劉罡

湖州衡鼎產(chǎn)品檢測中心 浙江湖州 313000

近年來，隨著各行各業(yè)要求的不斷提高，對于電機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)也提出了更高要求，在對電機(jī)能效進(jìn)行測試的過程中，所使用的技術(shù)逐漸成熟，已經(jīng)可以熟練的運(yùn)用各大先進(jìn)技術(shù)加以測試，這對于提高電機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)有著積極意義。電機(jī)可以將電磁能轉(zhuǎn)化成為機(jī)械能，在這個(gè)過程中并不會(huì)消耗任何的能量，但是在具體的運(yùn)行過程中，能量之間的轉(zhuǎn)換難免會(huì)帶來一些能量消耗問題，導(dǎo)致電機(jī)失效，這成為了工業(yè)節(jié)能的重中之重。

1 國內(nèi)外電機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)

1.1 國外標(biāo)準(zhǔn)

美國對于電機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)的提出來源于1970 年左右，當(dāng)時(shí)，正面臨世界能源危機(jī)，連續(xù)三年的石油危機(jī)爆發(fā)之后，使得美國面臨二戰(zhàn)之后最嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)危機(jī)，美國的工業(yè)生產(chǎn)率也因此有明顯的下降[1]。這對于美國的經(jīng)濟(jì)而言，帶來了非常大的負(fù)面影響，在該背景下，美國為了實(shí)現(xiàn)發(fā)展，開始將重心轉(zhuǎn)移到節(jié)能行動(dòng)中來。在上世紀(jì)九十年代初期，美國頒布了《能源政策法案》，在該法案中明確提出了相關(guān)用能產(chǎn)品能效要求，其中就包含了電機(jī)要求。并專門針對電機(jī)能效提出了EPACT 標(biāo)準(zhǔn)。在該標(biāo)準(zhǔn)中指出，從1997 年開始不管是進(jìn)口電機(jī)還是出廠電機(jī)，都應(yīng)當(dāng)將其安裝在成套設(shè)備上，并且必須滿足EPACT 標(biāo)準(zhǔn)要求。而在對電機(jī)能效進(jìn)行測試上，美國主要是從上世紀(jì)90 年代末末期開始公布相關(guān)程序規(guī)則的。美國對電機(jī)效能進(jìn)行測試時(shí)必須要嚴(yán)格的根據(jù)規(guī)范來進(jìn)行，確保符合標(biāo)準(zhǔn)測試方法。

歐盟對于電機(jī)節(jié)能的研究是在1990年代開始的。在1999年時(shí)，歐盟相關(guān)部門就制定出了電機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)，在標(biāo)準(zhǔn)中把電機(jī)能效分成了三個(gè)級別，其中，eff3 代表低效電機(jī)，eff2 代表改善電機(jī)，eff1代表高效率電機(jī)。并預(yù)計(jì)在2006 年以后，市場上不能再出現(xiàn)低效率電機(jī)[2]。

1.2 國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)

我國是在1990 年之后才開始把電機(jī)列入節(jié)能產(chǎn)品中的。在2002 年時(shí)國家質(zhì)檢部門頒布了對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，并在2006 年進(jìn)行了修訂，同時(shí)，在2012 年時(shí)又頒布了第三版標(biāo)準(zhǔn)，一直到目前為止都是使用的該版標(biāo)準(zhǔn)。在2012 年所頒布的電機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)中，也借鑒了歐盟的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前，在GB-18613 中對于中小型電機(jī)提出了三個(gè)等級，其中，一級表示節(jié)能評價(jià)值；二級表示目標(biāo)能效限定值；三級表示能效限定值[3]。在該標(biāo)準(zhǔn)的提出后，在很大程度上提高了我國電動(dòng)電機(jī)的效能，如今，標(biāo)準(zhǔn)提出之前大量生產(chǎn)的Y、Y2、Y3 電機(jī)已經(jīng)停止生產(chǎn)了，并全部采用全新的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行生產(chǎn)，確保電機(jī)的能效可以在標(biāo)準(zhǔn)的支持下越來越優(yōu)質(zhì)。

