МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

(МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION

(ISC)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ

СТАНДАРТ

МАШИНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВРАЩАЮЩИЕСЯ

Часть 1

Номинальные значения параметров и эксплуатационные характеристики

(IEC 60034-1:2010, ЮТ)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2015

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения,обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1    ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ» (ФГБОУ ВПО «НИУ «МЭИ») и Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении» (ВНИИНМАШ) на основе собственного аутентичного перевода на русский язык стандарта, указанного в пункте 5

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 333 «Вращающиеся электрические машины»

3    ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 14 ноября 2014 г. № 72-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по MK (ИСО 3166) 004—97 Код страны по MK (ИСО 3166) 004—97 Сокращенное наименование национального органа по стандартизации Армения AM Минэкономразвития Республики Армения Беларусь BY Госстандарт Республики Беларусь Киргизия KG Кыргызстандарт Россия RU Росстандарт

4    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 мая 2015 г. № 402-ст межгосударственный стандарт ГОСТ IEC 60034-1-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 марта 2016 г.

5    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту IEC 60034-1:2010 Rotating electrical machines — Part 1: Rating and performance (Машины электрические вращающиеся. Часть 1. Номинальные значения параметров и эксплуатационные характеристики).

Международный стандарт разработан техническим комитетом по стандартизации ТС 2 «Вращающиеся машины» Международной электротехнической комиссии (IEC).

Перевод с английского языка (еп).

Официальные экземпляры международного стандарта, на основе которого подготовлен настоящий межгосударственный стандарт, и международных стандартов, на которые даны ссылки, имеются в Федеральном агентстве по техническому регулированию и метрологии.

Сведения о соответствии межгосударственных стандартов ссылочным международным стандартам приведены в дополнительном приложении ДА.

Степень соответствия — идентичная (ЮТ)

6    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

© Стандартинформ, 2015

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ IEC 60034-1-2014

Р— нагрузка; Рэ — электрические потери; © — температура; 0тах — достигнутая максимальная температура; t— время; Atp — время работы с постоянной нагрузкой Рисунок 2

Условное обозначение режима — S2, за которым следует указание длительности периода нагрузки.

Пример — S2 60 мин.

4.2.3 Типовой режим S3 — повторно-кратковременный периодический режим

Примечание — Периодический режим означает, что температура в циклах не достигает установившегося значения.

Последовательность одинаковых рабочих циклов, каждый из которых включает в себя время работы при постоянной нагрузке и время покоя (рисунок 3). В этом режиме цикл работы таков, что пусковой ток не оказывает существенного влияния на превышение температуры.

7

ГОСТ IEC 60034-1-2014

Р — нагрузка; Рэ — электрические потери; 0 — температура; 0тах — достигнутая максимальная температура; t— время; Лtp — время работы с постоянной нагрузкой; Т — время одного цикла нагрузки; AfOTK — время остановки или отключения питания машины. Коэффициент циклической продолжительности включения равен Лtp/T

Рисунок 3

Условное обозначение режима — S3, далее следует коэффициент циклической продолжительности включения.

Пример — S3 25 %.

4.2.4 Типовой режим S4 — повторно-кратковременный периодический режим с пусками

Примечание — Периодический режим означает, что температура в циклах не достигает установившегося значения.

Последовательность одинаковых рабочих циклов, каждый из которых содержит относительно длинный пуск, время работы с постоянной нагрузкой и время покоя (см. рисунок 4).

ГОСТ IEC 60034-1-2014

Р — нагрузка; Рэ — электрические потери; © — температура; ©max — достигнутая максимальная температура; t— время; Atp — время работы с постоянной нагрузкой; Т — время одного цикла нагрузки; Af0TK — время остановки или отключения питания машины; ДГП — время пуска (разгона). Коэффициент циклической продолжительности включения равен (ДГП + Atp)/T

Рисунок 4

Условное обозначение режима — S4, далее следуют коэффициент циклической продолжительности включения, момент инерции двигателя J_R и момент инерции нагрузки J_Harp, причем оба момента отнесены к валу двигателя.

Пример — S4 25 %; J_R = 0,15 кг-м²; J_Harp = 0,7 кг-м².

4.2.5 Типовой режим S5 — повторно-кратковременный периодический режим с электрическим торможением

Примечание — Периодический режим означает, что температура в циклах не достигает установившегося значения.

Последовательность одинаковых рабочих циклов, каждый из которых состоит из времени пуска, времени работы с постоянной нагрузкой, времени электрического торможения и времени покоя (см. рисунок 5).

9

ГОСТ IEC 60034-1-2014

Р—нагрузка; Рэ — электрические потери; 0 — температура; ©max — достигнутая максимальная температура; t— время; Atp — время работы с постоянной нагрузкой; Г — время одного цикла нагрузки; Af0TK— время остановки или отключения питания машины; Afn — время пуска (разгона); AtT— время электрического торможения. Коэффициент циклической продолжительности включения равен (Afn + Atp + AtT)/T

Рисунок 5

Условное обозначение режима — S5, далее следуют коэффициент циклической продолжительности включения, момент инерции двигателя Л_д и момент инерции нагрузки J_Harp, причем оба момента отнесены к валу двигателя.

