GB/T 21209-2025 用于电力传动系统的交流电机 应用导则

ICS29160

CCSK.20

中华人民共和国国家标准

GB/T21209—2025/IECTS60034-252022

:

代替GB/T21209—2017

用于电力传动系统的交流电机应用导则

ACelectricalmachinesusedinpowerdrivesystems—Applicationguide

IECTS60034-252022Rotatinelectricalmachines—Part25ACelectrical

(:,g:

machinesusedinowerdrivesstems—AlicationuideIDT

pyppg,)

2025-08-01发布2026-02-01实施

国家市场监督管理总局发布

国家标准化管理委员会

GB/T21209—2025/IECTS60034-252022

:

目次

前言

…………………………Ⅴ

引言

…………………………Ⅵ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………3

系统特性

4…………………4

损耗及其影响电压源型变频器供电的感应电机

5()……………………10

噪声振动和扭转振荡

6、…………………14

电机绝缘电应力

7…………………………18

轴承电流

8…………………23

安装

9………………………38

电压源型变频器供电永磁同步电机的额外考虑因素

10………………46

高压电压源型变频器供电笼型感应电机的额外考虑因素

11…………47

电压源型变频器供电同步电机的额外考虑因素

12……………………51

方波型电流源型变频器供电笼型感应电机的额外考虑因素

13………52

负载换相式电流源型变频器供电同步电机的额外考虑因素

14(LCI)………………55

脉宽调制电流源型变频器供电笼型感应电机的额外考虑因素

15(PWMCSI)………57

转子回路上由电压源型变频器供电的绕线转子感应异步电机的额外考虑因素

16()………………58

其他电机变频器系统

17/…………………59

电压源型变频器供电标准定速感应电机范围内的额外考虑因素以及作为

18(IEC60034-12)

一台变频器适用电机的要求

…………61

电压源型变频器供电同步磁阻电机的额外考虑因素

19………………68

附录资料性变频器特性

A()……………69

附录资料性两电平电压源型变频器输出电压特性频谱

B()…………73

附录资料性变频器和电机电力接口处的预期电压

C()………………77

附录资料性变频器适用型电机调速与谐波能力

D()…………………81

参考文献

……………………84

图转矩转速性能

1/………………………6

图变频器输出电流

2………………………6

图变频器输出电压频率特性的示例

3/…………………8

图两电平电压源型变频器供电时由谐波频率引起的附加损耗P与基频f损耗P

4h1f1

之比随开关频率f变化关系的示例

S………………11

Ⅰ

GB/T21209—2025/IECTS60034-252022

:

图损耗与频率和供电电源类型的函数关系实测值实例

5()…………12

图时由变频器供电引起的电机附加损耗与脉冲频率的函数关系与图相同的电机

650Hz(5)…13

图风扇噪声与风扇速度的函数关系

7…………………15

图定子铁心振动模式

8…………………16

图变频器供电电机端测得的典型的浪涌信号曲线

9PWM……………18

图变频器输出端和电机端测得的典型的相电压浪涌每格

10(2ms/)………………19

图图中的瞬时浪涌每格

1110(1μs/)…………………19

图电机端的冲击峰值电压和上升时间定义

12…………20

图线圈的第一匝相对地电压作为上升时间的函数

13…………………21

图变频器供电电机一相浪涌所产生的局部放电脉冲每格

14(100ns/)……………23

图轴承电流的分类

15……………………23

图传递系统各部件的对地寄生阻抗

16…………………24

图共模电压测试图示例波形

17a)b)…………………25

图高频等效电路电机寄生电容示意

18a)b)…………26

图传动单元中的不同类型部件的高频电容电流示意

19………………27

图环路电流形式的原理

20………………28

图转子对地电流的原理

21………………28

图测量变频器控制的感应电机的电流脉冲的示例

22400V、500kWEDM………30

图电机轴承损伤的照片

23………………31

图电机接线盒与机座搭接

24……………39

图电机电缆屏蔽层连接实例

25…………40

图大功率变频器和电机多根电缆并联连接

26…………41

图变频器与高频电缆夹连接见法拉第笼

27360°,……………………42

图电机终端连接

28360°…………………42

图电缆屏蔽层连接

29……………………43

图预防性措施的特性

30…………………45

图典型三电平变频器原理图

31…………47

图典型三电平变频器输出电压和电流

32………………48

图第一匝线圈的电压线电压百分比与电压变化率的函数关系

33()…………………49

图中高压成型绕组绝缘和电压应力控制材料

34………50

图方波型电流源型变频器原理图

35……………………52

图方波型电流源型变频器电流和电压波形

36…………52

图变频器供电对笼型感应电机机座号设计在额定转矩和转速时各项损耗的

37(315M,N)

影响

…………………53

图电流源型变频器供电的同步电机原理图和电压电流波形图

38……55

图脉冲调制电流源型变频器原理图

39…………………57

图脉冲调制电流源型变频器的电压和电流

40…………57

Ⅱ

GB/T21209—2025/IECTS60034-252022

:

