油田抽油机用三相永磁同步电动机编制说明

《油田抽油机用三相永磁同步电动机》“浙江制造”标准编制说明1项目背景电动机是工业领域的动力之源通过电和磁的相互作用，实现电能和动能之间的相互转换电动机在全球工业自动化市场中占据着举足轻重的地位，广泛应用于冶金、电力、石化、煤炭、矿山、建材、造纸、市政、水利、造船、港口装卸等领域中国电机行业历经数十年发展取得了巨大进步，但行业仍然存在不少问题中小型电机基本系列产品产量占的比例偏大，高技术含量、高附加值产品品种少、产量小；基本系列产品生产厂家多、产量大，形成互相抢占市场压价竞争局面全球范围内对高效节能电机的需求正在不断上升，下游市场驱动系统产量不断上升也增加了对电机的需求此外，设计和制造过程中严谨的标准，以提高电机的效率，鼓励全球厂商开发高效节能电机据保守预测，全球工业电机市场正得以恢复，在未来5年，全球工业电机市场有望以7%〜

7.5%的年综合增长率发展，预计在2023年将突破9500亿美元，至2025年达到11500亿美元电机的需求趋势正稳步从标准效率电机转向高能效电机伴随着节电、环保意识日益增强，用于节能环保领域的永磁电机将会出现大幅增长可以预见，低碳经济的到来为永磁电机带来增长契机，而超高效永磁电动机和在节能减排方面将发挥重大作用同时我国稀土占世界比重大约23%左右，有着丰富的资源优势，稀土的产量能够满足世界80%左右的需求，是公认的全球稀土第一大国稀土资源就是制造永磁电机所使用的钛铁硼主要来源，丰富的稀土资源为我国永磁电机的规模生产提供了可靠的材料来源，为永磁同步电机健康持续发展打下结实的基石油田抽油机专用高启动转矩永磁同步电机的研发方向非常符合目前和未来的市场需求，将有效的抢占全球市场与传统的电磁电机相比，永磁电机特别是稀土永磁电机，具有结构简单、运行可靠、体积小、质量轻、损耗小、效率高等显著特点，并且其形状和尺寸可以灵活多样，因而应用范围极为广泛当下世界能源紧张问题明显，我国是最大能源消费国，政府重视节能减排，对于设备和技术研究给予资金支持由于永磁同步电机在设计环节中改进，具有更为小巧的传动系统，减少能耗，提升了效率，

5.2基本要求（型式试验规定技术指标外的产品设计、原材料、关键技术、工艺、设备等方面）、质量承诺等体现“浙江制造”标准“四精”特征的相关先进性的对比情况

2.1设计研发1）应使用计算机辅助软件，对产品结构进行优化设计2）应采用产品生命周期管理方法对产品的全生命周期进行流程设计说明拥有专业的研发团队与计算机辅助软件，充分考虑产品使用需求及可制造性的需求等角度设计，在产品设计开发初期就考虑产品使用便捷、性能安全稳定的要求

5.

2.2原材料及部件1）绝缘漆包线应采用GB/T

6109.5规定的耐热等级不低于155℃（F）级的材料2）机壳、端盖应采用抗拉强度不低于200MPa的钢铁材料3）矽钢片应采用比损耗P

1.5/50不大于

4.70W/kg的冷轧硅钢片4）稀土永磁体最高工作温度180寸，剩磁（

12.8-

13.2）kGs内禀矫顽力225kOe05）轴承采用进口SKFo说明选用高强度、节能、性能可靠，符合国标要求的原材料，从源头上消除质量隐患1）产品机壳、端盖应采用一次装夹加工完成2）产品轴承室应采用挤压工艺3）转子外圆应采用粗精车两次加工工艺4）定子线包采用真空浸漆烘箱工艺5）转子采用高压铸铝设备压铸6）定子嵌线采用自动嵌线流水线说明关键零部件采用高精度数控加工中心加工，自动化程度高、精度高、配合好，提升生产效率和产品质量

5.