Пример — S5 25 %; J_fl = 0,15 кг-м²; J_Harp = 0,7 кг-м².

4.2.6 Типовой режим S6 — непрерывный периодический режим с кратковременной нагрузкой

Примечание — Периодический режим означает, что температура в циклах не достигает установившегося значения.

Последовательность одинаковых рабочих циклов, каждый из которых состоит из времени работы при постоянной нагрузке и времени работы на холостом ходу. Время покоя отсутствует (см. рисунок 6).

ГОСТ IEC 60034-1-2014

Р—нагрузка; Рэ — электрические потери; 0 — температура; 0тах — достигнутая максимальная температура; t— время; Atp — время работы с постоянной нагрузкой; Г — время одного цикла нагрузки; Af0 — время работы без нагрузки. Коэффициент циклической продолжительности включения равен Д(р/Г

Рисунок 6

Условное обозначение режима — S6, далее следует коэффициент циклической продолжительности включения.

Пример — S6 40 %.

4.2.7 Типовой режим S7 — непрерывный периодический режим с электрическим торможением

Примечание — Периодический режим означает, что температура в циклах не достигает установившегося значения.

Последовательность одинаковых рабочих циклов, каждый из которых состоит из времени пуска, времени работы при постоянной нагрузке и времени электрического торможения. Время покоя отсутствует (см. рисунок 7).

Условное обозначение режима — S7, далее следуют моменты инерции двигателя и момент инерции нагрузки J_Harp, которые отнесены к валу двигателя.

Пример — S7; J_R = 0,4 кг-м²; J_Harp = 7,5 кг-м².

11

ГОСТ IEC 60034-1-2014

Р— нагрузка; Рэ — электрические потери; 0 — температура; 0тах — достигнутая максимальная температура; t— время; Atp — время работы с постоянной нагрузкой; Г — время одного цикла нагрузки; ДГП — время пуска (разгона); AtT— время электрического торможения. Коэффициент циклической продолжительности включения равен 1

Рисунок 7

4.2.8 Типовой режим S8 — непрерывный периодический режим с взаимозависимыми изменениями нагрузки и частоты вращения

Примечание — Периодический режим означает, что температура в циклах не достигает установившегося значения.

Последовательность одинаковых рабочих циклов, где каждый цикл состоит из времени работы при постоянной нагрузке, соответствующей заданной частоте вращения, за которым следуют один или более периодов работы при других постоянных нагрузках, соответствующих различным частотам вращения, что достигается, например, путем изменения числа полюсов в асинхронных двигателях. Время покоя отсутствует (см. рисунок 8).

ГОСТ IEC 60034-1-2014

Р—нагрузка; Рэ — электрические потери; © — температура; 0тах — достигнутая максимальная температура; t— время; Atp — время работы с постоянной нагрузкой (P1f Р2, Р3); Г—время одного цикла нагрузки (Т^, r2);Afn— время пуска (разгона); LtT1 2 / — время электрического торможения; п — частота вращения. Коэффициент циклической продолжительности включения равен (Atn + Afp1)/r; (Afrl - Atp2)IT, (Atn + Afp3)/T

Рисунок 8

Условное обозначение режима — S8, далее следуют момент инерции двигателя и момент инерции нагрузки J_Harp, которые отнесены к валу двигателя вместе с нагрузкой и частотой вращения, и коэффициенты циклической продолжительности включения для каждой частоты вращения.

Пример — S8; J = 0,5 кг-м²; J_Harp = 6 кг-м²; 16 кВт 740 мин~^л — 30 %; 40 кВт 1460 миИ~^л — 30 %; 25 кВт 980 мин~^л — 40 %.

4.2.9 Типовой режим S9 — режим с непериодическими изменениями нагрузки и частоты вращения

Режим, при котором обычно нагрузка и частота вращения изменяются не периодически в допустимом рабочем диапазоне. Этот режим часто включает в себя перегрузки, которые могут значительно превышать базовую нагрузку (см. рисунок 9).

13

ГОСТ IEC 60034-1-2014

Р— нагрузка; Рбаз — базовая нагрузка; Рэ — электрические потери; 0 — температура; Qmax — достигнутая максимальная температура; t— время; Afp — время работы с постоянной нагрузкой; Afn — время пуска (разгона); Мт— время электрического торможения; Af0CT — время остановки или отключения питания машин; Af6a3 — время работы с базовой нагрузкой; п — частота вращения

Рисунок 9

Условное обозначение режима — S9.

Для этого типа режима постоянная нагрузка, выбранная соответствующим образом и основанная на типовом режиме S1, берется как базовая Р_баз (см. рисунок 9) для определения перегрузки.

4.2.10 Типовой режим S10 — режим с дискретными постоянными нагрузками и частотами вращения

Режим, состоящий из ограниченного числа дискретных нагрузок (или эквивалентных нагрузок) и, если возможно, частот вращения, при этом каждая комбинация нагрузки/частоты вращения сохраняется достаточное время для того, чтобы машина достигла практически установившегося теплового состояния (см. рисунок 10). Минимальная нагрузка в течение рабочего цикла может иметь и нулевое значение (холостой ход, покой или обесточенное состояние).

