本标准规定了永磁无刷电动机系统及构成系统的永磁无刷电动机、永磁无刷电动机驱动器的术语和定义、运行条件、基本要求、试验方法和验收标准。本标准适用于永磁无刷电动机系统及构成系统的永磁无刷电动机、永磁无刷电动机驱动器。 本标准是永磁无刷电动机系统的基础标准，规定了永磁无刷电动机系统及构成系统的永磁无刷电动机、永磁无刷电动机驱动器的术语和定义，运行条件，基本要求，试验方法和验收标准等。本标准参考国内外相关标准并吸收了永磁无刷电动机系统的研发、生产经验编制而成。 GB/T 21418-2008 永磁无刷电动机系统通用技术条件 GB/T21418-2008 标准下载解压密码：www.bzxz.net

ICS29.160.30
中华人民共和国国家标准
GB/T21418---2008
永磁无刷电动机系统通用技术条件General specification for permanent magnet brushless motor system2008-01-22发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2008-09-01实施
规范性引用文件
术语和定义
运行条件
机座号
基本要求和试验方法
特殊试验
铭牌和其他信息
安全性要求
检验规则
11包装和储存
附录A（资料性附录）系统方框图附录B（资料性附录）
热阻和热时间常数的试验方法
GB/T21418-2008
GB/T21418-—2008
本标准是永磁无刷电动机系统的基础标准，规定了永磁无刷电动机系统及构成系统的永磁无刷电动机、永磁无刷电动机驱动器的术语和定义，运行条件，基本要求，试验方法和验收标准等。本标准参考国内外相关标准并吸收了永磁无刷电动机系统的研发、生产经验编制而成。本标准与其他微电机标准以及其他相关标准协调一致。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国微电机标准化技术委员会归口。本标准起草单位：西安微电机研究所、北京和利时电机技术有限公司、广东威灵电机制造有限公司、卧龙电气集团股份有限公司、横店集团联宜电机有限公司、深圳龙德科技有限公司、江西喜泰电机有限公司、山东山博电机集团有限公司、成都精密电机厂、常州祥明电机有限公司、浙江嵊州鹏达机电制造有限公司、深圳市天星无刷电机制造有限公司、佛山南海科西亚数码电气有限公司、国家稀土永磁电机工程中心、哈尔滨工业大学、淄博博山杰瑞微电机有限公司、贵州华烽电器有限公司、国营林泉电机厂、山东祥和集团股份有限公司博山微电机厂、浙江奥力电机股份有限公司等。本标准主要起草人：莫会成、邵晓强、张朝晖、王健、肖战龙、严伟灿、许晓华、陈建能、宋广德、周元军、刘家宁、孙龙生、唐现舟、王福杰、王匀平、张卫、崔来胜、王士相、钱良钗、刘志尚等。m
1范围
永磁无刷电动机系统通用技术条件GB/T21418—2008
本标准规定了永磁无刷电动机系统及构成系统的永磁无刷电动机、永磁无刷电动机驱动器的术语和定义，运行条件，基本要求，试验方法和验收标准等。本标准适用于永磁无刷电动机系统（以下简称系统）及构成系统的永磁无刷电动机（以下简称电动机）、永磁无刷电动机驱动器（以下简称驱动器）。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括期误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T191包装储运图示标志（GB/T191—2000，eqvISO780：1997）GB755—2000旋转电机定额和性能（IEC60034-1：1996，IDT）GB/T2423.1电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温（GB/T2423.1—2001，IEC60068-2-1:1990,IDT)
GB/T2423.2电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温（GB/T2423.2—2001，IEC60068-2-2:1974,IDT)
GB/T2423.3：电工电子产品基本环境试验规程试验Ca：恒定湿热试验方法（GB/T2423.3—2006，eqvIEC60068-2-78:2001)
GB/T2423.5电工电子产品环境试验第二部分：试验方法试验Ea和导则：冲击（GB/T2423.5—1995,idtIEC60068-2-27:1987)
