IEC 60034-2:1972/AMD2:1996
(Amendment)Amendment 2 - Rotating electrical machines. Part 2: Methods for determining losses and efficiency of rotating electrical machinery from tests (excluding machines for traction vehicles)
Amendment 2 - Rotating electrical machines. Part 2: Methods for determining losses and efficiency of rotating electrical machinery from tests (excluding machines for traction vehicles)
This amendment mainly contains an annex which describes provisional methods for determining losses and efficiency of concerter-fed cage induction machines
Amendement 2 - Machines électriques tournantes. Deuxième partie: Méthodes pour la détermination des pertes et du rendement des machines électriques tournantes à partir d'essais (à l'exclusion des machines pour véhicules de traction)
Cet amendement contient principalement une annexe qui décrit des méthodes provisoires de détermination des pertes et du rendement des moteurs alimentés par convertisseurs
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Relations
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CEI
NORME
INTERNATIONALE IEC
34-2
INTERNATIONAL
STANDARD
AMENDEMENT 2
AMENDMENT 2
1996-11
Amendement 2
Machines électriques tournantes −
Partie 2:
Méthodes pour la détermination des pertes
et du rendement des machines électriques
tournantes à partir d’essais (à l’exclusion
des machines pour véhicules de traction)
Amendment 2
Rotating electrical machines −
Part 2:
Methods for determining losses and efficiency
of rotating electrical machinery from tests
(excluding machines for traction vehicles)
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For price, see current catalogue
− 2 − 34-2 amend. 2 © CEI:1996
AVANT-PROPOS
Le présent amendement a été établi par le sous-comité 2G: Méthodes et procédures
d’essai, comité d’études 2 de la CEI: Machines tournantes.
Le texte de cet amendement est issu des documents suivants:
FDIS Rapports de vote
2G/73/FDIS 2G/81/RVD
2/939/FDIS 2/951/RVD
Less rapports de vote indiqués dans le tableau ci-dessus donnent toute information sur le
vote ayant abouti à l’approbation de cet amendement.
__________
Page 2
SOMMAIRE
Ajouter le titre de l’annexe A comme suit:
Annexe A – Méthodes provisoires de détermination des pertes et du rendement des
moteurs alimentés par convertisseurs
Page 12
5 Température de référence
Le texte existant doit être remplacé comme suit:
Sauf mention contraire, toutes les pertes RI doivent être corrigées aux températures
ci-dessus:
Classe thermique du système Température de référence
d’isolement °C
A, E 75
B 95
F 115
H 130
Si l’échauffement assigné ou la température assignée est spécifié(e) à une valeur corres-
pondant à une classe thermique inférieure à la classe du système utilisé dans la construc-
tion, alors la température de référence doit être celle de la classe thermique la plus basse.
34-2 Amend. 2 © IEC:1996 − 3 −
FOREWORD
This amendment has been prepared by sub-committee 2G: Test methods and procedures,
of IEC technical committee 2: Rotating machinery.
The text of this amendment is based on the following documents:
FDIS Reports on voting
2G/73/FDIS 2G/81/RVD
2/939/FDIS 2/951/RVD
Full information on the voting for the approval of this amendment can be found in the
reports on voting indicated in the above table.
__________
Page 3
CONTENTS
Add the title of annex A as follows:
Annex A – Provisional methods for determining losses and efficiency of converter-fed
cage induction machines
Page 13
5 Reference temperature
Replace the existing text by the following:
Unless otherwise specified, all I R losses shall be corrected to the temperatures given
below:
Thermal class of the Reference temperature
insulation system °C
A, E 75
B 95
F 115
H 130
If the rated temperature rise or the rated temperature is specified as that of a lower
thermal class than that used in the construction, the reference temperature shall be that of
the lower thermal class.
− 4 − 34-2 amend. 2 © CEI:1996
Page 54
Ajouter l’annexe A comme suit:
Annexe A
(informative)
Méthodes provisoires de détermination des pertes et du rendement
des moteurs alimentés par convertisseurs
INTRODUCTION
La présente annexe s’applique aux moteurs à induction triphasés à cage, de fréquence
assignée inférieure ou égale à 120 Hz, alimentés par des convertisseurs comportant un
pont milieu et appartenant aux types suivants: convertisseurs de courant et convertisseurs
de tension, typiquement à modulation de la largeur d’impulsions (MLI).
Les méthodes de détermination des pertes et du rendement, données dans la section 3,
sont désormais en partie inapplicables et la présente annexe indique les modifications
d’essais à effectuer.
NOTE − Le convertisseur à indice de pulsation six est un cas particulier du convertisseur à impulsions.
En général, lorsqu’il est alimenté par un convertisseur, le moteur présente des pertes plus
élevées que lorsqu’il est alimenté par une source sinusoïdale. Ces pertes supplémentaires
dépendent du spectre d’harmoniques de la grandeur d’alimentation imposée (soit un
courant, soit une tension). L’importance de ces pertes dépend du circuit et du mode de
commande du convertisseur. En conséquence, un simple facteur correctif de ces pertes
supplémentaires ne peut exister.