14

ГОСТ IEC 60034-1-2014

Р— нагрузка; Рбаз — базовая нагрузка в соответствии с типовым режимом S1; Р1 2 ,— постоянная часть нагрузки внутри одного цикла нагрузки; Рэ — электрические потери; © — температура; ©баз — температура при базовой нагрузке Рбаз; t— время; t1 2 з 4 — время работы с постоянной нагрузкой внутри цикла нагрузки; Д0<2 '— разница между превышением температуры обмоток при каждой из различных нагрузок внутри одного цикла и превышением температуры при базовой нагрузке в режиме S1; п — частота вращения

Рисунок 10

Условное обозначение режима — S10, за которым следуют значения величины Р/Ы (Р — соответствующая нагрузка в долях базовой нагрузки и At — ее продолжительность в долях продолжительности полного цикла нагрузки и относительная величина ожидаемого термического срока службы (ТСС) изоляционной системы). Нормативной базовой величиной для оценки ожидаемого термического срока службы изоляции является ожидаемый термический срок службы при номинальной мощности и допускаемом пределе превышения температуры, соответствующих продолжительному типовому режиму S1.

Нагрузка для времени холостого хода и обесточенного состояния машины обозначается буквой О.

Пример —S10; Р/Ы = 1,1/0,4; 1/0,3; 0,9 0,2; 0/0,1; ТСС=0,6.

Значение ТСС должно быть округлено до ближайшего значения, кратного 0,05. Сведения, разъясняющие смысл этого параметра, и рекомендации по определению его значения даны в приложении А.

Для этого типового режима постоянная нагрузка, выбранная в соответствии с типовым режимом S1, принимается за базовую ^баз (см. рисунок 10) для дискретных нагрузок.

15

Примечание — Дискретные нагрузки заменяются, как правило, эквивалентной нагрузкой, интегрированной за определенный период времени. Нет необходимости, чтобы каждый цикл нагрузки точно повторял предыдущий, однако каждая нагрузка внутри цикла должна поддерживаться достаточное время для достижения установившегося теплового состояния, и каждый нагрузочный цикл должен в итоге давать ту же вероятность относительного ожидаемого термического срока службы изоляции машины.

5 Номинальные данные

5.1    Обозначение номинальных данных

Номинальные данные (см. 3.2) устанавливаются производителем. При этом производитель должен выбрать один из классов номинальных данных, определенных в 5.2.1—5.2.6. Обозначение класса номинальных данных должно быть записано после номинальной выходной мощности.

Если обозначение режима не указано, применяются номинальные данные для продолжительного режима работы.

В случае, когда изготовителем к машине присоединены дополнительные (вспомогательные) элементы (реакторы, конденсаторы и т. п.), которые рассматриваются как неотъемлемая часть машины, номинальные величины следует относить к выводам всего комплекса.

Примечание — Это не относится к силовым трансформаторам, включенным между машиной и сетью.

Для машин, питаемых от статических преобразователей, вопрос определения номинальных данных требует специального рассмотрения. Стандарт IEC 60034-17 содержит руководство для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, соответствующих IEC 60034-12.

5.2    Классы номинальных данных

5.2.1    Номинальные данные для продолжительного режима

Номинальные данные, при которых машина может работать неограниченное время и при этом соответствовать требованиям настоящего стандарта.

Этот класс номинальных данных соответствует типовому режиму S1 и обозначается, как для режима S1.

5.2.2    Номинальные данные для кратковременного режима

Номинальные данные, при которых машина, включенная в сеть при температуре окружающей среды, может работать ограниченный период времени и при этом соответствовать требованиям настоящего стандарта.

Этот класс номинальных данных соответствует типовому режиму S2 и обозначается, как для режима S2.

5.2.3    Номинальные данные для периодического режима

Номинальные данные, при которых машина может работать при циклических нагрузках и при этом соответствовать требованиям настоящего стандарта.

Этот класс номинальных данных соответствует одному из типов периодических режимов от S3 до S8 и обозначается, как соответствующий типовой режим.

Если не оговорено иное, продолжительность одного цикла должна быть равна 10 мин., и коэффициент циклической продолжительности включения должен быть равен одному из следующих значений: 15, 25, 40, 60 %.

5.2.4    Номинальные данные для непериодического режима

Номинальные данные, при которых машина может работать не периодически и при этом соответствовать требованиям настоящего стандарта.

Этот класс номинальных данных соответствует типовому непериодическому режиму S9 и обозначается, как для режима S9.

5.2.5    Номинальные данные для режима с дискретными постоянными нагрузками и частотами вращения

Номинальные данные, при которых машина может работать при нагрузках и частотах вращения, отвечающих режиму S10, неограниченный период времени и при этом соответствует требованиям настоящего стандарта. Максимально допускаемую нагрузку внутри одного цикла следует устанавливать с учетом ее влияния на все части машины, например, на изоляционную систему в соответствии с действием экспоненциального закона изменения относительного ожидаемого термического срока службы, температуру подшипников, а также на термическое расширение других частей машины.

