中电压的负序和零序重量均不超过正序重量的2%时
，则认为是实际平稳系统。
12.2对交流发电机，其所供电的回路应为实际无畸变和实际平稳（但应参看第22章）。
注：
由正弦波电压供电的回路，如电流为实际正弦波形；亦即电流波形的任一瞬时值与与同相基波瞬时值之差不大于后者波幅的5%，则认为是实际无畸变回路。
由平稳电压系统供电的回路，如电流系统为实际平稳；亦即电流的负序和零序重量均不超过正序重量的5%时，则认为是实际平稳回路。
13.运行期间的电压变化
若发电机的输出电压在其额定值的95%至105%之间变化时，则在额定转速（对交流发电机并要求在额定功率因数）下，应能坚持其额定输出。
若电动机的供电电压（对交流电机应在额定频率）在其额定电压95%至105%之间变化时，应能提供其额定输出。
电压在上述极限而长期运行的情形下，温升限值可超过表1的规定，其值为：
输出为1000kW（或kVA）及以下的电机--10℃
输出为1000kW（或kVA）以上的电机--5℃
注：
电机应不超载或在与额定条件有差异的条件下运行，但已了解能够适用于此种用途者除外。
五温升
14.温升试验时的条件
14.1冷却介质温度
电机可在任一方便的冷却介质温度下作试验。
若试验时的冷却介质温度与为安装地点规定的（或
16.3.10款所假定的）温度之差大于30℃，应按16.3条中的规定修正。
14.2试验时冷却介质温度的测量
试验时的冷却介质温度，应采纳试验过程中最后的四分之一时刻内，按相等时刻间隔测得的几个温度计读数的平均值。
为了幸免由于大电机温度与冷却介质温度变化之间的时滞所引起的误差，应采取一切适当的措施以减少这些变化。
14.2.1用周围空气或气体冷却的开启式电机
周围的空气或气体的温度，可用几只温度计分布在电机四周进行测量，温度计安置在距离电机
1～2米处，其高度为电机之半，并应防止一切幅射热和气流的阻碍。
14.2.2用外接冷却器和管道通风冷却的封闭式电机
冷却介质温度应在电机的进风处测量。
14.2.3用内冷却器冷却的封闭式电机
冷却介质温度在热交换器的出口处测量。
对有水冷热交换器的电机，水温应在冷却器的入口处测量。
15.温升的测量方法
15.1电机某一部分的温升
电机某一部分的温升即按15.3～15.7条中的适当方法测出的该部分温度与按14.1和
14.2款所测出的冷却介质温度之差。
15.2温度的测量方法
电机绕组和其他部分温度的测量方法有三种：
a）温度计法；
b）电阻法；
c）埋置检温计法。
15.3绕组温度的测量方法
对额定输出为5000KW（或KVA）及以上的汽轮乏电机和额定输出为5000KW（或KVA）及以上或铁心长度为1米及以上的凸极电机和感应电机的定子绕组温度，应采纳电阻法或直置检温计法测量。
除制造厂与用户双方另有协议外，应用埋置检温计法。
对磁场绕组，优先采纳电阻法。
除上述大电机或每槽只有一个绕圈边的电机以外，电机定子绕组测温不用埋置检温计法而用电阻法，其温升限值应与埋置检温计法相同。
注：
为了校核这种绕组在工作中的温度，在槽底埋置检温计的意义不大，因它所测得的
要紧是铁心温度，关于线圈与槽楔间的检温计将能测得更接近于绕组的温度，尽管
那儿的温度可能较低，但作为校核是比较好的。
在那儿测出的温度与用电阻法测出
的温度相互间的关系应通过温升试验来确定。
应为检温计法测得的温度规定一个合
适的限值，并与相应的电阻法承诺温度相吻合。
温度计法适用于埋置检温计法和电阻法都不适用的场合。
温度计法亦可在如下场合中使用：
a）当实际上不可能用电阻法来确定温升时，例如：