GB/T2423.10电工电子产品环境试验第二部分：试验方法试验Fc和导则：振动（正弦）(GB/T2423.10--1995idtIEC60068-2-6:1982）GB/T2828.1一2003计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限（AQL)检索的逐批检验抽样计划（ISO2859-1：1999IDT）
GB/T2900.26电工术语控制电机
GB/T2900.56电工术语自动控制
GB/T4772.1旋转电机尺寸和输出功率等级第1部分：机座号56～400和凸缘号55～1080(GB/T4772.1—1999,idtIEC72-1:1991)GB4824-2004工业、科学和医疗（ISM)射频设备电磁骚扰特性限值和测量方法GB/T7345—1994控制微电机基本技术要求GB/T7346控制电机基本外形结构型式GB/T10069.1旋转电机噪声测定方法及限值噪声工程测定方法GB/T17626.2—2006电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验（IEC61000-4-2：2001，IDT)
GB/T17626.3一2006电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验（IEC61000-4-3.2002,WT
GB/T17626.4-1998
3电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验（IEC61000-4-4：1995,IDTX
GB/T21418—2008
GB/T17626.5—1999电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验（idtIEC61000-4-5：1995)
GB18211-2000微电机安全通用要求GJB/Z299B—1998电子设备可靠性预测手册3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。3.1
永磁无刷电动机系统permanentmagnetbrushlessmotorsystem以永磁无刷电动机作为执行元件，根据位置、速度、转矩等反馈信息构成的控制系统。系统包括永磁无刷电动机、传感和驱动器等三部分（参见附录A图A，1）。系统有4种基本运行方式：开环运行、转矩控制、速度控制和位置控制（参见附录A图A,2～图A.5)。3.2
驱动器driver
接受控制指令，可实现对电动机的转矩/速度/转子位置控制的电气装置。驱动器按其控制电路和软件的实现方式可分为模拟量控制、数字模拟混合控制和全数字化控制；按其驱动方式可分为方波驱动和正弦波驱动。3.3
永磁无刷电动机permanentmagnetbrushlessmotor依赖于转子位置信息，通过电子电路进行换相或电流控制的永磁电动机。永磁无刷电动机有正弦波和方波两种形式，驱动电流为方波的电动机通常称为永磁无刷直流电动机，驱动电流为正弦波的电动机通常称为永磁交流伺服电动机。按电动机传感类型可分为有传感器电动机和无传感器电动机。
传感sensor/sensing
用于检测永磁无刷电动机位置、速度、电流的传感器或技术。传感器包括接近开关、光电编码器、旋转变压器、霍尔元件、电流传感器件等。3.5
额定功率ratedpower
在规定条件下，系统/电动机/驱动器的最大连续输出功率。3.6
峰值转矩
peaktorque
在规定条件下，电动机所能输出的最大转矩。在峰值转矩下短时工作不会引起电机损坏或性能不可恢复。
蜂值电流peakcurrent
在规定条件下，电动机输出峰值转矩时的线电流值。该电流在电动机方波运行时为峰值，正弦波运行时为有效值。
最大连续转矩（额定转矩）maximumcontinuoustorque（ratedtorque）在规定条件下，电动机所能输出的最大转矩，在该转矩下连续运行，电动机绕组温度和驱动器功率器件温度不会超过最高充许温度，电动机或驱动器不会损坏。2
GB/T21418—2008
电动机最大连续电流（额定电流）maximumcontinuouscurrentofmotor（ratedcurrent）在规定条件下，电动机输出最大连续转矩（额定转矩）时的线电流值。该电流在电动机方波运行时为峰值，正弦波运行时为有效值。3.10