16

ГОСТ IEC 60034-1-2014

Содержание

1    Область применения.................................................................1

2    Нормативные ссылки.................................................................1

3    Термины и определения..............................................................2

4    Режимы работы.....................................................................5

4.1    Определение режимов работы.....................................................5

4.2    Типовые режимы.................................................................5

5    Номинальные данные................................................................16

5.1    Обозначение номинальных данных.................................................16

5.2    Классы номинальных данных......................................................16

5.3    Выбор класса номинальных данных.................................................17

5.4    Определение полезной мощности в зависимости от класса номинальных данных...........17

5.5    Номинальная полезная мощность..................................................17

5.6    Номинальное напряжение.........................................................18

5.7    Соответствие напряжений и выходных мощностей.....................................18

5.8    Машины с несколькими номинальными данными......................................18

6    Условия эксплуатации................................................................18

6.1    Общие положения...............................................................18

6.2    Высота над уровнем моря.........................................................18

6.3    Максимальная температура окружающего воздуха.....................................18

6.4    Минимальная температура окружающего воздуха.....................................19

6.5    Температура охлаждающей воды...................................................19

6.6    Хранение и транспортирование....................................................19

6.7    Требования при водородном охлаждении машин......................................19

7    Условия эксплуатации, обусловленные электрической сетью................................19

7.1    Электроснабжение...............................................................19

7.2    Форма и симметричность напряжений и токов.........................................19

7.3    Отклонения напряжения и частоты при работе........................................22

7.4    Трехфазные машины в сетях с изолированной нейтралью..............................24

7.5    Устойчивость к импульсным напряжениям............................................24

8    Тепловые характеристики и испытания..................................................25

8.1    Классы нагревостойкости машин...................................................25

8.2    Нормативная охлаждающая среда..................................................25

8.3    Условия проведения испытаний на нагревание........................................26

8.4    Превышение температуры части машины............................................26

8.5    Методы измерения температуры...................................................26

8.6    Определение температуры обмотки.................................................27

8.7    Продолжительность испытаний на нагревание........................................29

8.8    Определение эквивалентной тепловой постоянной времени для машин в типовом режиме S9 ... .30

8.9    Определение температуры подшипника.............................................30

8.10    Предельные значения температуры и превышения температуры.........................30

9    Другие характеристики и испытания....................................................37

9.1    Испытания......................................................................37

9.2    Испытание изоляции обмоток повышенным напряжением...............................38

9.3    Кратковременные перегрузки потоку................................................41

9.4    Кратковременная перегрузка двигателей по вращающему моменту.......................42

9.5    Минимальный момент при пуске....................................................42

9.6    Безопасная рабочая частота вращения короткозамкнутых асинхронных двигателей.........42

9.7    Повышенная частота вращения....................................................43

9.8    Ток внезапного короткого замыкания синхронных машин................................44

9.9    Испытание синхронных машин на устойчивость к коротким    замыканиям...................44

9.10    Коммутационные испытания коллекторных машин.....................................45

9.11    Искажение синусоидальности кривой напряжения синхронных машин....................45

10    Таблички паспортных данных.........................................................45

10.1    Общие положения..............................................................45

10.2    Маркировка....................................................................46

ГОСТ IEC 60034-1-2014

Максимальная нагрузка не должна превышать 1,15 нагрузки типового режима S1, если иное не оговорено в соответствующих стандартах или соглашениях. Минимальная нагрузка может иметь значение ноль — машина работает на холостом ходу или находится в покое и обесточена.

Рекомендации по применению этого класса номинальных данных приведены в приложении А.

Этот класс номинальных данных соответствует типовому режиму S10 и обозначается, как для режима S10.

Примечание — В других стандартах максимальную нагрузку допускается регламентировать по допускаемой температуре обмоток (или допускаемому превышению температуры) вместо значений нагрузки в долях номинальной, соответствующей режиму S1.

5.2.6 Номинальные данные для эквивалентной нагрузки

Для испытаний выбирают номинальные данные такой эквивалентной нагрузки, при неизменном значении которой машина может работать до достижения установившегося теплового состояния при тех превышениях температур обмотки статора, которые равны средним превышениям температуры в течение одного цикла типового режима.

Примечание — При определении эквивалентной нагрузки следует учитывать изменения нагрузки, частоты вращения и охлаждения в пределах цикла.

Этот класс номинальных данных в случае применения обозначается «экв».

5.3    Выбор класса номинальных данных

Машина, изготовленная для общего применения, должна иметь номинальные данные для продолжительного типового режима S1.

Если режим не был указан потребителем, применяется типовой режим S1, и установленные номинальные данные должны соответствовать данным для продолжительного режима работы.

Если машина предназначена для кратковременного режима, номинальные данные должны соответствовать типовому режиму S2 согласно 4.2.2.

Если машина предназначена для работы при переменных нагрузках или нагрузках, включающих время холостого хода или время состояния покоя и отключения от сети, номинальные данные должны соответствовать номинальным данным для одного выбранного периодического типового режима от S3 до S8 согласно 4.2.3—4.2.8.