低电阻的换向极线圈和补偿绕组，以及一样讲来属于低电阻，专门是和引线电阻和接触电阻占整个电阻相当大一部分的绕组；
b）旋转或静止的单层绕组；
c）由于批量生产的缘故，虽可采纳电阻法，但亦仅用温度计法。
注：
测量时不需要温度计法和电阻法同时并用，表1给定的温度计法和电阻法的温升值不作为相互校核之用。
如用户除电阻法测得的数据外，期望得到用温度计放置在能够达到最热点处所测得的数据时，应取得专门协议，该数据不应超过如下数值：
A级绝缘绕组65℃
E级绝缘绕组80℃
B级绝缘绕组90℃
F级绝缘绕组110℃
H级绝缘绕组135℃
15.4温度计法
此法是用温度计在成品电机可触到的表面上测定温度。
所谓“温度计”也包括非埋置的热电偶和电阻式温度计，后者只能用于一样膨胀式温度计所能触到的各点上。
如膨胀式温计安放位置具有强交变或移动的磁场时，应用酒精温度计代替水银温度计。
15.5电阻法
此法是用绕组电阻的增长来确定绕组的温升。
15.6叠加法（带电测量法）
对交流电机，若预经协定，可不中断试验而用叠加法测量电阻。
此法包括将一个小的直流测试电流叠加于绕组的负载电流上。
15.7由电阻的增长来确定铜绕组的温升
温升t2-t1可用下式从电阻的比例中求得：
式中：
t2--试验终止时绕组的温度（℃）；
t1--测量绕组（冷态）的初始电阻时的温度（℃）；
ta--度验终止时冷却介质的温度（℃）；
R2--试验终止时绕组的电阻；
R1--在温度t1（冷态）时绕组的电阻。
在有用上，用以下变换式较为便利：
当用电阻法测定绕组的温度时，在试验前用温度计测得的绕组温度，应实际上是冷却介质的温度。
注：
对铜以外的其他材料，上式235那个系数应代以该材料在0℃时电阻温度系数的倒数。
15.8埋置检温计（E.T.D）法
埋置检温计，即在电机制造过程中埋置于制造完成后不能达到的各点上的电阻式温度计或热电偶。
15.9用埋置检温计测量温度的方法
当采纳E.T.D法时，在电机制造时至少应埋置六个检温计，沿定子周围作适当分布。
当尽力使检温计埋置地点为可能的最热点，并应采取幸免与冷却介质接触的有效爱护措施。
15.9.1每槽有两个线圈边
当绕组在每槽内有两个线圈边时，每个检温计应置于槽内两绝缘线圈边之间。
15.9.2每槽有两个以上的线圈边
当绕组在每槽内有两个以上线圈边时，每个检温计应置于绝缘线圈边之间的估量最热点处。
15.10电机停机后测定值的修正
15.10.1当温度只能在电机停机后测得时，应尽可能迅速地测得初始点从而画出冷却曲线。
两种可能性会显现：
a）如被测部分自停机瞬时开始平均地冷却，则试验终结时的最高温度可借冷却曲线用外推法推出；
b）如在停机后一系列测量点显示出温度先升高而后下降，上述外推法则不适用。
这时，应以测得的最高温度为准，但如在测量点邻近有相同部分的其他点，其容许温升可比测量点高时则为例外。
在后一种情形下，取测得的第一点读数即可。
15.10.2外推法只在断电经下列时刻后赶忙测得第一次温度时才以采纳：
额定输出为0～50kW（kVA）--30秒
额定输出为50能上能下上～200kW（kVA）--90秒
15.10.3对每槽只有一个线圈边的电机，如能专门快地停转，例如在断电后90秒内，能够采纳电阻法。
如超过90秒，可采纳叠加法（见15.条），但须经事先商定。
15.10.4对惯量较大的电机，外推法只在制造厂与用户取得协议后方可采纳。
15.11连续定额电机温升试验的连续时刻
对连续定额（或工作制S1）电机，温升试验应连续至热稳固。
如有可能，温度应在运转时和停机后都测取。
