电动机基础知识

电动机基础知识电动机基础知识 第一节、三相异步电动机介绍 一、电动机的分类 1、按电源分： （1） 、直流电动机：直流电通入定子形成磁极，直流电由电刷和整流子通入电梳转子， 两者作用产生转矩，将电能转变成机械能。 （2） 、交流电动机：交流电通入定子产生旋转磁场，和转子带电流导体相作用产生转矩， 而使电能转换成机械能。据转子导体中电流的产生方法不同，又分为同步电动机和异步电 动机。两者的定子结构是相同的，只是转子不同。 A、 同步电动机：一般是从外部将直流电由滑环通入转子线圈，此转子线圈中的带流 导体和定子旋转磁场作用而产生转矩，使转子旋转与定子的旋转同步。 B、异步电动机：转子导体中的电流是由定子磁场感应产生，气隙旋转磁场与转子导 体 中的感应电流相互作用产生转矩，从而实现电能转换成机械能的一种交流电动机其运行转 速与旋转磁场转速间存在一定差异，即所谓异步。固称为异步电动机。又由于转子导体中 的电流是由气隙旋转磁场感应产生，故亦称为感应电动机。使用电流单相和三相的不同， 又有单相异步电动机和三相异步电动之分。由于三相异步电动机具有结构简单、制造、使 用、维护方便，运行可靠等优点，因而广泛用于驱动机床、水泵、鼓风机、压缩机、起重 卷杨设备、矿山机械、轻工机械及农用机械等，电力传动机械中有 90左右是由异步电动 机驱动，其用电量约占总用电量的 50以上。 2、异步电动机的分类。异步电动机一般为系列产品，其系列、品种、规格繁多，又可 分为许多类别。 （1） 、按电机尺寸或功率大小分： 大型电机 定小铁心外经1000mm 或机座中心高630mm。 中型电机 定子铁心外经 500-1000mm 或机座中心高在 355mm-630mm。 小型电机 定子铁心外经在 100-500mm 或机座中心高在 80-315mm （2） 、按系列产品用途分： 基本系列 产量最大，使用范围最广的通用电机系列。如：Y 系列、Y2 系列小型三 相异步电动机。 派生系列 为满足不同使用要求，在基本系列的基础上作部分改动而派生的系列产品， 其零部件与基本系列有较高的通用性和一定程度的统一性。如：YR 系列绕线转子电动机， Y-WF 系列户外防腐型电动机，YB 系列隔爆型电动机。 专用系列 为满足特殊使用要求而专门设计制造的系列产品。如：YZR、YZ 系列起 重冶金用电动机，DFP 系列屏风电动机。 （3） 、按冷却方式分：有自扇冷和自冷式两种 （4） 、按安装方式分：有卧式安装、立式安装等安装型式。 对于各类电动机，还可按电动机的电源相数（三相或单相） 、电流电压 （380V、3KV、 6KV） 、电源频率（50HZ、60HZ） 、绝缘等级（E 级、B 级、F 级、H 级）等进行分类。 二、三相异步电动机的型号及铭牌 电动机的铭牌 电动机的铭牌相当于一个人的户口簿、身份证，其标明项目有：电动 机型号、外壳防护等级、额定功率、额定频率、额定电流、额定电压、额定转速、绝缘等 级、接线方法、噪声限值、标准编号等。对于派生系列和专用系列还需标明其他一些内容， 如防爆电动机须标明防爆标志和防爆类别、等级及合格证编号等。 1、产品型号 其编制方法是根据国家标准规定，型号采用汉语拼音字母，以及国际 通用符号和阿拉伯数字组成。一般由四部分组成：产品代号、规格代号、特殊环境代号、 补充代号。 主要产品型号举例： （A） 、小型异步电动机 Y2132S22极数 规格代号，表示中心高 132mm，短机座，第二改心长度 Z 产品代号，表示异步电动机第二次改型设计 （B） 、户外化工防腐用异步电动机 Y180M4 WF1 特殊环境代号，W 表示户外用，F 表示化工防腐用，1 表示 中等防腐 规格代号，表示中心高 180mm，中机座 4 极 产品代号，表示异步电动机 （C） 、隔防型防爆电动机 YB200L4 规格代号，表示中心高 200mm，长机座，4 极 产品代号，表隔爆型防爆异步电动机 三相异步电动机的型号很多，最保守估计也有 50 种以上，可根据不同用途的需要进行 选型，只有选型合适才能保证可靠、安全、经济运行。 2、外壳防护等级 有 IP23、IP44、IP54 等 IP44 第二位表征数字，表示由于外壳进水而引起有害影响的防护 第一位表征数字，表示外壳对人和壳内部件的防护 表征字母，意为国际防护等级 第一位数字分 0-5 共 6 个等级，字数越大要求越严格，为：6 级防尘电机，能防止进 尘量不足以影响电机的正常运行。 第二位数字分 0-8 共 9 个等级，4 为防溅水电机，5 为防喷水电机，8 为潜水电机 3、额定功率 表示电动机的额定输出轴功率 KW，如 YZ 系列有 0.55、0.75、1.1、1.5、2.2、3、4、5.5132、160、200 等等。 