2.4检验检测1）应配备气动量仪、跳动检测仪、粗糙度仪等检测设备，具备成品加工件的同心度、形位公差的检测能力2）应配备匝间仪、耐压仪、漆包线检测仪、单片矽钢片测试仪等测试设备，具备对料件的尺寸、形状和性能等技术指标的检验能力3）应具备产品型式试验测试设备测试能效、温升、转矩、振动和噪声等测试能力说明标准提出的指标体系，均可由符合资质要求的检测机构完成检测，提供检测支持生产企业除能完成出厂检验的项目外，还应具备能效、温升、转矩、振动和噪声等型式试验项目的检测能力

2.5精诚服务为体现“浙江制造”标准的“精诚服务”这一理念，工作组结合产品实际生产销售情况，提出产品在用户按照使用说明书的规定，正确地使用与存放电动机的情况下，制造厂应保证电动机在开始使用后1年内，或自制造厂的出厂日期起不超过2年的时间内能良好地运行若在此规定时间内，电动机因制造质量不良而发生损坏或不能正常工作，制造厂应无偿地为用户修理或更换零件或电动机；电动机在使用过程中产生任何质量问题时，制造厂应在4小时内作出响应，及时为用户提供合理范围内的服务和解决方案

5.3标准中能体现“智能制造”、“绿色制造”先进性的内容说明（若无相关先进性也应说明）电动机效率较GB30253-2013一级能效标准提高了

0.1%-

0.2%较JB/T13297-2017和IEC60034-30-12014标准最大提高了

5.7%产品通过了CQC节能认证，为全球节能减排添砖加瓦；定子嵌线采用自动嵌线流水线，生产效率高、环境污染少；电动机轴承室应采用挤压工艺、转子采用高压铸铝设备压铸工艺，产品一次成型，减少过程加工环节，能源消耗减少，总体对环境因素影响不大；采用AnsysMaxwell.Motorsolve^EasiMotor三维辅助软件进行有限元分析优化设计，对电磁场进行分析优化，保证电场强、磁场强、力都在最优的状态，提高产品使用寿命6与现行相关法律、法规、规章及相关标准的协调性标准与有关强制性标准相冲突情况本标准的制定符合国家有关的现行法律、法规和强制性标准的要求，与国家现行的环境保护政策、法规相辅相成本标准的制定充分体现“浙江制造”标准“国内一流、国际先进”的定位，标准具有先进性，未有低于国标、行标和地方标准的情况目前国内主要执行的标准有目前执行标准GB30253-2013《永磁同步电动机能效限定值及能效等级》、JB/T13297-2017«TYE4系列三相永磁同步电动机技术条件（机座号80〜355）》

6.3本标准引用了以下文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件GB/T191包装储运图示标志GB/T755旋转电机定额和性能GB/T997旋转电机结构形式、安装型式及接线盒位置的分类（IM代号）GB/T1971旋转电机线端标志与旋转方向GB/T1993旋转电机冷却方法GB/T

2900.25电工术语旋转电机GB/T

4772.1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55〜1080GB/T

4942.1旋转电机整体结构的防护等级（IP代码）分级GB/T10068轴中心高为56mm及以上电机的机械振动振动的测量、评定及限值GB/T

10069.1旋转电机噪声测定方法及限值第1部分旋转电机噪声测定方法GB/T12665电机在一般条件下使用的湿热试验要求GB/T14771中小型旋转电机通用安全要求GB/T22669三相永磁同步电动机试验方法GB/T22711-2019三相永磁同步电动机技术条件（机座号80〜355）GB/T