15.12非连续定额电机的温升试验
15.12.1短时定额（或工作制S2）
连续时刻按该定额的规定，在试验终结时，温升应不超过表1规定的限值。
在试验开始时，电机温度与冷却介质温度之差应在5℃以内。
15.12.2其他型式定额（或工作制S3至S8）
试验应在达到热稳固后终止。
为果核是否达到热稳固，应在每一周期最大负载时刻之末测取温度。
在最后一个周期中最大负载并连续时刻的前半段终了时，温升应不超过表1规定的限值。
16.温度和温升限值
16.1温度和温升限值表
表1列出空气冷却，用A、E、B、F和H级材料绝缘的电机，从冷却介质温度起算的容许温升限值。
对Y级绝缘材料，其容许温升限值比A级低15℃。
对C级绝缘材料，其温升限值目前尚无规定。
对有水冷热交换器的电机，温升应从热交换器出口处的冷却介质温度起算。
但在双方取得协议而热交换器入口的水温不超过25℃，应符合第16.3条对冷却介质条件的各项规定。
对汽轮发电机，应进一步参考IEC出版物34-3。
对短时工作制电机，如制造厂与用户商定，温升限值可按表1规定的增加10℃。
但应注意在达到绝缘短时耐热极限前引起苦恼的其他效应，例如：
在长铁心电机中的膨胀和收缩效应。
表2列出绕组氢气间接冷却的电机从氢气温度起算的容许温升限值。
冷却介质入口温度应不超过
40℃。
表3列出有效部分用气体或液体直截了当冷却的电机的容许温度限值。
若电机的一个绕组为间接冷却而另一绕组为直截了当冷却时，则每一绕组的温度或温升限值应分不符合相应表格的规定。
注：
表3的数做均为温度，而表1和2的数值则为温升。
16.2额定电压超过11000伏的定子绕组
a）空气冷却电机
对额定电压超过11000伏完全绝缘的定子绕组，其温升限值应减去如下数值：
17000伏及以下，按每1000伏（或不足1000伏）运算，当用温度计法测量时减去1.5℃；用检温计法则减去1℃。
17000伏以上，用温度计法或检温计法测量时，按每1000伏（蔌不足1000伏），须再减去0.5℃。
b）氢气间接冷却电机
若额定电压超过11000伏，温升限值应减去如下数值：
自17000伏及以下，按每1000伏（或不足1000）运算，减去1℃。
17000伏以上，按每1000伏（或不足1000）运算，须再减去0.5℃。
16.3考虑冷却介质温度和海拔等运行条件，在海平面温升限值基础上进行的调整。
当冷却介质温度为40℃以及海拔不超过1000米时，表1所规定的温升限值不作调整。
本条及其各项规定适用于大气压力状态下的空气或其他气体冷却，而冷却介质温度不是40℃或用于海拔高于1000米的电机。
若海拔高于4000米，则有关海拔的调整应由制造厂和用户商定。
与第16.3.1至16.3.10款规定相适应的安装位置条件归纳如表4所示。
空气冷却电机的温升限值℃表1
`
注：
*对高压交流绕组的修正适用于这些项目（见16.2条）。
也包括多层磁场绕组，但各下层都与循环冷却介质接触。
**若采纳相应的绝缘，第序号9所规定的温升是容许的；但如换向器和集电环与绕组靠近，则它们的温升应不超过绕组绝缘等级的容许限值，温升值只限于用膨胀式温度计测得。
***在用90℃和100℃温升时，对电刷质量的选择需专门注意。
氢气间接冷却电机的温升限值℃表2
这是温升限值依氢气压力而定的唯独项目
*对高压交流绕组的修正适用于这些项目（见16.2条）。
也包括多层磁场绕组，但各下层都与循环冷却介质接触。
**若采纳相应的绝缘，表中9所规定的温升是容许的，但如换向器集电单与绕组带近，则它们的温升应不超过绕组绝缘等级的容许限值。
温升值
升级会员 