Если машина предназначена для работы с непериодическими переменными нагрузками при переменных частотах вращения, включая перегрузки, за номинальные данные принимают номинальные данные, соответствующие непериодическому режиму S9 согласно 4.2.9.

Если машина предназначена для работы при дискретных постоянных нагрузках, включая время перегрузки и время холостого хода (или время покоя), номинальные данные должны соответствовать номинальным данным типового режима с дискретными постоянными нагрузками S10 согласно 4.2.10.

5.4    Определение полезной мощности в зависимости от класса номинальных данных

При определении номинальных данных:

-    для типовых режимов от S1 до S8 за номинальную выходную мощность(и) принимается(ются) установленное(ые) значение(я) постоянной мощности нагрузки(ок) согласно 4.2.1—4.2.8;

-    для типовых режимов S9 и S10 за номинальную выходную мощность принимается базовая нагрузка, соответствующая типовому режиму S1, согласно 4.2.9 и 4.2.10.

5.5    Номинальная полезная мощность

5.5.1    Генераторы постоянного тока

Генераторы, у которых номинальная мощность — мощность на выводах, выраженная в ваттах (Вт).

5.5.2    Генераторы переменного тока

Генераторы, у которых номинальная мощность — кажущаяся (полная) мощность на выводах, выраженная в вольт-амперах (В-А) с указанием коэффициента мощности.

Номинальный коэффициент мощности для синхронных генераторов должен составлять 0,8 в сторону запаздывания (для перевозбужденной машины), если иное не оговорено потребителем.

5.5.3    Двигатели

Номинальная мощность двигателей — механическая мощность на валу, выраженная в ваттах (Вт).

17

ГОСТ IEC 60034-1-2014

11    Другие требования..................................................................47

11.1    Защитное заземление машин.....................................................47

11.2    Шпонки на конце вала............................................................48

12    Допустимые отклонения.............................................................48

12.1    Общие сведения................................................................48

12.2    Допустимые отклонения параметров машин.........................................49

13    Электромагнитная совместимость.....................................................50

13.1    Общие сведения................................................................50

13.2    Устойчивость машин к электромагнитным помехам...................................51

13.3    Помехоэмиссия.................................................................51

13.4    Испытания машин на устойчивость к электромагнитным помехам.......................51

13.5    Испытания на помехоэмиссию....................................................51

14    Требования безопасности............................................................51

Приложение А (справочное) Руководство по применению типового режима S10 и определению

относительного термического срока службы изоляционной системы...............52

Приложение В (справочное) Предельные значения показателей электромагнитной

совместимости...........................................................53

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии межгосударственных стандартов

ссылочным международным стандартам....................................54

Библиография........................................................................57

IV

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

МАШИНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВРАЩАЮЩИЕСЯ Часть 1

Номинальные значения параметров и эксплуатационные характеристики

Rotating electrical machines. Part 1. Rating and performance

Дата введения — 2016—03—01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на все вращающиеся электрические машины постоянного и переменного тока без ограничения мощности, напряжения и частоты, кроме охватываемых другими стандартами IEC, например, IEC 60349 [10].

На машины, охватываемые требованиями настоящего стандарта, могут распространяться новые, уточненные или дополнительные требования, установленные другими стандартами, например, IEC 60079 [8] и IEC 60092 [9].

Примечание — Если некоторые пункты настоящего стандарта уточняются в специальных стандартах для возможности эксплуатации машины в специфических условиях, например в космическом пространстве или под воздействием радиации, то остальные требования остаются действительными, если только они не противоречат этим специфическим уточнениям.

2 Нормативные ссылки

Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные документы. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного документа, для недатированных ссылок применяют последнее издание ссылочного документа (включая все его изменения).

IEC 60027-1 Letter symbols to be used in electrical technology. Part 1: general (Обозначения буквенные в электротехнике. Часть 1. Общие сведения)

IEC 60027-4 Letter symbols to be used in electrical technology. Part 4: Rotating electric machines (Обозначения буквенные в электротехнике. Часть 4. Машины электрические вращающиеся)

IEC 60034-2 (all parts) Rotating electrical machines — Part 2: Standard methods for determining losses and efficiency from tests (excluding machines for traction vehicles) (Машины электрические вращающиеся. Часть 2. Стандартные методы определения потерь и коэффициента полезного действия по испытаниям (за исключением машин для подвижного состава)

IEC 60034-3 Rotating electrical machines — Part 3: Specific requirements for synchronous generators driven by steam turbine or combustion gas turbines (Машины электрические вращающиеся. Часть 3. Специальные требования для синхронных турбогенераторов)

IEC 60034-5 Rotating electrical machines — Part 5: Degrees of protection provided by the integral design of rotating electrical machines (IP code) — Classification (Машины электрические вращающиеся. Часть 5. Степени защиты, обеспечиваемые собственной конструкцией вращающихся электрических машин (код IP). Классификация)