La détermination des pertes et du rendement du moteur devra alors, de préférence,
utiliser des procédures dans lesquelles le moteur est alimenté par le même convertisseur
que celui avec lequel il sera mis en service. Il est également entendu que des méthodes
acceptables ne doivent pas nécessiter la connaissance de données technologiques du
moteur, comme la géométrie des barres du rotor.
A.1 Détermination des pertes et du rendement des moteurs alimentés par convertisseurs
A.1.1 Composantes des pertes supplémentaires
1)
Dans les moteurs à induction à cage, des pertes supplémentaires sont provoquées par les har-
moniques soit de courant, soit de tension; elles sont composées des pertes suivantes:
a) les pertes Joule supplémentaires dans les enroulements primaires;
b) les pertes Joule supplémentaires dans les enroulements secondaires;
c) les pertes supplémentaires dans les tôles.
NOTE − Les phénomènes physiques à l’origine des pertes supplémentaires sont traités au chapitre 5 de
la CEI 34-17, 1992: «Guide d’application des moteurs à induction à cage alimentés par convertisseurs».
1)
Ces pertes supplémentaires sont dues aux harmoniques de l’alimentation et n’incluent pas les pertes
supplémentaires décrites en 8.1a) et 8.3 qui se réfèrent à une alimentation sinusoïdale seulement.
34-2 Amend. 2 © IEC:1996 − 5 −
Page 55
Add annex A as follows:
Annex A
(informative)
Provisional methods for determining losses and efficiency
of converter-fed cage induction machines
INTRODUCTION
This annex applies to cage induction machines with rated frequencies up to 120 Hz
supplied by converters which have an intermediate circuit and are of the following types:
I-converters and U-converters, typically Pulse Width Modulated (PWM).
The methods to determine losses and efficiency given in section 3 are partly no longer
applicable and this annex indicates the test modifications that are necessary.
NOTE − The six-step converter is a special case of the pulsed converter.
In general, when fed from a converter, the motor losses are higher than during operation
on a sinusoidal system. These additional losses depend on the harmonic spectrum of the
impressed supply quantity (either current or voltage). Their magnitude is influenced by
circuitry and control method of the converter. Consequently a simple factor to cover these
additional losses cannot be found.
The determination of losses and efficiency will therefore preferably use procedures where
the motor is operated together with the same converter with which it is going into service.
It is also understood that suitable methods shall not require the knowledge of design data
of the motor, such as the rotor bar geometry.
A.1 Determination of losses and efficiency of converter-fed motors
A.1.1 Components of the additional losses
1)
In cage induction motors additional losses are produced due to the harmonics in either
current or voltage; they are made up of the following components:
a) additional I R losses in primary windings;
b) additional I R losses in secondary windings;
c) additional losses in active iron.
NOTE − The physical effects giving rise to the additional losses are treated in chapter 5 of IEC 34-17,
1992: "Guide for the application of cage induction motors when fed from converters".
1)
These additional losses are due to harmonics of the supply and do not contain the additional losses
described in 8.1a) and 8.3 which refer to sinusoidal supply of fundamental frequency only.
− 6 − 34-2 amend. 2 © CEI:1996
A.1.2 Détermination du rendement par la méthode globale des pertes
La méthode du mesure globale des pertes telle qu’elle est indiquée dans l’article 12 est
une méthode recommandée, car toutes les pertes supplémentaires sont incluses dans le
résultat (voir article A.3); toutefois, le matériel de mesure doit avoir une précision
suffisante pour mesurer la puissance, le couple et la vitesse, ainsi qu’une gamme de
fréquence appropriée. Des exigences complémentaires doivent donc être spécifiées en ce
qui converne les appareils de mesure et leurs accessoires (voir article A.2 s’ajoutant au
contenu de l’article 3).
Pour garantir une tolérance relative acceptable de la mesure du rendement du moteur,
l’erreur relative maximale (ΔP/P ) de la mesure de puissance doit être diminuée quand
a max
le rendement s’accroît, comme indiqué à la figure A.1.
0,03
ΔP
P max
a
0,02 δ = 0,15
δ = 0,1
0,01
0 0,7 0,8 0,9 1,0
η
IEC 627/96
Figure A.1 – Erreur relative maximale admissible (ΔP/P )
a max
2)
pour la mesure globale des pertes
Il est également possible de déterminer le rendement global du système complet constitué par
le convertisseur et le moteur par la méthode globale sur accord entre le constructeur et
l’acheteur. Dans ce cas, le rendement du moteur ne peut pas être déterminé séparément.
