1、試驗電源波形品質的要求

　　《GB755-2008旋轉電機定額和性能》指出，供電電源的諧波電壓因數HVF需滿足：

　　N設計電動機不超過0.03，其它電機未加說明的不超過0.02。

　　值得注意的是，HVF不等同于THD，GB755-2008旋轉電機定額和性能分別給出了兩者的計算公式：

　　標準中同時指出，k=13，且對于三相電機而言，n不等于3及3的整數倍，這樣，實際上HVF只計算了2、4、5、7、8、11、13等7次諧波，而THD包括2~100共99次諧波。加上HVF計算公式中，每次諧波平方后還要除以對應的諧波次數，HVF明顯小于THD。也就是說，用HVF作為評價指標，要求低于THD。

　　對于以調壓器或機組為試驗電源的高效電機試驗臺，只要電源品質滿足HVF的要求即可。

　　由于HVF僅考慮了低次諧波的影響，而變頻器輸出諧波以高次為主，這是GB755所沒有考慮到的，因此，對于采用變頻器為試驗電源的高效電機試驗臺，還應考慮高次諧波的影響。這一點，在《GB/T 20161-2008變頻器供電的籠型感應電動機應用導則》的第四章電壓和電流的頻譜中明確指出：

　　“在GB755-2008的7.2.1中，籠型感應電動機供電電壓允許的諧波分量表示為一個數值，稱為諧波電壓因數（HVF）。然而，這個因數對變頻器供電不適用。”

　　電源品質對高效電機的溫升及效率測量都會產生影響，綜合考慮，對于采用變頻電源供電的電機試驗臺，建議對變頻電源的波形品質要求采用THD替代。對于開關頻率較高的變頻電源，在確認13次以上高次諧波含量足夠小時，仍可采用HVF。WP4000變頻功率分析儀可同時顯示試驗電源的HVF和THD。

　　值得注意的是，對于變頻電源而言，輸出電壓越低，諧波含量越大，一般波形品質很難全范圍輸出滿足上述要求。較合理的要求是在380V和690V電機試驗關注的范圍內滿足THD≯0.02的要求。實際范圍可定為：90V~900V（參見第二節的電壓準確限值范圍）。

圖1、500kW高效電機試驗臺專用變頻電源

2、電量測量系統精度指標需滿足標準要求

　　《GB/T1032三相異步電動機試驗方法》指出，電量測試設備準確度不低于0.2級（滿量程），同時指出，應盡量使量程接近讀數，實際上就是要求，在整個測試范圍內，準確度指標需滿足0.2級。一般廠家注意了前面的要求，而忽略了后面的要求，將導致試驗結果出現較大的偏差。這兩個要求結合起來，就是要求測試設備（或系統）在寬范圍內滿足精度要求。

電壓準確限值范圍：

　　高效電機試驗臺一般至少要兼顧380V和690V兩種電壓等級的電動機。依據GB/T1032的要求，空載試驗最高電壓測試點為125%額定電壓，因此，最高測試電壓至少達到900V。空載試驗和堵轉試驗的最低電壓測試點一般涵蓋25%額定電壓，因此，最低測試電壓至少達到90V。

　　即：電壓準確限值范圍應覆蓋：90V~900V。

　　目前大部分功率測量儀器支持1000V直接測量，并且具備多個電壓量程，一般可以滿足要求。

電流準確限值范圍：

　　高效電機試驗臺試驗對象一般要求包括375kW/380V電機。其額定電流約700A，堵轉試驗要求達到1400A。假設被試電機最小功率為7.5kW/380V，其額定電流約為14A。最小空載電流按照額定電流的20%考慮，約為3A。

　　即：電流準確限值范圍應覆蓋：3A~1400A。

　　若被試電機功率范圍更寬，將要求更寬的被測電流準確限值范圍。

功率因數準確限值范圍：

　　異步電機空載功率因數可達0.1甚至更低。

　　即：功率因數準確限值范圍應覆蓋：0.1~1

　　當功率因數低于0.2時，可適當降低功率測量精度的要求。

　　值得注意的是，功率因數對功率測量準確度的影響不僅僅通過測量儀表表現，還與前端的電壓傳感器和電流傳感器的角差（相位誤差）有關。

　　GB/T1032要求互感器的準確度不低于0.2級。依據JJG313-2010測量用電流互感器檢定規程和JJG314-2010測量用電壓互感器檢定規程的要求，0.2級電壓/電流互感器的角差（50Hz時）應不大于10′。當采用霍爾電壓傳感器或霍爾電流傳感器時，其角差指標亦應滿足上述要求。

　　注：目前霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器均無角差指標，一般而言，霍爾電壓傳感器角差指標難于滿足10′的要求，部分閉環式霍爾電流傳感器角差指標可以滿足。具體角差指標應由生產廠家給出或通過法定計量檢定機構出具的校準證書給出。

圖2、全面滿足高效電機試驗測試要求的電量測試系統——WP4000變頻功率分析儀

3、扭矩儀精度指標不低于0.2級

　　由于目前扭矩儀一般按照滿量程標稱精度，0.2級的扭矩儀，在半量程時，相對誤差限值約為0.4%，被測扭矩更小時，測量結果的相對誤差更大。因此，應盡量依據被試電機的扭矩選擇合適量程的扭矩儀，如果被試電機規格較多，可選用不同量程的扭矩儀，與被試電機配套使用。

4、電功率與機械功率的同步測試

　　電量測試系統的電功率測試盡量與扭矩及轉速同步測試。這里的同步測試不等同于同時測試（或同時記錄），同步測試相當于對每一個測量數據而言，起始點相同，結束點相同。一般來講，如果兩套系統（主要指儀表部分）不是由一個廠家制造，較難實現該功能。這一點，需要向集成商提出來。

5、正確的試驗方法

　　許多人認為，直接法測量效率較為準確。即同步測量輸入功率和輸出功率，用輸出功率與輸入功率的比值作為電動機的效率。事實上，對于效率較高的電機，該法得到的電機效率的不確定度較大，而采用損耗分析法可以得到較小的不確定度。

　　《GB/T 1032-2005三相異步電動機試驗方法》10.3A法——輸入——輸出法一節中明確指出：通常A法僅限于效率不大于80%的電動機。

　　《GB/T 1032-2012三相異步電動機試驗方法》11.1.2試驗方法與效率測量不確定度一節中推薦A法的適用范圍為功率小于1kW的電動機。

　　基于小功率電動機一般效率較低的規律，新老版本的指導思想是統一的。

　　《GB18613-2006中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級》明確規定，效率試驗采用損耗分析法。這里的損耗分析法，包括B（B1）法或E（E1）法。E法不需要扭矩儀。

　　《GB18613-2012中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級》進一步明確，效率試驗采用《GB/T1032三相異步電動機試驗方法》中的B法——測量輸入-輸出功率的損耗分析法。

圖3、三相異步電動機型式試驗軟件

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