IEC 60034-8 Rotating electrical machines — Part 8: Terminal markings and direction of rotation (Машины электрические вращающиеся. Часть 8. Маркировка выводов и направления вращения)

IEC 60034-12 Rotating electrical machines — Part 12: Starting performance of single-speed three-phase cage induction motors (Машины электрические вращающиеся. Часть 12. Пусковые характеристики односкоростных трехфазных двигателей с короткозамкнутым ротором)

Издание официальное

IEC 60034-15 Rotating electrical machines — Part 15: Impulse voltage withstand levels of from-wound stator coils for rotating a.c. machines (Машины электрические вращающиеся. Часть 15. Предельные уровни импульсного напряжения для вращающихся машин переменного тока с шаблонной катушкой статора) IEC 60034-17 Rotating electrical machines — Part 17: Cage induction motors when fed from converters — Application guide (Машины электрические вращающиеся. Часть 17. Асинхронные двигатели с коротко-замкнутым ротором с питанием от преобразователей. Руководство по применению)

IEC 60034-18 (all parts) Rotating electrical machines — Part 18: Functional evaluation of insulating systems (Машины электрические вращающиеся. Часть 18. Функциональная оценка систем изоляции) IEC 60034-30 Rotating electrical machines — Part 30: Efficiency classes of single-speed, three-phase, cage-induction motors (lE-code) [Машины электрические вращающиеся. Часть 30. Классы КПД односкоростных трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором (код IE)]

IEC 60038 IEC standard voltages (МЭК стандартные напряжения)

IEC 60050-411:1996 International Electrotechnical Vocabulary (IEV) — Chapter 411: Rotating machines (Международный электротехнический словарь (МЭС). Часть 411. Вращающиеся машины)

IEC 60060-1 High-voltage test techniques — Part 1: General definitions and test requirements (Методы испытаний высоким напряжением. Часть 1. Общие определения и требования к испытаниям)

IEC 60072 (all parts) Dimensions and output series for rotating electrical machines (Установочные и присоединительные размеры для электрических вращающихся машин)

IEC 60085 Electrical insulation —Thermal evaluation and designation (Электрическая изоляция. Классификация и обозначение по термическим свойствам)

IEC 60204-1 Safety of machinery — Electrical equipment of machines — Part 1: General requirements (Безопасность машин. Электрооборудование промышленных машин. Часть 1. Общие требования)

IEC 60204-11 Safety of machinery — Electrical equipment of machines — Part 11: Requirements for HV equipment for voltages above 1000 V a.c. or 1500 V d.c. and not exceeding 36 kV (Безопасность машин. Электрооборудование промышленных машин. Часть 11. Требования к высоковольтному оборудованию на напряжения свыше 1000 В переменного тока или 1500 В постоянного тока, но не свыше 36 кВ)

IEC 60335-1 Household and similar electrical appliances — Safety — Part 1: General requirements (Бытовое и аналогичное ему применение электричества. Безопасность. Часть 1. Общие требования) IEC 60445 Basic and safety principles for man-machine interface, marking and identification. Identification of equipment terminals, conductor terminations and conductors (Основные принципы и принципы безопасности для интерфейса человек — машина, маркировка и идентификация. Идентификация выводов оборудования, зажимов проводов и проводов)

IEC 60664-1 Insulation coordination for equipment within low-voltage systems — Part 1: Principles, requirements and tests (Координация изоляции для оборудования в низковольтных системах. Часть 1. Принципы,требования и испытания)

IEC 60971:1989 Semiconductor convertors. Identification code for convertor connections* (Полупроводниковые преобразователи. Идентификационные коды для контактов преобразователя)

IEC 61293 Marking of electrical equipment with ratings related to electrical supply — Safety requirements (Оборудование электротехническое. Маркировка с указанием параметров и характеристик источника питания. Требования безопасности)

CISPR 11 Industrial, scientific and medical equipment — Radiofrequency disturbance characteristics — Limits and methods of measurement (Предельные значения и методы измерения индустриальных помех от промышленных, научных, медицинских и бытовых высокочастотных устройств)

CISPR 14 (all parts) Electromagnetic compatibility — Requirements for household appliances, electric tools and similar apparatus (Электромагнитная совместимость. Требования для бытовых приборов, электрических инструментов и аналогичных устройств)

CISPR 16 (all parts) Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods (Технические требования к аппаратуре для измерения радиопомех и помехоустойчивости и методы измерений)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по IEC 60050-411, а также следующие термины с соответствующими определениями:

Действует только для применения настоящего стандарта.

ГОСТ IEC 60034-1-2014

3.1    номинальное значение (rated value): Числовое значение параметра, установленное обычно изготовителем для согласованных условий эксплуатации машины.

Примечание — Номинальное напряжение или пределы напряжения — напряжение или пределы напряжения между линейными выводами.

3.2    номинальные данные (rating): Совокупность номинальных значений параметров и условий эксплуатации.

3.3    номинальная мощность (rated output): Числовое значение выходной мощности, включенное в номинальные данные.

3.4    нагрузка (load): Все числовые значения электрических и механических величин, требуемые от вращающейся электрической машины электрической сетью или сочлененным с ней механизмом в данный момент времени.