静阻转矩static frictiontorque电动机不通电时，使转子在任意位置开始转动需克服的阻转矩。3.11
电动机热阻thermal resistanceof motor电动机绕组和机壳之间对热流的阻抗。3.12
空载转速no-loadspeed
在规定条件下，电动机空载状态时的稳态转速。3.13
最高充许工作转速maximumpermitspeed在保证电气绝缘介电强度和机械强度条件下，电动机最大设计转速。3.14
ratedspeed
额定转速
电动机输出最大连续转矩、以额定功率运行时的转速。3.15
转矩常数torqueconstant
在规定条件下，电动机通人单位电流时所产生的平均电磁转矩。3.16
反电动势常数backEMFconstant
在规定条件下，电动机绕组开路时，单位转速在电枢绕组中所产生的线感应电动势值。3.17
定子电阻resistance
在20℃下电动机每相绕组的直流电阻。3.18
inductance
定子电感
电动机静止时的定子绕组两端的电感。3.19
连续工作区
continuousdutyzone
图1中处于“最大连续转矩”、“最高允许工作转速”和“额定转速”以内的工作区域（图中无阴影区域），它是由电动机的发热、受离心力影响的机械强度、换相或驱动器的极限工作条件限制的范围。在此区域内运行，电动机和驱动器都不会超过其最高允许温度。注1.额定功率P（W)、额定转速n(r/min)与最大连续转矩T%(N·m）的关系为：P%注2：对于带油封、制动器等其他附件的电动机，应降额使用。TmaxXnn
60/2元
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峰值转矩；
一最商允许工作转速；
一额定转速：
最大连续转矩。
4转矩（N·m）
连续工作区
转速（r/min）
图1工作区示意图
短时工作区intermittentdutyzone图1中，处于峰值转矩以下，最大连续转矩以上的区域（图1中阴影区域）。在该区域短时工作，电动机电流虽大于最大连续电流，但电动机绕组在一定时间内不会被损坏。短时过流持续时间是由绕组的热时间常数决定的。3.21
系统效率system efficiency
电动机输出功率与驱动器输人有功功率之比。3.22
驱动器效率driverefficiency
驱动器输出有功功率与驱动器输入有功功率之比。3.23
motorefficiency
电动机效率
电动机输出功率与电动机输人有功功率之比。3.24
热时间常数thermaltimeconstant在恒定功耗和规定条件下，电动机绕组温升达到稳定值的63.2%所需的时间。3.25
rated input voltage
输入额定电压
在规定条件下，施加在驱动器的电源端子处的电压有效值。3.26
额定频率
rated frequency
输人交流电压的频率。
输入额定电流
ratedinputcurrent
在规定条件下，驱动器输出额定电流时，其输人电流的有效值。3.28
连续输出电流额定值ratedcontinuousoutputcurrent在规定的条件下，驱动器能够连续输出而不会超过规定限值的最大电流有效值。3.29
过载能力overloadcapability
在规定的条件下，能够在规定时间内输出而不会超过规定限值的最大电流有效值。3.30
electromagnetic compatibility;EMC电磁兼容性
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系统/驱动器/电动机在规定的电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。
闭环控制closedloopcontrol
为了将反馈变量调整到参比变量，系统将反馈变量与参比变量相比较并利用两变量之差设定操纵变量的控制。按被控量的不同分为位置控制、速度控制、转矩控制三种。3.32
转速波动
speedripple
电动机稳态运行时，瞬态转速的最大值为nmx，最小值为nmin，则转速波动为：转速波动= nm n×100%
nm+nmin
转矩波动torqueripple
（1）
电动机稳态运行时，对电动机施加恒定负载，连续测量输出转矩，瞬态转矩的最大值为T，最小值为Tmin，则转矩波动为：
Tmm- To×100%
转矩波动=
