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电机基础知识 电机的基本概念 电机是一种机电能量转换的机械 发电机把机械能转换为电能 电动机是把电能转换为机械能 发电机的额定功率是指发电机输出电能的有功功率 电动机的额定功率是指电动机轴所能输出的功率 电机的主要分类 电机主要分类 1 按能量转换的形式 发电机 电动机2 按电机工作电压的形式 交流电机和直流电机 异步发电机 发电机 直流发电机 同步发电机 电机 笼型异步电动机 异步电动机 交流电动机 同步电动机 绕线异步电动机 电动机 感应同步电动机 直流电动机 直流电机 磁极 电枢绕组均使用直流电 没有固定的同步速度 具有良好的调速和启动性能 同步电机 磁极绕组使用直流电 电枢绕组接交流电 电机转速恒定 效率高 功率因数可调 异步电机 电枢绕组接交流电 电机转速小于同步转速 转速随负载的增加而下降 电动机的主要性能指标 效率 输出功率与输入功率的比值 效率高则节能 但过高追求高指标会使电机成本大幅增加 功率因数 由于无功功率的存在而引入的性能指标 功率因数高则输入电流就小 电机的效率就高 最大转矩 电机在不失步的情况下所能达到的瞬时过载能力 通常用最大转矩 额定转矩的值表示 堵转转矩 电机在启动时所产生的转矩 堵转转矩大则加速时间短 通常用堵转转矩 额定转矩的值表示 堵转电流 电机在启动时 输入电机的电流值 堵转电流大 则电机启动时对电网的冲击就大 通常用堵转电流 额定电流的值表示 电机的标准使用环境 海拔 海拔高度小于1000m 海拔高电机散热条件差 电机的输出功率将下降 在环境温度为40 时 海拔每升高500m 电机输出功率将下降约3 环境温度 电机运行环境温度不超过40 不低于 15 环境温度高电机散热条件差 电机的输出功率将下降 环境温度超过40 温度每升高5 电机输出功率将下降约5 对于使用滑动轴承的电机 环境温度应不低于0 湿度 相对湿度不大于95 电机的绝缘等级 绝缘等级是电机电气绝缘性能的重要指标 它和电机的允许温度有关 绝缘等级越高 电机的允许温度也越高 电机的体积就能缩小 电机中常用的绝缘材料可分为A E B F和H五个等级 A级绝缘的最高容许工作温度为105 E级绝缘的最高容许工作温度为120 B级绝缘的最高容许工作温度为130 F级绝缘的最高容许工作温度为155 H级绝缘的最高容许工作温度为180 电机运行时温度超过绝缘材料的容许工作温度时 电机的使用寿命将缩短 电机温升是指电机某部分的温度与周围冷却介质的温度差 电机的温升主要取决于电机内部损耗的大小和散热情况 决定绝缘材料寿命的因素是温度而不是温升 冷却介质的温度越高 容许的温升就越低 电机最常见的绝缘等级为B级和F级 用电阻法测量 其温升限值B级为80K F级为105K 电机的工作制 电机的温升不仅取决于损耗的大小 而且还与电机运行的持续时间有关 电机在额定条件下 对其运行的持续时间和顺序所作的规定 就称为电机的工作制 也称为电机的定额 电机的工作制主要分为三大类 连续工作制 短时工作制和断续工作制 连续工作制 S1 电机在额定工况下长期运行 其各部分温升达到稳定状态 而不超过容许的温升限值 短短时工作制 S2 电机在额定工况下按规定的时间运行 在该时间内电机不足以达到热稳定 但不超过容许的温升限值 停机时间足以使电机冷却到与冷却介质温度差在2K以内 断续工作制 S3 S10 电机在额定工况下按相同的工作周期运行 而不超过容许的温升限值 根据不同的运行方式有不同的工作制 电机的通风冷却方式 电机的通风冷却方式和电磁 结构有关系 主要有开启式 管道通风式 密闭循环式和气候防护式等 代号由表征字母 IC 及附加在后的数字和字母组成 开启式 环境温度在0 40 空气灰尘不大 无有害和危险性气体 该形式散热条件好 电机造价低 一般优先采用 管道通风式 电机周围环境温度高于40 空气灰尘较多 将冷却空气通过管道引入或将热空气引出电机 管道中需安装抽风机 密闭循环式 周围环境和管道通风相似 电机有内 外两个冷却回路 内部回路为密闭式循环 内 外冷却介质相互独立 常见的形式有空 空冷却和空 水冷却 该形式的电机电机造价较高 气候防护式 冷却空气直接和外界进行交换 电机外罩上设有滤尘 防风 防雨的结构 与密闭循环式相比 电机造价低 电机功率大 产生的热量就大 因此功率大的电机通用采用管道通风或密闭循环空 水冷的通风方式 电机的防护等级和安装方式 电机防护等级和安装方式是根据电机的实际运行环境和工况所决定的 防护等级 电机防护等级有两种防护的等级含义 代号由表征字母 IP 及附加在后的两个数字组成 第一个数字表示防止固体异物进入电机内部或接近带电及壳内转动部分 第一个数字表示由于电机进水而引起的有害影响 例如 防护等级IP23 2代表能防止直径大于12mm的固体异物进入 3代表与垂直线成60 角范围的淋水无有害影响 安装方式 反映电机结构 安装和轴伸的形式 代号由表征字母 IM 及附加在后的字母和数字组成 例如 安装方式IMB3 说明电机为卧式底脚安装 底脚在下方 两个端盖式轴承 电机的防护等级和安装方式种类很多 不同形式对应的代号有标准 Y2系列高压异步电机结构 冷却方式IC411防护等级IP54安装方式IMB3 Y2电机通风原理 Y系列高压异步电机结构 冷却方式IC01防护等级IP23安装方式IMB3 YKK系列高压笼型异步电机 冷却方式IC611防护等级IP54安装方式IMB3 YKS系列高压异步电机 冷却方式IC81W防护等级IP44安装方式IMB3 电机订货时的主要事项 电机的选型是根据负载的工作特性和电机运行时供电系统和环境条件确定的 不同的负载对电机的要求不同 如 提升机要求频繁启动 轧机要求最大转矩大 离心风机负载转动惯量大 磨机要求启动转矩大 周期性脉振负载则要求电机自身转动惯量要大等 订货时全面反映电机的运行工况 合理地选型是电机可靠 高效运行的前提 1 根据负载的工作特性确定 电机的功率 转速 旋转方向 提供设备起动时的静阻力矩 起动过程的负载阻力矩的特性 负载的转动惯量 过载能力 设备的工作制及负载特性 2 根据设备的结构特点确定 电机的安装方式 设备与电机的连接形式 明确电机轴伸是否承受外来的轴向和径向力 主副出线盒方向 电机油水管路方位 3 根据电网情况确定 电动机的电压等级 频率 提供电压 频率的波动范围 电机的起动方式 4 根据运行环境确定 电动机的防护等级 冷却方式 最低和最高环境温度 设备运行地的海拔高度 运行环境是否有腐蚀及易爆气体 确定是