A.1.3 Détermination du rendement par la méthode de totalisation des pertes
Un certain nombre d’hypothèses faites en 9.1 ne sont plus valables pour les moteurs
alimentés par convertisseurs. Dans l’essai à vide, les pertes Joule dans l’enroulement
secondaire (9.1.1.1) ne peuvent pas être négligées. Les pertes fer ne peuvent donc pas
être séparées. L’essai à vide à tension variable (c’est-à-dire à flux variable) conformément
à 9.1.1.3 est impossible à réaliser avec un grand nombre de convertisseurs du commerce,
en raison de la plage limitée de réglage; en conséquence, il ne sera pas possible de
séparer les pertes par friction et par ventilation (8.1b) et c)) des autres pertes à l’aide d’un
essai à vide.
2)
δ = tolérance, décrite dans la CEI 34-1, tableau VIII, points 1 et 2. Les courbes sont basées sur une
considération d’erreur simplifiée, supposant une erreur absolue ΔP du même ordre de grandeur sur
P et P . La figure A.1 est le graphe de l’équation (ΔP/P ) = δ ⋅ (1-η) / (1+η).
absorbée utile a max
34-2 Amend. 2 © IEC:1996 − 7 −
A.1.2 Efficiency determination by input-output measurement
The motor input-output measurement as indicated in clause 12 is a preferred method since
all additional losses are incorporated in the result (see clause A.3); however, the
measuring equipment must have sufficient accuracy for measuring power, torque and
speed as well as an appropriate frequency range. Therefore, additional requirements for
measuring instruments and accessories beyond the contents of clause 3 have to be
specified (see clause A.2).
To keep within a required relative tolerance of the resulting motor efficiency, the maximum
relative error (ΔP/P ) of the power measurement has to be decreased with increasing
in max
efficiency, as shown in figure A.1.
0,03
ΔP
P
max
in
δ = 0,15
0,02
δ = 0,1
0,01
0 0,7 0,8 0,9 1,0
η
IEC 627/96
Figure A.1 – Maximum permissible relative error (ΔP/P )
in max
2)
of input as well as output measurement
There is also the possibility to determine the overall efficiency of the complete system
consisting of converter and motor by input-output measurement, applicable on agreement
between manufacturer and purchaser. In this case the motor efficiency cannot be
determined separately.
A.1.3 Efficiency determination by summation of losses
A number of presumptions made in 9.1 are no longer valid for motors fed from converters.
In the no-load test, the I R losses in the secondary winding (9.1.1.1) may not be
neglected. Therefore the iron losses cannot be separated. The no-load test at variable
voltage (i.e. at variable flux) according to 9.1.1.3 cannot be carried through with many
commercial converters, due to the limited range of adjustment; consequently there will be
no possibility to separate the friction and windage losses (8.1b) and c)) from the other
losses by a no-load test.
2)
δ = tolerance as described in IEC 34-1, table VIII, items 1 and 2. The curves are based on a simplified error
consideration, assuming errors ΔP of equal magnitude in P and P . Figure A.1 is a graph of the equation
in out
(ΔP/P ) = δ ⋅ (1-η) / (1+η).
in max
− 8 − 34-2 amend. 2 © CEI:1996
En ce qui concerne l’essai en charge, l’assertion de 9.1.2.1 selon laquelle «les pertes
dans l’enroulement secondaire sont égales au produit du glissement par la puissance
totale transmise à l’enroulement secondaire» est seulement valable pour une machine
fonctionnant avec un courant sinusoïdal. De plus, le calcul des pertes Joule de
l’enroulement primaire à partir de la résistance mesurée en utilisant la méthode d’injection
de courant continu (9.1.2.1) provoquera une erreur due aux courants induits.
Donc, pour utiliser la méthode de totalisation des pertes, certaines hypothèses doivent
être faites (voir article A.4).
A.1.4 Détermination du rendement par la méthode calorimétrique
L’application de la méthode calorimétrique est particulièrement utile dans le cas des
moteurs alimentés par des convertisseurs car les pertes sont mesurées indépendamment
de la forme d’onde de tension et de courant.
La méthode calorimétrique décrite à l’article 3 de la CEI 34-2A a été jugée intéressante car
elle ne nécessite pas de perte de charge; dès lors, il n’est pas nécessaire de connaître la den-
sité du fluide de refroidissement, cette densité étant fonction du taux d’humidité et de la tem-
pérature. De plus, la variation de la chaleur massique peut généralement être ignorée.
Dans un montage tel que celui décrit figure A.2, la puissance absorbée dans la résistance
de dissipation peut être aisément, aussi les pertes du moteur peuvent-elles être calculées
à partir de la formule:
P = P (T - T ) / (T - T )
ν
d 2 1 3 2
où
P représente les pertes du moteur;
ν
P représente les pertes dissipées dans la résistance;
d
T , T , T représente les températures mesurées aux points indiqués à la figure A.2.
1 2 3
La précision de la mesure dépend essentiellement des élévations de températures (T - T ) et
2 1
(T - T ). La mesure
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.