正反转速差speeddifferencebetweenpositiveandnegative-（2）
对于速度闭环的系统，不改变速度指令的量值，仅改变电动机的转动方向，空载条件下，测量出电动机的正反转速平均值ne和new，按照下式计算正反转速差：正反转速差
转速调整率speedregulatedrationew—neew
new十neew
·（3）
系统在额定转速、空载条件下，仅电源电压变化，或仅环境温度变化，或仅负载变化，电动机的平均转速变化值与额定转速的百分比分别叫做电压变化的转速调整率、温度变化的转速调整率、负载变化的转速调整率
调速比speedratio
系统满足规定的转速调整率和规定的转矩波动（或转速波动）时的最低空载转速nmin和额定转速nn之比叫做调速比D。
D=nmin
超调量overshoot
·（4）
对于阶联响应，为偏离输出变量最终稳态值的最大瞬时偏差，道常以最终稳态值与初始稳态值之差的百分数表示。参见图2。
阶跃输入的转速响应时间
response time following a step change of reference input系统输入由零到对应n的正阶跃信号，从阶跃信号开始至转速第一次达到0.9n的时间（图2）；系统输人由对应n到零的负阶跃信号，从阶跃信号开始至转速第一次达到0.1n的时间。上述正、负阶跃过程中规定的时间称阶跃输入的转速响应时间。5
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理想值
N终值
时贺售。
哺应时间
瞬态超调
建立时间
规定宽度
图2阶跃输入的时间响应曲线
response following atorquevariation转矩变化的时间响应
稳态偏差
系统正常运行时，对电动机突然施加转矩负载或突然卸去转矩负载，电动机转速随时间的变化叫做系统对转矩变化的时间响应(图3)。3.40
建立时间settlingtime
从一个输入变量发生阶跃变化的瞬间起，至输出变量偏离其最终稳态值与初始稳态值之差不超过士5%的瞬间止的持续时间间隔。系统中转速发生阶跃变化的建立时间叫转速建立时间(图2)。系统中转矩发生阶跃变化的建立时间叫转矩变化的转速建立时间（恢复时间)（图3)。3.41
频带宽度bandwidth
系统输入量为正弦波，随着正弦波信号的频率逐渐升高，对应的输出量的相位滞后逐渐增大同时幅值逐渐减小，相位滞后增大至90°时或者幅值减小至低频段幅值%时的频率叫做系统的频带宽度。最大麟态偏差
理想值
初值、
时间=0
瞬态超调
规定宽度
建立时间
(恢复时间）
稳态偏差
图3突加负载的时间响应曲线（输入不变）3.42
静态刚度staticstiffness
在位置控制方式下，系统处于空载零速工作状态，对电动机轴端正转方向或反转方向施加连续转矩T。，测量出转角的偏移量AO,则静态刚度K，为：K,
若转角采用分为单位，则静态刚度的单位为N·m/(\)。6
.（5）
4运行条件
4.1电气运行条件
除另有规定外，输入额定电压和额定频率优选值如表1。表1
额率/Hz
单相5060,400
三相5060，400
使用环境条件
电压/V
GB/T21418—2008
1.5,3,5,6,9,12,24,27,36,40,48,60,110,220,270,310,400,480,500,610,70012,24,36,115,220
36,60,200,220,380
除另有规定外，系统的环境使用条件应符合下列规定：环境温度（分两级）：（1)商用级：0℃～十40℃；（2）工业级：-20℃～+55℃；相对湿度：5%~85%，无凝露；
大气压强：86kPa～106kPa；
污染等级2（一般情况下，只有非导电性污染。但是也要考虑到偶然由于凝露造成的暂时的导电性)。
试验环境条件
本标准中的各项检查和试验，如无其他规定，均应在下列气候条件下进行：环境温度：15℃~35℃；
相对湿度：10%~75%；
大气压强：86kPa～106kPa。
5机座号
电动机的基本外形结构型式及安装尺寸参照GB/T7346、GB/T4772.1选用或由电动机的产品专用技术条件规定，选用规则如下：当电动机机座外径不大于320mm，其机座号按GB/T7346要求，用电动机外径表示，当电动a）
机为非圆柱结构时，为内切圆直径；b)
当电动机机座外径大于320mm，其机座号按GB/T4772.1要求，建议采用底脚安装方式，用电动机中心高表示，并在机座号后加“M”。6基本要求和试验方法