22719.1交流低压电机散嵌绕组匝间绝缘第1部分试验方法GB/T

22719.2交流低压电机散嵌绕组匝间绝缘第2部分试验限值GB30253-2013永磁同步电动机能效限定值及能效等级JB/T13297-2017TYE4系列三相永磁同步电动机技术条件（机座号80〜355）7社会效益《油田抽油机用三相永磁同步电动机》标准的提出弥补了行业标准不足和空白，给油田抽油机用三相永磁同步电动机提供了质量把控依据，给市场上产品的品质提供了保障用户电机选型容量小，使用节能环保，生产启动转矩大，综合性价比高，必然深受消费者的喜爱企业在投入产出比上经济性更好，利润空间更大8重大分歧意见的处理经过和依据无9废止现行相关标准的建议无10提出标准强制实施或推荐实施的建议和理由本标准为浙江省品牌建设联合会团体标准11贯彻标准的要求和措施建议已批准发布的“浙江制造”标准，文本由浙江省品牌建设联合会在官方网站http//www.zhcjiangmade.org.cn/上全文公布供社会免费查阅标准主要起草单位将在全国团体标准信息平台http:〃www.ttbz.org.cn/上自我声明采用本标准，其他采用本标准的单位也应在信息平台上进行自我声明12其他应予说明的事项标准中无相关涉及专利的说明《油田抽油机用三相永磁同步电动机》标准研制工作组2023年2月20日平均节电率高达10%以上，永磁同步电机在节能减排方面将发挥重大作用目前油田抽油机的配套电机多为异步电动机，由于抽油机负载的特殊性，要求电机起动转矩大、经济运行范围宽，异步电动机难以满足要求，也造成电能大量的浪费同时国家为了响应节能减排的号召，大力推广自启动永磁电机在油田抽油机上大规模使用，源于其较大的启动转矩，较高的能效指标，较好的节能效果，对油田节能减排具有实际意义但是由于油田抽油机输电线路长，负荷配置不均匀，线路首段、末端电压差距大通过大量现场测量抽油机现场电压范围为340V〜420V之间油田抽油机供电电压剧烈变化，而抽油机启动惯量大，启动时需要较大启动转矩，启动正常后运行功率小，自启动永磁电机不能全部适应这种环境油田抽油机专用高启动转矩永磁同步电机能有效替代异步电动机和自启动永磁电机，满足高效、高起动转矩和宽经济运行范围的要求目前国内电机企业对油田抽油机专用高启动转矩永磁同步电机的研发还相对较少，但是市场需求在日益扩大，未来几年，电机企业对油田抽油机专用高启动转矩永磁同步电机研发将会是一个热门，市场需求短期内也会日益增长2项目来源由葛氏控股股份有限公司向浙江省品牌建设联合会提出立项申请，经省品牌建设联合会专家答辩通过，并给予立项，项目名称《油田抽油机用三相永磁同步电动机》3标准制定工作概况标准制定相关单位及人员

1.1本标准主要起草单位葛氏控股股份有限公司

1.2本标准参与起草单位台州学院、方力控股有限公司、台州市方圆检测有限公司、台州鑫源机电有限公司、浙江迅合机电有限公司、浙江斯耐特动力股份有限公司

1.3本标准起草人葛学鑫、黄海成、代振坤、王旭、林树森、李春光、傅万进、赵丹丹、林江伟、项珍飞

3.

2.1前期准备工作葛氏控股股份有限公司在获得立项通知后，成立了标准起草小组，小组成员来自葛氏控股股份有限公司、台州学院、方力控股有限公司、台州市方圆检测有限公司、台州鑫源机电有限公司、浙江迅合机电有限公司、浙江斯耐特动力股份有限公司，并确定了工作计划和研制思路标准起草小组收集了国内外相关标准和资料，包含:JB/T13297-2017«TYE4系列三相永磁同步电动机技术条件（机座号80〜355）》、GB30253-2013《永磁同步电动机能效限定值及能效等级》、GB/T22711-2019《三相永磁同步电动机技术条件（机座号80〜355）》、IEC60034-30-1:2014《旋转电机第30-1部分线控交流电动机的效率等级（TE等级）》等，并参考国内先进同行相关指标要求，并组织开展了先进生产企业就企业的研发设计、选材、工艺、检验和装备能力的调研，实验室反复验证电动机的功率因素、效率、堵转转矩对额定转矩之比、堵转电流对额定电流之比、失步转矩对额定转矩之比、定子绕组温升等多个项目的数据，从而确定标准框架

3.

2.2标准草案研制标准起草小组以搜集的国内外相关标准和资料为基础，对标国内外先进同行的先进要求，分析各项目指标的合理性和可行性，按照“浙江制造”标准研制要求，增加了基本要求（设计研发、原材料及部件、工艺与装备、检验检测）、质量承诺等方面的内容经过标准起草小组共同努力，于2022年10月形成了标准草案并于2023年2月18日召开了标准研讨会会上专家对于标准提出了许多建设性的意见，主要包括a.更改电动机型号为TYG；b.增加冷却方式IC416；c.额定频率增加60Hz；增加额定电压数量；扩大额定功率的范围；并增加表1至表5的相关技术参数d.扩大机座号至355标准名称改为《油田抽油机用三相永磁同步电动机（机座号80〜355）》e.

6.11基本性能应列出具体的性能参数；f.表8注2第5项和第6项为抽检，应明确抽检的方法；g.对基本要求相关内容进行调整和修改；会后标准工作组组织多次专题会议，讨论修改完善标准草案，于2023年2月22日形成标准的意见征求稿

3.

2.3征求意见

3.

2.4专家评审

3.

