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电机基础知识简介,电机的种类交流电机的基础知识变频电机高效电机高原电机,大纲,电机：也称电动机，俗称马达，是将电能转换成机械能的装置，广泛应用于现代各种机械中作为驱动。1、按照电源性质的分类,电机的种类,电机,直流电机,交流电机,同步电机,异步电机,三相电机,单相电机,其他,同步电机,异步电机,两相电机,2、按照应用场合的分类：防爆电机、高原电机等3、按照工作频率的分类：普通电机、变频电机4、按照机座号的分类：中小型交流电机，即中心高为630mm及以下，或定子铁芯外径为990mm以下的电机；大型交流电机，即中心高为630mm以上，或定子铁芯外径为990mm以上的电机。5、按转子结构分类异步电机又分为绕线型异步电动机和鼠笼型异步电动机。,电机的分类,交流电机是一种用来实现电能和机械能相互转换的旋转电磁机械。交流电机进行能量转换时，必须具备能做相对运动的两大部件：定子：静止不动的部分，用来建立磁场；转子：旋转运动的部分，用来产生感应电动势，并流过工作电流的被感应部件定、转子之间有空气隙，以便转子旋转。,交流电机基本原理,一般交流电动机可区分同步电动机与异步电动机,简单介绍如下：同步电动机:就是转子是由永磁材料构成，所以转动后，随着电机的定子旋转磁场的变化，转子也做响应频率的速度变化，而且转子速度等于定子速度，所以称“同步”。异步电动机:转子由感应线圈和材料构成。转动后，定子产生旋转磁场，磁场切割定子的感应线圈，转子线圈产生感应电流，进而转子产生感应磁场，感应磁场追随定子旋转磁场的变化，但转子的磁场变化永远不等于定子的变化,造成转子速度不等于定子速度。,交流电机的分类,额定功率指电机转轴上有效的输出机械功率，用W表示。额定电压指电动机额定输出时电机端子间的电压，用V表示。目前中国常用的电压等级：220V、380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV，1000kV额定电流指电动机在额定电压下工作的电流，也就是定子绕组的线电流。电机极数在三相异步电动机中指定子绕组的磁场极数。,交流电机常用名词解释,额定转速额定负载下的电机转速。绝缘等级电机定子绕组绝缘等级(定子绕组所能承受的极限温度)，分别为A级(105)、E级(120)、B级(130)、F级(155)、H级(180)。温升电机在额定负载下运行，并达到热稳定时，电机各部件达到的温升容许极限绕组的接线方式指三相电机定子绕组的接线方式，区分为Y接与接。连续工作制S1；短时工作制S2；断续周期工作制S3；包括起动的断续周期工作制S4；包括电制动的断续周期工作制S5；连续周期工作制S6；包括电制动的连续周期工作制S7；包括变速负载的连续周期工作制S8；负载与转速非周期变化工作制S9,交流电机常用名词解释,Y降压起动也称为星形三角形降压起动，简称星三角降压起动。这一线路的设计思想仍是按时间原则控制起动过程。所不同的是，在起动时将电动机定子绕组接成星形，每相绕组承受的电压为电源的相电压（220V），减小了起动电流对电网的影响。而在其起动后期则按预先整定的时间换接成三角形接法，每相绕组承受的电压为电源的线电压（380V），电动机进入正常运行。凡是正常运行时定子绕组接成三角形的鼠笼式异步电动机，均可采用这种线路。,ServiceFactor-服务系数指电机不损害的短时过载能力，例如SF1.15表示电机可在短时间运转于115%的额定负载IP防护等级：指电机防护固体级液体进入电机内部的等级标注方式,交流电机常用名词解释,异步电机通常做成三相的，这样便于建立旋转磁场。当电机的三相对称绕组，接通三相交流电后，在空气隙中产生一个转速为n1=60f/p的旋转磁场。n1转速；f频率；在中国，电源频率为50Hzp磁极对数；磁极是成对出现的，2P电机是指有1对磁极,异步交流电机,对于三相异步交流电机，兩极(2P)电机的同步转速为：60501=3000转/分；同理，四极(4P)电机的同步转速为：60502=1500转/分，依次类推。由于异步电机转子的转速总是低于或高于其旋转磁场的转速，异步之名由此而来。异步电机转子转速与旋转磁场转速之差,称为转差。转差率通常在10以内。例如：我司2P的GPS泵，转速为2900转/分；4P的GPS泵，转速为1450转/分。这个转速就是指电机转子的转速，与旋转磁场的转差率约为3,异步交流电机,按电压等级分类，异步电机可分为低压电机和高压电机。额定电压为660V及以下的三相异步电机称为低压电机；额定电压为3kV及以上的三相异步电机称为高压电机。按转子结构形式分类，异步电机又分为绕线型异步电动机和鼠笼型异步电动机。绕线型异步电动机：其定、转子均具有三相对称绕组。电机在起动过程中，可在转子电路中接入可变电阻，使起动电流始终保持在额定电流的两倍左右，而始终保持最大的起动转矩，因此电机的起动性能好。主要用于卷扬机等需要经常起动并频繁变换旋转方向（正反转）的机械设备中。