IEC TS 60034-25:2014
(Main)Rotating electrical machines - Part 25: AC electrical machines used in power drive systems - Application guide
Rotating electrical machines - Part 25: AC electrical machines used in power drive systems - Application guide
IEC TS 60034-25:2014 describes the performance characteristics of a.c. electrical machines for use on converter supplies. For electrical machines specifically designed for converter duty application design features are defined. It also specifies the interface parameters and interactions between the electrical machine and the converter including installation guidance as part of a power drive system, but except for the voltage at the power interface which is described in IEC 61800-8. The main technical changes with regard to the previous edition are as follows:
- merging of IEC TS 60034-17 into IEC TS 60034-25 adding a clause which now includes all specific requirements for standard non-definite purpose electric machines;
- removal of Annex C: Noise increments due to converter supply.
Machines électriques tournantes - Partie 25: Machines électriques à courant alternatif utilisées dans les entraînements électriques de puissance - Guide d'application
L'IEC TS 60034-25:2014 décrit les caractéristiques de fonctionnement des machines électriques à courant alternatif destinées à être utilisées avec les alimentations par convertisseur. Des caractéristiques de conception sont définies pour les machines électriques conçues spécifiquement pour une application avec alimentation par convertisseur. La présente spécification technique spécifie également les paramètres d'interface et les interactions entre la machine électrique et le convertisseur, y compris les lignes directrices pour l'installation, comme partie intégrante d'un entraînement électrique de puissance, à l'exception toutefois de la tension à l'interface de puissance décrite dans l'IEC 61800-8. Les principales modifications techniques par rapport à l'édition précédente sont les suivantes:
- fusion de l'IEC TS 60034-17 avec l'IEC TS 60034-25, avec ajout d'un article qui inclut désormais toutes les exigences spécifiques concernant les machines électriques standard à usage non déterminé;
- suppression de l'Annexe C: Noise increments due to converter supply.
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IEC TS 60034-25 ®
Edition 3.0 2014-10
TECHNICAL
SPECIFICATION
SPECIFICATION
TECHNIQUE
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Rotating electrical machines –
Part 25: AC electrical machines used in power drive systems – Application guide
Machines électriques tournantes –
Partie 25: Machines électriques à courant alternatif utilisées dans les
entraînements électriques de puissance – Guide d'application
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INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
PRICE CODE
INTERNATIONALE
CODE PRIX XC
ICS 29.160 ISBN 978-2-8322-1876-1
– 2 – IEC TS 60034-25:2014 © IEC 2014
CONTENTS
FOREWORD . 8
INTRODUCTION . 10
1 Scope . 11
2 Normative references . 11
3 Terms and definitions . 12
4 System characteristics . 14
4.1 General . 14
4.2 System information . 14
4.3 Torque/speed considerations . 15
4.3.1 General . 15
4.3.2 Torque/speed capability . 15
4.3.3 Electrical machine rating. 16
4.3.4 Limiting factors on torque/speed capability . 16
4.3.5 Safe operating speed, over-speed capability and over-speed test . 16
4.3.6 Cooling arrangement . 17
4.3.7 Voltage/frequency characteristics . 17
4.3.8 Resonant speed bands . 18
4.3.9 Duty cycles . 18
4.4 Electrical machine requirements . 19
5 Losses and their effects (for induction electrical machines fed from voltage source
converters) . 21
5.1 General . 21
5.2 Location of the additional losses due to converter supply and ways to
reduce them . 22
5.3 Converter features to reduce the electrical machine losses . 23
5.3.1 Reduction of fundamental losses . 23
5.3.2 Reduction of additional losses due to converter supply . 23