2 電機(jī)能效測試技術(shù)

2.1 測試方法及原理

在對電機(jī)能效進(jìn)行測試的過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)GB/T1032-2012中b 法-測量輸入功率和輸出功率的損耗分析法來進(jìn)行，分別對電機(jī)進(jìn)行熱測試、負(fù)載測試和空載測試，來計(jì)算出電機(jī)的損耗情況。其中主要包含了鐵損耗、定子繞組損耗、風(fēng)摩耗、負(fù)載雜散損耗等。首先，在熱測試上，技術(shù)人員對實(shí)際的輸入功率、電流、頻率、輸出轉(zhuǎn)距、轉(zhuǎn)速、溫度等進(jìn)行測量，從而得到最終的負(fù)載繞組溫升，再計(jì)算出繞組規(guī)定的溫度；其次，在負(fù)載測試上，也需要根據(jù)輸入功率、電流、頻率、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速等來獲取定子繞組損耗數(shù)值和轉(zhuǎn)子損耗數(shù)值；最后，在空載測試上，需要根據(jù)電壓、電流、輸入功率等來得到鐵損和風(fēng)摩耗數(shù)值[4]。在全部的測試結(jié)束之后，技術(shù)人員要對所獲得的數(shù)據(jù)加以處理和分析，得出剩余損耗，如以下公式所示：

在公式（1）中，PL 表示剩余損耗；Pfw表示風(fēng)摩耗；PFe表示風(fēng)摩耗；PCU1表示定子繞組損耗；PCU2表示轉(zhuǎn)子繞組損耗。

2.2 測試要求與特點(diǎn)

由于電機(jī)可以將電磁能轉(zhuǎn)變成為機(jī)械能，所以，和電機(jī)能效的測試電量、溫度有著直接關(guān)系，并且，電機(jī)的能效數(shù)值本身就是一個(gè)綜合而來的量，除了對技術(shù)人員和設(shè)備儀器的要求比較高之外，還需要完整的模型和數(shù)據(jù)支持。在使用b 法進(jìn)行測量時(shí)，對于設(shè)備工具和技術(shù)人員的要求比較高，電壓系統(tǒng)負(fù)序分量應(yīng)當(dāng)比正序分量低百分之0．5，而電源的波動(dòng)率要在額定頻率的正負(fù)百分之0．3以內(nèi)[5]。并且，在使用該方法進(jìn)行電機(jī)能效測試的過程中，最終的測量結(jié)果和實(shí)際情況更相近，且不確定性比較低，實(shí)踐證明，b 法的測試不確定性低于百分之0．4。但是，該方法的檢測過程比較復(fù)雜，在測試之前需要對電機(jī)進(jìn)行安裝，且被測試的電機(jī)和陪試電機(jī)要在同一個(gè)環(huán)境內(nèi)。在展開熱測試之前，技術(shù)人員還要對定子繞組的直流電阻、絕緣電阻等進(jìn)行檢測。同時(shí)，b 法測試所涉及到的數(shù)據(jù)量非常大，其中包含了電機(jī)的參數(shù)測試、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測試、溫度測試和電阻測試等，每一個(gè)測試內(nèi)容都會(huì)產(chǎn)生很多數(shù)據(jù)，表分辨率和數(shù)據(jù)有效性會(huì)直接影響到最終的能效測試結(jié)果。

3 結(jié)語

在電機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)上，國內(nèi)外所頒布的時(shí)間和內(nèi)容各不相同，在本文的研究中發(fā)現(xiàn)，我國對于電機(jī)能效的標(biāo)準(zhǔn)是執(zhí)行的GB/T1032-2012 標(biāo)準(zhǔn)，能效測試方法則主要采用該標(biāo)準(zhǔn)中b 法-測量輸入功率和輸出功率的損耗分析法。該方法的優(yōu)勢在于測量結(jié)果和實(shí)際情況更相近，且不確定性比較低，且對技術(shù)人員和設(shè)備儀器要求較高，在我國相關(guān)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。