轴伸径向圆跳动
电动机轴伸长度一半处的径向圆跳动应符合表2的规定。表2
轴伸直径
轴伸径向圆跳动最大允许差值
单位为亲米
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6.2凸缘止口对电动机轴线的径向圆跳动电动机凸缘止口对电动机轴线的径向圆跳动应符合表3的规定。表3
凸缘直径
50~100
100240
6.3凸缘安装端面对电动机轴线的端面跳动单位为旁米wwW.bzxz.Net
凸缘止口对电动机轴线的径向圆跳动最大允许差值0.040
电动机凸缘安装面对电动机轴线的端面跳动应符合表4的规定。表4
凸缘外径
50~100
100240
6.4转子的转动惯量
单位为旁米
凸缘安装面对电动机轴线的端面跪动最大允许差值0.040
电动机转子的转动惯量应符合产品专用技术条件规定。电动机转子的转动惯量可计算或参照GB/T7345一1994中5.11规定的方法和其他等效方法测量。
6.5保护接地电路有效性试验
驱动器如设保护接地端子，应接触良好。驱动器的外壳和其他裸露导电部分必须与保护接地端子保证有良好的导电性，它们之间的电阻不应超过0.12。可采用毫欧表或其他方法测量。并检查保护接地端子连接是否接触良好。6.6介电性能
6.6.1耐电压
电动机的定子绕组与机壳之间、驱动器的检查试验点对保护接地端（外壳的裸露部分)之间应能够承受表5规定的试验电压，应无击穿、飞弧、闪络现象。漏电流不大于表5规定。注1，不应重复进行本项试验。如用户提出要求，允许在安装之后开始运行之前再进行一次额外试验，其试验电压值应不超过上述规定的80%。
注2：驱动器内置式电动机的耐电压试验由产品专用技术条件规定。注3，对于电路接地的驱动器，无法进行耐电压强度试验时，其考核办法由产品专用技术条件规定。注4：驱动器的检查试验点应该考虑两种情况：a）主电路和控制电路公用同一个参考地。检套测试点为主电路的电源输人端。试验时将电源输人端子短接。b）主电路和控制电路不公用同一个参考地。检查测试点包括主电路的电源输人端和控制信号端。试验时将电源输入端子、控制信号端子分别短接。8
输人额定电压/V
>24~36
>36~115
>115~250
电源功率/kVA
（最小值）
电源频率/H2
试验电压/V
(有效值）
GB/T21418—2008
电压持续时间/s
漏电流/mA
注：当对批量生产的5kW及以下电动机进行常规试验时,1min试验可用约5s的试验代替，试验电压不变；也可用1s试验来代替，但试验电压值为规定值的120%。电动机机座外径大于320mm，按产品专用技术条件规定。
对驱动器试验，应切断电源后进行。驱动器内的电源开关和接触器置于接通状态。对于不能承受试验电压的元件（如浪涌抑制器、半导体元件、电容器等)应将其断开或旁路。对于安装在电路和裸露部件之间的抗扰性电容器不应断开。试验电压的有效值不应超过规定值的士5%。开始施加时的试验电压不应超过规定值的50%。然后在儿秒钟内将试验电压平稳增加到规定的最大值并保持1min。6.6.2绝缘电阻
在正常试验条件及产品专用技术条件规定的极限低温条件下，电动机定子绕组与机壳之间、驱动器的检查试验点对保护接地端（外壳的操露部分）之间的绝缘电阻应不低于50MQ2，在极限高温条件下绝缘电阻应不低于10MQ,经受恒定湿热试验后绝缘电阻应不低于1M2。驱动器内置式电动机的绝缘电阻试验由产品专用技术条件规定。绝缘电阻检查选用兆欧表的电压值应符合表6规定。表6
耐电压值
500,1000
≥1500
6.7反电动势常数
反电动势常数应符合产品专用技术条件的规定。兆欧表的电压值
将被试电动机拖动至转速n(r/min）。测量该电动机的线感应电动势U(V)幅值。用下式计算反电动势常数K。：
6.8定子电感
30U(v/(rad/s))
电动机定子绕组电感应符合产品专用技术条件的规定。单位为伏特
·（6)
电动机定子绕组的电感随着转子的位置和磁路饱和程度的变化而变化。测量也受电流变化率的影响。因此，当给出一个电感指标时，应明确测量条件。转子在三个不同位置时，用电感电桥测量定子相绕组在频率1000Hz下的电感，取三次平均值。6.9定子电阻
电动机定子电阻应符合产品专用技术条件的规定用直流电桥测量电动机定子绕组的直流相电阻，必要时应换算为20℃C时的等效电阻，见GB755一2000中7.6.2.2。
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