ICS 29.160 GB CCS K 20 中华人民共和国国家标准 GB/T21209—2025/IECTS60034-25:2022 代替GB/T21209—2017 用于电力传动系统的交流电机 应用导则 AC electrical machines used in power drive systemsApplication guide (IEC TS 60034-25 :2022,Rotating electrical machines—Part 25 : AC electrical machines used in power drive systems—Application guide,IDT) 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/IECTS60034-25:2022 目 次 前言 引言 范围 1 2 规范性引用文件 术语和定义 系统特性 损耗及其影响（电压源型变频器供电的感应电机).， 5 噪声、振动和扭转振荡 6 14 电机绝缘电应力· 18 8 轴承电流 23 安装·· 38 10 电压源型变频器供电永磁同步电机的额外考虑因素 46 11 高压电压源型变频器供电笼型感应电机的额外考虑因素 47 电压源型变频器供电同步电机的额外考虑因素 51 13 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 52 14 负载换相式电流源型变频器（LCI)供电同步电机的额外考虑因素 55 15 脉宽调制电流源型变频器(PWMCSI)供电笼型感应电机的额外考虑因素. .57 16 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 58 17其他电机/变频器系统 59 18电压源型变频器供电标准定速感应电机（IEC60034-12范围内）的额外考虑因素以及作为 台变频器适用电机的要求 61 19电压源型变频器供电同步磁阻电机的额外考虑因素 68 附录A（资料性）变频器特性 69 附录B（资料性） 两电平电压源型变频器输出电压特性频谱 73 附录C(资料性） 变频器和电机电力接口处的预期电压 附录D（资料性）变频器适用型电机调速与谐波能力 81 参考文献 图1转矩/转速性能 图2变频器输出电流· 图3变频器输出电压/频率特性的示例 图4两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f1损耗Pn 之比随开关频率fs变化关系的示例 GB/T21209—2025/IECTS60034-25:2022 图5损耗与频率和供电电源类型的函数关系实测值（实例） 12 图650Hz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5相同的电机）：13 图7 风扇噪声与风扇速度的函数关系 15 图8定子铁心振动模式 16 图9 PWM变频器供电电机端测得的典型的浪涌信号曲线 18 图10 变频器输出端和电机端测得的典型的相电压浪涌（2ms/每格） 19 图 11 图10中的瞬时浪涌（1μs/每格） 19 图12 电机端的冲击峰值电压和上升时间定义 20 图13 线圈的第一匝相对地电压作为上升时间的函数 21 图14 变频器供电电机一相浪涌所产生的局部放电脉冲（100ns/每格） 图15 轴承电流的分类 23 图16 传递系统各部件的对地寄生阻抗· 24 图17 共模电压a)测试图b)示例波形 25 图18 高频等效电路a)电机b)寄生电容示意 26 图19 传动单元中的不同类型部件的高频电容电流示意· 27 图20 环路电流形式的原理 28 图21 转子对地电流的原理· 28 图22 测量变频器控制的400V、500kW感应电机的EDM电流脉冲的示例 30 图23 电机轴承损伤的照片 31 图24 电机接线盒与机座搭接 图25 电机电缆屏蔽层连接实例. 40 图26 大功率变频器和电机多根电缆并联连接 图27 变频器与高频电缆夹360°连接，见法拉第笼 图28 电机终端360°连接 42 图29 电缆屏蔽层连接 43 图30 预防性措施的特性 45 图31 典型三电平变频器原理图 图32 典型三电平变频器输出电压和电流 48 图33 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 49 图34 中高压成型绕组绝缘和电压应力控制材料· 50 图35 方波型电流源型变频器原理图· 52 图36 方波型电流源型变频器电流和电压波形 图37 变频器供电对笼型感应电机（机座号315M,N设计）在额定转矩和转速时各项损耗的 影响 53 图38 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 55 图39 脉冲调制电流源型变频器原理图 57 图40 脉冲调制电流源型变频器的电压和电流 II GB/T21209—2025/IECTS60034-25:2022 图41 交交变频器原理图 59 图42 交交变频器电压和电流波形 60 图43 变频器适用型与变频器专用型电机的比较 61 图44 基波电压U，与运行频率f1的关系曲线· 62 图45 N设计IC411（自循环冷却）笼型感应电机转矩降低因数与运行频率f1的关系曲线（例）63 图A.1 开关频率对电机和变频器损耗的影响 71 图A.2 开关频率对噪声的影响 71 图A.3 开关频率对转矩脉动的影响 72 图 B.1 开关频率fs=30×f1电压源型变频器供电电机线电压ULL的波形（示例） 73 图 B.2 恒定功率PWM控制与滞后控制的典型输出电压频谱 74 图 B.3 随机频率PWM与滞后控制的典型输出电压频谱 74 图 B.4 两相调制控制与滞后调制的典型输出电压频谱 图 B.5 恒定频率PWM控制与滞后控制的电机电流的典型时间特性 75 图B.6 两相调制控制与磁滞调制的电机电流典型时间特性 图 C.1 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 IECTS61800-8) 77 图D.1谐波电压降额曲线 82 图D.2由于冷却能力下降而降低速度时的转矩能力（适用于50Hz或60Hz的N型设计） ....83 表1影响转矩/转速性能的主要因素 表2电机设计依据 表3用于调节变频器参数的电机参数 表4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） 表5滚动轴承损伤的不同等级 32 表6预防轴承电流的各种措施的效果 35 GB/T21209—2025/IECTS60034-25:2022 前言 起草。 本文件代替GB/T21209一2017《用于电力传动系统的交流电机 L应用导则》，与GB/T21209 2017相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下： 一更改了共模电压的术语和定义（见3.3，2017年版的3.3）； 一增加了共振频带、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）； 一增加了滑动轴承最小安全转速的描述（见4.3.5）； 一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）； 一增加了对变频器高频效应的描述（见8.1.4）； 一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8.4.1、8.4.2)并扩充了表6； 一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IECTS60034-25：2022《旋转电机第25部分：用于电力传动系统的交流电 机应用导则》，文件类型由IEC的技术规范调整为我国的国家标准。 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（SAC/TC26)归口。 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、 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： -—2007年首次发布为GB/T21209—2007，2017年第一次修订。 —一本次为第二次修订。 V