2.5标准报批4标准编制原则、主要内容及确定依据

4.1编制原则标准编制遵循“合规性、必要性、先进性、经济性、可操作性”的原则，严格按照GB/T

1.1-2020《标准化工作导则第1部分标准化文件的结构和起草规则》的规定进行编写和表述，主要依据GB30253-2013《永磁同步电动机能效限定值及能效等级》、JB/T13297-2017《TYE4系列三相永磁同步电动机技术条件（机座号80〜355）》，同时参考了先进同行技术参数编制而成，注重标准的可操作性1）合规性本标准的编制遵循合规性原则，标准起草小组根据GB/T

1.1-2020《标准化工作导则第1部分标准化文件的结构和起草规则》编制标准草案标准起草小组对产品市场做了充分的调研和分析，依据GB30253-2013《永磁同步电动机能效限定值及能效等级》、JB/T13297-2017《TYE4系列三相永磁同步电动机技术条件（机座号80〜355）》的技术要求，对先进性项目的验证试验进行分析和处理，标准完成前向上、下游客户、检测机构、行业标准化协会等各个方面征求了意见2）必要性稀土资源就是制造永磁电机所使用的铉铁硼主要来源，丰富的稀土资源为我国永磁电机的规模生产提供了可靠的材料来源，为我国永磁同步电机健康持续发展打下结实的基石，处于绝对的优势，因此无论是产量还是产值我国都处于世界领先地位目前国际上无永磁同步电机的相关标准，我国的国家标准有GB30253-2013《永磁同步电动机能效限定值及能效等级》、GB/T22711-2019《三相永磁同步电动机技术条件（机座号80〜355）》行业标准有JB/T13297-2017《TYE4系列三相永磁同步电动机技术条件（机座号80〜355）》基于当下国内外高端客户对电机高效率、高启动转矩、宽运行电压等技术指标的要求，这些标准都显得相形见纳本次“浙江制造”团体标准的提出，坚持“国内一流、国际先进”定位，坚持问题导向、需求导向、发展导向，弥补国内外标准和国内外市场中存在的问题，解决社会需求，提升用户体验，引领产业高质量发展3）先进性本产品最核心的产品技术优势较行业标准的适用范围更广，具有更大的运行环境温度范围，额定电压可满足不同类型需求的客户主要的质量特性和核心技术指标如下A、堵转转矩高堵转转矩对额定转矩之比较JB/T13297-2017标准提高了

4.5%-12%；B.效率高效率较GB30253-2013一级能效标准提高了

0.1%〜

0.2%较JB/T13297-2017和IEC60034-30-12014标准最大提高了

5.7%；C.功率因素高功率因素保证值为

0.96D.堵转电流小堵转电流对额定电流之比之比较JB/T13297-2017标准最大约降低了15%；E.失步转矩高失步转矩对额定转矩之比较JB/T13297-2017标准提高了10%〜20%；F.温升定子绕组温升限值为70K以上符合高端顾客对油田抽油机用三相永磁同步电动机的要求4）经济性相比行业标准，本标准提升和新增加的指标，均有实际的意义，完全按高端客户需求相关需求来设置，技术成熟，工艺稳定，不增加大的技术改造成本本标准提出的先进性指标，适合市场需求，高端产品与市场价格相符5）可操作性标准的技术要求均有对应的检测方法，且可由第三方实验室进行检测，检测方法都有相应的标准支撑，同时进行设计验证企业具备产品基础性检测能力，有能力自主把控产品质量主要内容本标准主要内容包括术语和定义、型式和基本参数、基本要求（设计研发、原材料及部件、工艺与装备、检验检测）、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存及质量承诺等内容主要内容确定依据

3.1技术要求

3.

1.1额定电压依据JB/T13297-2017《TYE4系列三相永磁同步电动机技术条件（机座号80〜355）》要求，参考国内先进同行的技术指标，确定220V、380V、415V、440V、460V、480V、660V.1140V共3种额定电压，适合油田抽油机用户现场实际需求，具有先进性

3.

1.2效率依据GB30253-2013《永磁同步电动机能效限定值及能效等级》中一级能效和1EC60034-30-1:2014《旋转电机第30-1部分线控交流电动机的效率等级》中IE4的要求，参考国内先进同行的技术指标，并依据实验数据制定提升能效指标，提升电能利用率，减少能量消耗，达到节能减排的目的，具有先进性

4.

3.

1.3堵转转矩依据JB/T13297-2017要求，参考国内先进同行的技术指标，并依据实验数据制定提升堵转转矩对额定转矩之比，更适合油田抽油机等高启动负载的场合，具有先进性

4.

3.

1.4堵转电流依据JB/T13297-2017要求，参考国内先进同行的技术指标，并依据实验数据制定堵转电流对额定电流之比减少，有利于提高线路和电动机的使用寿命，提升设备的安全性，具有先进性

4.