4、额定频率 表示电动机所运行的电源频率，一般有 50HZ、60HZ、我国通用的电 源频率为 50HZ，而美国等国家使用的电源频率为 60HZ，因此有些出口产品要求 60HZ 的 电源频率。 5、额定电压 表示电动机运行时所要求的电源电压，我国通用的电压：低压电动机 一般为 380 伏，高压电动机一般为 3000 伏、6000 伏和 10000 伏。 6、额定电流 额定电压下，额定输出功率的负载电流。 7、额定转速 额定电压，额定频率下，达到额定输出功率时的转速，如：4 极电动 机定子旋转磁场 50HZ 时的同步转速为 1500 转/分，而异步电动机的转速不可能达到同步 转速。如 4 极异步电动机一般转速在 1400 多转，而且随电机功率大小而变化，同台电动机 随负载大小而变化，当然也随电源频率变化而变。 8、绝缘等级 根据电机制造时所使用的绝缘材料的耐热等级一般可分为 E、B、F、H、C 等几个等级，如：B 极耐热 1300C，F 级耐热 1550C，H 级耐热 1800C。 9、接线方式 指三相绕组六个引线相互连接后再接至三相电源的接法。我国标准规 定：3kw 及以下功率的电动机为 Y 接，4kw 及以上功率的电动机为 接（大功率有便于 Y/起动） 。 10、噪声限值 对电动机噪声的要求越来越严格，Y 系列考核空载噪声，而 Yz 系列 要考核负载负声。噪声过大超过限值为不合格品。 11、运行工作制 有连续工作制 S1，短时工作制 S2，同期性工作制 S3S8。 12、标准编号 一般是指该系列产品的技术条件的编号，许多技术参数、性能在标准 中有明确规定，如：电动机的效率、功率因数、温升、起动转矩、最大转矩、起动电源等 在标准中都有明确规定，某一项超标就视为不合格品。有了标准编号就可查到有关的标准 数据。 三、常用三相异步电动机产品 1、 Y2 系列三相异步电动机 Y2 系列电动机是全封闭自扇冷式笼型转子异步电动机，是我国 20 世纪 90 年代中期最 新设计的基本系列产品，用以替代 Y 系列的更新换代产品，产品的技术指标达到国外同类 产品 90 年代水平。Y2 系列的功率等级和安装尺寸的关系基本上 Y 系一致，在原先使用 Y 系列的场合均可用 Y2 系列产品替代。 Y2 系列电动机采用 F 级绝缘，温升按 B 级绝缘考核，以提高其使用的可靠性，防护 等 级提高到 IP54（Y 系列为 IP44） ，机座采用平行垂直分布的散热筋，接线盒采用铝合金压 铸，在 Y 系列的基础上改进了电磁和结构设计，降低了电机的噪声和振动，节约了有效材 料，使电机的结构更为合理，且外形新颖美观。Y2 系列电动机为一般用途电动机，可用于 无特殊要求的各种机械设备，如作为机床、水泵、风机、运输机械、农业机械等设备的驱 动动力之用。 2、 Y 系列三相异步电动机 Y 系列电动机（IP44） ，采用 B 级绝缘，它是我国 80 年代初投入生产的基本系列产品， 是当时替代 JO2 系列的换代产品。随着 Y2 新系列产品推广，今后 Y 系列电动机将逐步被 淘汰（国家机械局今年初已下达通知） 。Y 系列电动机的使用场合与 Y2 系列基本相同，YZ 系列电机通过对结构改进，将电机的防护等级提高到 IP54，适用范围较 Y 系列（IP44）电 机扩大了。 3、 YB 系列隔三相异步电动机 YB 系列隔爆型电机是在 Y 基本系列电机的基础上派生的，其内部铁心及线圈数据和 Y 系列基本相同，其安装尺寸和 Y 系列也相同，只是在机壳、端盖、轴承盖、土线盒等零部 件和 Y 系列有所不同，设计有隔爆面等结构。隔暴型电机产品不是所有电机厂均可制造， 必须取得经国家有关部门严格审查取得防爆审查合格证的企业方可生产，其产品铭牌上必 须有防爆审查合格证号，并标明防爆等级标志，如：ExdBT3，Ex 为防保标志，d 表示隔 暴型，适用于电气设备级，温度组别为 T1T3 的可燃性气体或蒸气与空气形成的爆炸性 混合物场所。 以上提到的只是和水泵配套使用的常用电动机，事实上三相异步电动机的品种很多， 可 有近百种。此外还有几大类的电动机，如：单相电动机、同步电动机、直流电动机等。 四、三相异步电动机的常见故障及损坏状况 1、电动机运行中应正确维护和定期维修，才能保证电动机的正常运转。对较大功率的 电动机应安装电流表监视负载电流，并应有过电流保护装置。电动机运行中应当观察其电 源电压、频率的变化，否则有可能引起电动机过热或不正常运行。 2、常见电动机定子绕组损坏状况及原因分析 （1） 、绕组对地击穿 一般在定子槽口或槽底对地击穿较多，对地击穿后具火花烧毁相 邻导线漆皮而造成匝间击穿。对于新品或使用时间不长的电动机发生此类情况，大多应属 于制造质量问题。 （2） 、绕组匝间击穿 大多在定子绕圈端部发现此种损坏情况，往往局部有几根导线被 烧断。造成匝间击穿损坏可能有两种原因：一是漆色线质量问题；二是可能嵌线时划伤了 导线漆皮或工件搬运过程中有碰伤导线漆皮的。 （3） 、一相或二相绕组烧毁 这种损坏情况很可能是缺相运行，一般应是用户使用不当 造成。 （4） 、三相绕组全部烧毁 一般是由于运行中长期过电流造成，过电流的原因可有电压 偏低或过负载等，而过电流保护不起作用，以致电动机长时间温升过高，发生冒烟直至线 圈全部烧毁。亦也能是设备机械故障，卡死而使电机处于堵转状态，6、7 倍的电流，过电 流保护又失灵，电机绕组很快全部烧毁。这种损坏应是用户原因造成。 （5） 、电动机带负载运行时转速低于额定值 可能原因有电源电压过低，笼型转子断条， 负载过大等。 附表：Y2 系列电动机的机座型号与转速及功率的对应关系。 YZ 系列电动机的机座号与转速及功率的对应关系 附表： 同步转速 r/min 300015001000750600机座号 功率 kw 0.750.55*0.37*0.18 8012 1.10.75*0.55*0.25 90S1.51.10.75*0.37 90L2.21.51.1*0.55 2.2*0.75 100L123 3 1.5 *1.1 112M442.2*1.5 5.5 132S12 7.5 5.532.2 4 132M12/7.5 5.5 3 114 160M12 15 117.5 5.5 160L18.515117.5 180M2218.5/ 180L/221511 3018.5 200L12 37 30 22 15 225S/37/18.5 225M45453022 250M55553730 280S75754537 280M90905545 315S110110755545 315M132132907555 16016011090*75 315L12 200200132110*90 160132*110 355M12250250 200160*132 355L315315250200*160 第二节、防暴电动机知识介绍 根据用户的要求我公司有些水泵或化工泵配用了防爆电动机。因此，公司销售系统 及驻外人员常向技术部问起防爆电机方面的一些问题。现略谈一下防爆电动机有关问题。 石油、化工、煤炭等许多部门，在其工作场所和生产过程中可能存在易烯易爆气体、 液体、粉尘等物质（易爆物质有数百种） 。这些物质与空气混合成为具有爆炸危险性的混合 物，并使周围空间成为不同程度的爆炸危险场所。一旦在这些场所存在点火源，就可能引 起燃烧和爆炸的严重事故，造成生命财产的巨大损失。我们常听说某某煤矿瓦斯爆炸就是 这类事故。为了防止爆炸事故的发生，这些危险场所使用的电气产品如：电动机、电气开 关、照明灯具、电话机等都要采用特殊结构经国家许可制造的防爆产品，就电动机而言， 煤矿井下几乎全部采用防爆电机，在石化工业所用电动机中，防爆电机点 5080%。 1、 爆炸危险场所分类爆炸危险场所分类 根据爆炸性气体环境出现的频率和持续时间把危险场所分为以下区域： 0 区：爆炸性气体环境连续出现或长时间存在的场所； 1 区：在正常运行时，可能出现爆炸性气体环境的场所； 2 区：在正常运行时，不可能出现爆炸气体环境，如果出现也是偶然发生，并且仅是 短时间存在的场所。 2、 防爆电机的类型防爆电机的类型 所谓防爆电机，就是指对其采取一些防爆措施，以确保在爆炸危险场所中可安 全使用的电机。 防爆电机根据其达到防爆要求的基本原理不同可分为下面三种类型或它们的复 合型。 （1）隔爆型，D 型， （我国称为 B 型）在电机内部发生爆炸时，不引起外部 爆炸性混合物爆炸的电机。电机外壳有足够的机械强度（高标号铸铁，钢板为机壳） ，使之能承受爆炸压力和外力冲击而不损坏；组成整个隔爆外壳的全部缝隙，如： 端盖止口等处须符合隔爆接合面的结构参数（间隙及长度） ；接线盒、进线装置等 提出要求；控制外壳表面的温度，使其不能达到危险温度。 （2）增安型，E 型（我国称为 A 型）电机密封性要好，采用 IP55 的防护等级 要求；电磁设计要考虑降低温升；控制转子堵转时达到危险温度的时间，并配有自 控电气装置；提高绕组绝缘的匝间、对地及相间试验电压；提高导体连接的可靠性； 控制定、转子最小单边间隙。总之从结构和电气方面防止意外火花、电弧或危险温 度的产生，从而提高运行的安全程度。 （3）正压型，P 型。向壳体内通入正压新鲜空气或充入惰性气体（如：氮气） 以阻 止外部爆炸混合物进入电机内部的防爆电机。 隔爆型和正压型适用于所有爆炸危险场所，我国隔爆型电机（B 型）使用得较 多。增安型电机制造成本和价格要比隔爆型低，仅适用于 2 区场所。 3、 爆炸性气体环境电气设备（电机）分类