3.5    холостой ход (no-load operation): Состояние машины, вращающейся при нулевой отдаваемой мощности (но при всех других нормальных условиях работы).

3.6    полная нагрузка (full load): Нагрузка, обеспечивающая работу машины при номинальных данных.

3.7    величина полной нагрузки (full load value): Числовое значение параметра при работе машины с полной нагрузкой.

Примечание — Это понятие применимо к мощности, вращающему моменту, току, частоте вращения

ит. д.

3.8    состояние обесточенности и покоя (de-energized and rest): Полное отсутствие всякого движения и электрического питания, а также механического воздействия сочлененного с машиной механизма.

3.9    режим (duty): Режим нагрузки (нагрузок), для которой (которых) машина предназначена, включая, если это необходимо, периоды пуска, электрического торможения, холостого хода, состояния отключения и покоя, а также их продолжительность и последовательность во времени.

3.10    типовой режим (duty type): Продолжительный, кратковременный или периодический режимы, включающие одну или несколько нагрузок, остающихся неизменными в течение нормированного промежутка времени, или непериодический режим, в течение которого нагрузка и частота вращения изменяются в допустимом диапазоне.

3.11    продолжительность включения в цикле (cyclic duration factor): Отношение продолжительности работы машины с нагрузкой, включая пуск и электрическое торможение, к продолжительности рабочего цикла.

3.12    вращающий момент при заторможенном роторе (locked-rotor torque): Наименьший вращающий момент, развиваемый двигателем на его валу и определенный при всех угловых положениях заторможенного ротора при номинальных значениях напряжения и частоты питания.

3.13    ток при заторможенном роторе (locked-rotor current): Наибольшее действующее значение установившегося тока, потребляемого двигателем из сети, измеренное при всех угловых положениях заторможенного ротора, при номинальных значениях напряжения и частоты питания.

3.14    минимальный вращающий момент в процессе пуска двигателя переменного тока (pull-up torque of an a.c. motor): Наименьшее значение установившегося вращающего момента, развиваемого двигателем в диапазоне частот вращения от нуля до частоты вращения, соответствующей максимальному моменту, при номинальных значениях напряжения и частоты питания. Это определение не распространяется на те асинхронные двигатели, у которых вращающий момент непрерывно уменьшается при увеличении частоты вращения.

Примечание — В дополнение к установившемуся асинхронному моменту при некоторых частотах вращения возникают гармонические синхронные моменты, зависящие от угла нагрузки ротора. При этих частотах вращения и некоторых значениях углов нагрузки ротора ускоряющий момент может быть отрицательным. Однако, как показывают опыт и расчеты, это рабочее состояние неустойчиво, и поэтому гармонические синхронные моменты не включены в это определение.

3.15    максимальный (опрокидывающий) вращающий момент асинхронного двигателя

(breakdown torque of an a.c. motor): Наибольшее значение вращающего момента в установившемся режиме, развиваемого двигателем без резкого снижения частоты вращения при номинальных значениях напряжения и частоты. Определение не применимо к тем двигателям, у которых вращающий момент непрерывно понижается при возрастании частоты вращения.

з

3.16    максимальный момент синхронного двигателя (pull-out torque of a synchronous motor): Наибольший вращающий момент, развиваемый синхронным двигателем при синхронной частоте вращения и при номинальных значениях напряжения, частоты питания и тока возбуждения.

3.17    охлаждение (cooling): Процесс, с помощью которого тепло, обусловленное потерями, выделяемыми в машине, передается первичной охлаждающей среде, которая может постоянно заменяться или может сама охлаждаться вторичной охлаждающей средой в теплообменнике.

3.18    охлаждающая среда (coolant): Жидкая или газообразная среда, посредством которой отводится или переносится тепло.

3.19    первичная охлаждающая среда (primary coolant): Жидкость или газ, которые, имея температуру ниже температуры соприкасающихся с ними частей машины, отводят тепло от этих частей.

3.20    вторичная охлаждающая среда (secondary coolant): Охлаждающая жидкая или газообразная среда, которая, имея температуру ниже температуры первичной охлаждающей среды, отводит тепло, отдаваемое через теплообменник или наружную поверхность машин первичной охлаждающей средой.

3.21    обмотка с непосредственным (внутренним) охлаждением (direct cooled (inner cooled) winding): Обмотка, охлаждаемая главным образом с помощью охлаждающей среды, протекающей в непосредственном контакте с охлаждаемой частью по полым проводникам, трубкам, трубопроводам или каналам, которые независимо от их ориентации являются неотъемлемой частью обмотки внутри основной изоляции.

Примечание — Во всех случаях, когда для обмотки не указано «косвенное» или «непосредственное охлаждение», подразумевается обмотка с косвенным охлаждением.

3.22    обмотка с косвенным охлаждением (indirect cooled winding): Обмотка, охлаждаемая любым иным методом, отличным от непосредственного охлаждения.

Примечание — Для систем охлаждения и охладителей, отличных от тех, что приведены в 3.17—3.22, следует руководствоваться определениями по IEC 60050-411.