图交交变频器原理图

41…………………59

图交交变频器电压和电流波形

42………………………60

图变频器适用型与变频器专用型电机的比较

43………61

图基波电压U与运行频率f的关系曲线

4411…………62

图设计自循环冷却笼型感应电机转矩降低因数与运行频率f的关系曲线例

45NIC411()1()…63

图开关频率对电机和变频器损耗的影响

A.1…………71

图开关频率对噪声的影响

A.2…………71

图开关频率对转矩脉动的影响

A.3……………………72

图开关频率ff电压源型变频器供电电机线电压U的波形示例

B.1S=30×1LL()…73

图恒定功率控制与滞后控制的典型输出电压频谱

B.2PWM………74

图随机频率与滞后控制的典型输出电压频谱

B.3PWM……………74

图两相调制控制与滞后调制的典型输出电压频谱

B.4………………75

图恒定频率控制与滞后控制的电机电流的典型时间特性

B.5PWM………………75

图两相调制控制与磁滞调制的电机电流典型时间特性

B.6…………76

图电机端两电平逆变器随时间变化典型的电压曲线和参数示例相间电压摘自

C.1(;

IECTS61800-8)…………………77

图谐波电压降额曲线

D.1………………82

图由于冷却能力下降而降低速度时的转矩能力适用于或的型设计

D.2(50Hz60HzN)……83

表影响转矩转速性能的主要因素

1/……………………7

表电机设计依据

2…………………………9

表用于调节变频器参数的电机参数

3……………………9

表制造商和系统集成商无特殊约定且电机可靠运行时电机端运行电压以U为单位

4(N)…………22

表滚动轴承损伤的不同等级

5…………32

表预防轴承电流的各种措施的效果

6…………………35

Ⅲ

GB/T21209—2025/IECTS60034-252022

:

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件代替用于电力传动系统的交流电机应用导则与

GB/T21209—2017《》,GB/T21209—

相比除结构调整和编辑性改动外主要技术变化如下

2017,,:

更改了共模电压的术语和定义见年版的

———(3.3,20173.3);

增加了共振频带通用变频电机专用变频电机的术语和定义见

———、、(3.13、3.18、3.19);

增加了滑动轴承最小安全转速的描述见

———(4.3.5);

增加了电缆长度与电应力冲击电压绝缘等级与电应力以及低压和中高压电机绝缘系统能力

———、

的描述见

(7.2、7.3、7.4);

增加了对变频器高频效应的描述见

———(8.1.4);

增加了有关高频轴承电流的产生和危害的内容见

———(8.2、8.3);

增加了削弱高频共模电流的方法见并扩充了表

———(8.4.1、8.4.2)6;

增加了对变频器适用型电机的要求

———(18.1、18.2.2、18.2.3、18.3、18.5.2、18.6、18.7、18.8、18.9、

18.10、18.11、18.12、18.13)。

本文件等同采用旋转电机第部分用于电力传动系统的交流电

IECTS60034-25:2022《25:

机应用导则文件类型由的技术规范调整为我国的国家标准

》,IEC。

本文件做了下列最小限度的编辑性改动

:

考虑到我国标准体系将标准名称修改为用于电力传动系统的交流电机应用导则

———,《》。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由中国电器工业协会提出

。

本文件由全国旋转电机标准化技术委员会归口

(SAC/TC26)。

本文件起草单位上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司浙江江潮电机实业有限公司

:、、

佳木斯电机股份有限公司南方泵业股份有限公司浙江鑫升新能源科技有限公司玛龙通电气无锡

、、、()

有限公司北京金风科创风电设备有限公司山西电机制造有限公司浙江大学卧龙电气驱动集团股份

、、、、

有限公司山东华力电机集团股份有限公司力博工业技术研究院山东有限公司四川宏华电气有限

、、()、

责任公司苏州朗高电机有限公司杭州爱纬斯电子有限公司上海电科电机科技有限公司绍兴摩泰机

、、、、

电科技有限公司浙江大学先进电气装备创新中心兰州电机股份有限公司长沙长利电气有限公司

、、、。

本文件主要起草人王文良周洪发张晓明付怀波姚娟郑金民陈理李术林温泽鹏史婷娜

:、、、、、、、、、、

夏永强尹志华岳彦博邰红飞张琪炳陈国祥曹海东王鸿鹄朱宽宁黄鑫

、、、、、、、、、。

本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为

:

年首次发布为年第一次修订

———2007GB/T21209—2007,2017。

本次为第二次修订

———。

Ⅴ

GB/T21209—2025/IECTS60034-252022

:

引言

变频器供电的电机在性能特性和运行参数上均受到整个传动系统的影响包括供电系统变频器

,、、

布线电缆电机机械轴系以及控制装置其中的每个部分在技术方面是变化多样的本文件所描述的

、、,。

诸量值仅作参考

。

电力传动系统的设计涉及一些重要参量鉴于该系统与运行条件的多样性之间存在技术上的复杂

,

关系要对所有参量规定数值或限值已超出了本文件的范围和目的

,。

实际上电力传动系统在很大程度上是由不同厂商生产的部件所组成的本文件的目的就是要尽

,。

可能地阐明这些部件对电机设计及其性能特性所带来的影响

。

本文件涉及专门为变频器供电设计的交流电机专用变频电机以及规定的原本设

(),IEC60034-12

计成用于电网直接供电的变频电机通用变频电机

()。

Ⅵ

GB/T21209—2025/IECTS60034-252022

:

用于电力传动系统的交流电机应用导则

1范围

本文件描述了变频器供电的交流电机的性能特性明确了应用于变频工作制的电机的设计要点

,。

作为电力传动系统的一部分本文件还规定了电机和变频器之间的接口参数及其相互影响包括安装指

,,

南但不包括电源接口处的电压而这部分电压由描述

,,IECTS61800-8。

系列标准的其他相关部分的一般要求也适用于本文件范围之内的电机

IEC60034