5.4 Use of filters to reduce additional electrical machine losses due to converter
supply . 24
5.5 Temperature influence on life expectancy . 24
5.6 Determination of electrical machine efficiency . 25
6 Acoustic noise, vibration and torsional oscillation . 25
6.1 Acoustic noise . 25
6.1.1 General . 25
6.1.2 Changes in noise emission due to changes in speed . 25
6.1.3 Magnetically excited noise . 26
6.1.4 Sound power level determination and limits . 27
6.2 Vibration (excluding torsional oscillation) . 28
6.2.1 General . 28
6.2.2 Vibration level determination and limits . 28
6.3 Torsional oscillation . 29
7 Electrical machine insulation electrical stresses . 29
7.1 General . 29
7.2 Causes . 29
7.3 Winding electrical stress . 31
7.4 Limits and responsibility . 33
7.4.1 Electrical machines design for low voltage(≤ 1 000 V). 33
7.4.2 Electrical machines designed for medium and high voltage (> 1 000 V) . 34
7.5 Methods of reduction of voltage stress . 34
7.6 Insulation stress limitation . 35
8 Bearing currents . 36
8.1 Sources of bearing currents in converter-fed electrical machines . 36
8.1.1 General . 36
8.1.2 Magnetic asymmetry . 36
8.1.3 Electrostatic build-up . 36
8.1.4 High-frequency voltages . 36
8.2 Generation of high-frequency bearing currents . 36
8.2.1 General . 36
8.2.2 Circulating current . 37
8.2.3 Shaft earthing current . 37
8.2.4 Capacitive discharge current . 37
8.3 Common-mode circuit . 38
8.3.1 General . 38
8.3.2 System common-mode current flow . 38
8.4 Stray capacitances. 38
8.4.1 General . 38
8.4.2 Major component of capacitance . 39
8.4.3 Other capacitances .
...
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– 2 – IEC TS 60034-25:2014 © IEC 2014
CONTENTS
FOREWORD . 8
INTRODUCTION . 10
1 Scope . 11
2 Normative references . 11
3 Terms and definitions . 12
4 System characteristics . 14
4.1 General . 14
4.2 System information . 14
4.3 Torque/speed considerations . 15
4.3.1 General . 15
4.3.2 Torque/speed capability . 15
4.3.3 Electrical machine rating. 16
4.3.4 Limiting factors on torque/speed capability . 16
4.3.5 Safe operating speed, over-speed capability and over-speed test . 16
4.3.6 Cooling arrangement . 17
4.3.7 Voltage/frequency characteristics . 17
4.3.8 Resonant speed bands . 18
4.3.9 Duty cycles . 18
4.4 Electrical machine requirements . 19
5 Losses and their effects (for induction electrical machines fed from voltage source
converters) . 21
5.1 General . 21
5.2 Location of the additional losses due to converter supply and ways to
reduce them . 22
5.3 Converter features to reduce the electrical machine losses . 23
5.3.1 Reduction of fundamental losses . 23
5.3.2 Reduction of additional losses due to converter supply . 23
5.4 Use of filters to reduce additional electrical machine losses due to converter
supply . 24
5.5 Temperature influence on life expectancy . 24
5.6 Determination of electrical machine efficiency . 25
6 Acoustic noise, vibration and torsional oscillation . 25
6.1 Acoustic noise . 25
6.1.1 General . 25
6.1.2 Changes in noise emission due to changes in speed . 25
6.1.3 Magnetically excited noise . 26
6.1.4 Sound power level determination and limits . 27
6.2 Vibration (excluding torsional oscillation) . 28
6.2.1 General . 28
6.2.2 Vibration level determination and limits . 28
6.3 Torsional oscillation . 29
7 Electrical machine insulation electrical stresses . 29
7.1 General . 29
7.2 Causes . 29
7.3 Winding electrical stress . 31
7.4 Limits and responsibility . 33
7.4.1 Electrical machines design for low voltage(≤ 1 000 V). 33
7.4.2 Electrical machines designed for medium and high voltage (> 1 000 V) . 34
7.5 Methods of reduction of voltage stress . 34
7.6 Insulation stress limitation . 35
8 Bearing currents . 36
8.1 Sources of bearing currents in converter-fed electrical machines . 36
8.1.1 General . 36
8.1.2 Magnetic asymmetry . 36
8.1.3 Electrostatic build-up . 36
8.1.4 High-frequency voltages . 36
8.2 Generation of high-frequency bearing currents . 36
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