3.23    дополнительная изоляция (supplementary insulation): Независимая изоляция, предусмотренная в дополнение к основной изоляции с целью обеспечения защиты от поражений электрическим током в случае повреждения основной изоляции.

3.24    момент инерции (moment of inertia): Интегральная сумма произведений массы отдельных частей тела на квадраты расстояний (радиусов) их центров тяжести от заданной оси.

3.25    практически установившееся тепловое состояние (steady thermal state): Состояние, при котором превышения температур различных частей машины изменяются не более чем на 2 К в течение часа.

Примечание — Практически установившееся тепловое состояние может быть определено по графику изменения превышения температуры во времени, причем разность температур в течение часа не должна превышать 2 К.

3.26    эквивалентная тепловая постоянная времени (thermal equivalent time constant): Постоянная времени, определяющая экспоненциальную кривую, приближенно заменяющую реальную кривую изменения температуры системы, состоящей из нескольких элементов с различными постоянными времени нагрева, при внезапном изменении на конечную величину мощности источника нагрева.

3.27    капсулированная обмотка (encapsulated winding): Обмотка, полностью закрытая или герметизированная литой изоляцией.

3.28    номинальное значение коэффициента формы тока при питании двигателя постоянного тока от статического преобразователя (rated form factor of direct current supplied to d.c. motor armature from a static power convertor): Кф _ном: Отношение максимально допускаемого среднеквадратичного значения тока /_Эф _тахном ^{к ег0} среднему (за период) значению /_{ср ном} при номинальных условиях:

ном ^- ^эф max ном/^ср ном-    (1)

3.29    коэффициент пульсации тока (current ripple factor); qr,: Отношение разности наибольшего 1_тах ^и наименьшего l_mjn значений пульсирующего тока к двукратному среднему (за период) значению /_ср:

Ч⁼(¹тах~¹тт)1²¹ср

4

ГОСТ IEC 60034-1-2014

Примечание — Для малых значений пульсации тока коэффициент пульсации может быть аппроксимирован с использованием следующей формулы:

Ф = (W " ¹minWmax ^{+ 1}min)-    (³)

Примечание — Приведенное выражение может быть использовано для аппроксимации, если расчетное значение (/₍- не более 0,4.

3.30    допускаемое отклонение (tolerance): Допускаемое отклонение измеренной величины от установленной в стандарте (техническом задании, технических условиях).

3.31    типовое испытание (type test): Испытание одной или более машин определенной конструкции, проводимое для подтверждения соответствия данного типа машины определенным требованиям.

Примечание — Типовое испытание может быть признано успешным, если оно проводилось на машине, которая имеет незначительные отклонения от номинальных данных или других характеристик, которые находятся в пределах допускаемых отклонений. Эти отклонения должны быть согласованы.

3.32    контрольное испытание (routine test): Испытание, которому подвергается каждая машина во время или после ее производства для определения соответствия определенным критериям.

3.33    сверхскорость (runaway speed): Максимальная скорость, приобретаемая мотор-генератор-ной установкой после снятия нагрузки генератора при неработающем регуляторе скорости [7].

Примечание — Для двигателей данное понятие означает максимальное превышение скорости под действием присоединенной нагрузки при потере питания.

4 Режимы работы

4.1    Определение режимов работы

Режим работы электрических машин устанавливает потребитель (заказчик), который может описывать режим одним из следующих способов:

a)    численно, когда нагрузка не изменяется или изменяется известным образом;

b)    временным графиком переменных величин;

c)    путем выбора одного из типовых режимов от S1 до S10, не менее тяжелого, чем ожидаемый режим в эксплуатации.

Типовой режим должен быть обозначен соответствующей аббревиатурой, согласно 4.2, записанной после номинальной (базовой) нагрузки.

Выражения для продолжительности включения в цикле приведены на рисунках 1—10, соответствующих каждому типовому режиму.

Потребитель, как правило, не может предоставить значения момента инерции двигателяу_д и относительного ожидаемого термического срока службы ТСС изоляционных систем (см. приложение А). Эти значения устанавливаются и обеспечиваются изготовителем.

В случае, когда потребитель (заказчик) не устанавливает типовой режим, производитель считает, что предполагается использование машины для работы в типовом режиме S1 (продолжительном режиме).

4.2    Типовые режимы

4.2.1 Типовой режим S1 — продолжительный режим

Режим работы электрических машин с постоянной нагрузкой и продолжительностью, достаточной для достижения практически установившегося теплового состояния (см. рисунок 1). Условное обозначение режима — S1.

5

Р— нагрузка; Рэ — электрические потери; 0 — температура; 0тах — достигнутая максимальная температура; t— время Рисунок 1

4.2.2 Типовой режим S2 — кратковременный режим

Режим работы при постоянной нагрузке в течение определенного времени, недостаточного для достижения практически установившегося теплового состояния, за которым следует состояние покоя длительностью, достаточной для того, чтобы температура машины сравнялась с температурой охлаждающей среды (агента) с точностью до 2 К (см. рисунок 2).

6