3.

1.5失步转矩依据JB/T13297-2017要求，参考国内先进同行的技术指标，并依据实验数据制定失步转矩对额定转矩之比提高，有利于电动机稳定运行，具有先进性

4.

3.

1.6定子绕组温升限值依据JB/T13297-2017要求，并依据实验数据制定定子绕组温升限值降低，有利于提高电动机的使用寿命，更适合环境温度偏高的场合，具有先进性

4.

3.

1.7功率因素依据JB/T13297-2017要求，参考国内先进同行的技术指标，并依据实验数据制定功率因素提高有得于提高电能质量，减少电网电能损耗，达到远距离送电节能目的，具有先进性

4.

3.

1.8牵入转矩依据GB/T22711-2019《三相永磁同步电动机技术条件（机座号80〜355）》要求，参考国内先进同行的技术指标，并依据实验数据制定增加牵入转矩技术要求，牵入转矩对额定转矩之比的保证值应不低于

1.3倍，具有先进性

4.

3.

1.9其他技术指标其他技术指标依据JB/T13297-2017要求，与行标保持一致

4.

3.2试验方法标准规定的技术要求，都规定了相应的试验方法，所有的试验方法均按标准的方法实施

4.

3.3检验规则标准规定了检验分类（出厂检验和型式检验）以及出厂检验和型式检验的判定规则，体现可操作性

3.4标志、包装、运输和贮存标准规定了标志、包装、运输和贮存的要求

3.5质量承诺1）在用户按照使用说明书的规定，正确地使用与存放电动机的情况下，制造厂应保证电动机在开始使用后1年内，或自制造厂的出厂日期起不超过2年的时间内能良好地运行若在此规定时间内，电动机因制造质量不良而发生损坏或不能正常工作，制造厂应无偿地为用户修理或更换零件或电动机2）电动机在使用过程中产生任何质量问题时，制造厂应在4小时内作出响应，及时为用户提供合理范围内的服务和解决方案3）制造厂建立质量信息追溯系统，保证产品的可追溯以上质量的承诺的提出，充分体现了精诚服务的理念5标准先进性体现

5.1型式试验内规定的所有指标对比分析情况油田抽油机用三相永磁同步电动机以其功率因素高、效率高、堵转转矩大、堵转电流小、定子绕组温升限值低等优良特性在高端用户当中占有着独特的位置对照国内外先进标准和先进同行要求，本次提出的主要技术指标能够满足国内外知名厂商的要求，同时达到了“国内一流、国际先进”的水平本次团体标准提出的技术要求，更好地保证了申报产品的产品质量，有利于整个行业的良好发展以葛氏控股股份有限公司为主要起草单位研制的《油田抽油机用三相永磁同步电动机》标准的技术要求对比相关参考的标准对产品的适用性、可靠性、安全性、节能环保等提出了更高的要求，且均有检测报告作为事实依据，具体指标先进性体现见表1表1先进性指标比较功能性失步转矩对额定转矩之比

1.8//

1.

62.2失步转矩提高，有利于电动机稳定运行经久耐用定子绕组温升限值80K///70K温升降低，有利于提高电动机的使用寿命，更适合环境温度偏高的场合，注电动机型号TYE4-180I-6对应额定功率15kW同步转速1000r/min产品性能核心技术指标JB/T13297-2017GB30253-2013（一级）IEC60034-30-1:2014（IE4级）国内先进同行（明膊电机）本次“浙江制造”提出标准评价适用性额定电压380V1140V及以下50V-1000V380V\660V380V、660V、1140V适合油田抽油机用户现场实际需求适用性运行环境温度最高环境空气温度随季节而变化，但不超过409；最低环境空气温度为-15ro///最高环境空气温度随季节而变化，但不超过45（；最低环境空气温度为-25°CO适合油田现场耐高低温的实际需求节能性功率因素保证值为

0.93//保证值为

0.96保证值为

0.96功率因素提高提高电能质量，减少电网电能损耗，达到节能目的节能性效率

92.9%

94.7%

92.9%

94.7%

94.9%能效提高，提升电能利用率，达到节能减排的目的功能性堵转转矩对额定转矩之比保证值为

2.5//保证值为

2.0保证值为

2.8起动转矩提升，更适合油田抽油机等高启动负载的场合安全性堵转电流对额定电流之比10//

9.

09.0堵转电流降低，有利于提商线路和电动机的使用寿命，提升设备的安全性，。