鼠笼型异步电动机：其转子绕组由导条和端环焊接而成，形式很像捉老鼠的笼子，此类电机由此而得名，简称笼型电机。大多采用鼠笼型异步电机,异步交流电机的分类,绕线型异步电机转子,鼠笼型异步电动机爆炸图,电机的型号包括三部分，即：系列+机座号+极数例如Y132S1-2电机：YY表示异步电动机132第二部分数字表示机座中心高毫米数（机座不带底脚时，与机座带底脚时相同）；S第三部分英文字母为机座长度代号（S-短机座、M-中机座、L-长机座），字母后的数字为铁心长度代号；1字母后的数字为铁心长度代号；2第四部分横线后的数字为电动机的极数，这是一台2极电动机。另外：使用条件环境温度：不超过40；海拔：不超过1000米；相对湿度：不超过95；额定电压：380伏；额定频率：50赫兹；接法：3千瓦及以下为Y接，4千瓦及以上为接；工作方式：连续（S1）。,电机产品型号与代号的意义,三相异步电动机型号字母含义,电机产品型号与代号的意义,交流电机型号大全,交流电机型号大全,交流电机型号大全,交流电机型号大全,交流电机型号大全,交流电机型号大全,交流电机型号大全,交流电机型号大全,交流电机型号大全,为了实现不同的转速与扭矩，以适应负载的需求变化，可使三相异步电机通过变频器调速，称为变频电机。根据之前提到的公式：n1=60f/p，简单说就是通过改变频率f来实现改变转速n1,变频电机,普通电机是根据市电的频率和相应的功率设计的，只有在额定的情况下才能稳定运行。变频电机就不同了，变频电机要克服低频时的过热与振动，所以变频电机在设计上要比普通电机性能要好一点。两种电机区别如下：1、变频电机可以使电机的转速能够调整，进而根据负荷情况实现节能的目的。普通电机是一个具有固定转速的设备，不能调整。2、与普通电机的散热系统不同，变频电机增加了强制冷却风扇，该风扇的动力来自于单独的电源，不能从主电机出线；强冷风扇的作用就是为了保证电机在低转速下的冷却。3、同功率的变频电机比普通电机铁心截面要大，线圈匝数要多，线径要大，绝缘要高,变频电机与普通电机的区别,4、变频电机增大了电磁负荷。普通电机工作点基本在磁饱和拐点，如果用做变频，易饱和，产生较高的激磁电流，而变频电机在设计时增大了电磁负荷，使磁路不易饱和。5、变频电机加强了槽绝缘，一是绝缘材料加强，一是加大槽绝缘的厚度，以提高承受高频电压的水平。6、采取了防止轴电流措施，对容量超过160KW电动机应用轴承绝缘措施。主要是防止产生磁路不对称和轴电流，当其他高频分量所产生的电流结合一起作用时，轴电流将大为增加，从而导致轴承损坏，所以一般要采取绝缘措施。7、另外，对恒功率变频电动机，当转速超过3000/min时，采用的是耐高温的特殊润滑脂，以补偿轴承的温度升高。,变频电机与普通电机的区别,1、变频节能由流体力学可知，P（功率）=Q（流量）H（压力），流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。例如：一台水泵电机功率为55KW，当转速下降到原转速的4/5时，其耗电量为28.16KW，省电48.8%，当转速下降到原转速的1/2时，其耗电量为6.875KW，省电87.5%.,变频调速节能装置的节能原理,2、变频调速为了实现不同的转速与扭矩，以适应负载的需求变化，可使三相异步电机通过变频器调速，称为变频电机。根据之前提到的公式：n1=60f/p，简单说就是通过改变频率f来实现改变转速n1,3、软启动节能由于电机为直接启动或Y/D启动（星-三角降压启动），启动电流等于(4-7)倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命。节省了设备的维护费用。,1、具备有软启动功能。2、采用电磁设计，减少了定子和转子的阻值。3、适应不同工况条件下的频繁变速。4、在一定程度上节能。,变频电机优点,1、在说明书上写着变速范围606Hz，即10：1，那么在6Hz以下就没有输出功率吗？在6Hz以下仍可输出功率，但根据电机温升和起动转矩的大小等条件，最低使用频率取6Hz左右，此时电动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题。变频器实际输出频率（起动频率）根据机种为0.53Hz.,问题：,中国电机和电机拖动系统用电量约占全国用电量的60%。其中各类产品占全国总用电量分别为：风机10.4%泵类20.9%空气压缩机9.4%空调制冷机6%中国国内使用的电机80%为低效电机（相当于欧洲EFF2水平）。相比国际先进水平，风机、泵、压缩机等产品效率低24%，电机传动调速及系统控制产品效率低2030%。,中国电机使用现状,高原地带具有较恶劣的自然气候条件，其特征为：1、空气压力或空气密度较低；2、空气温度较低，温度变化较大；3、空气绝对湿度较小；4、大阳辐射照度较高；5、降水量较少；6、年大风日多；7、土壤温度较低，且冻结期长。一般在海拔高度1000米以下之使用场所可选择一般电动机,超过海拔1000米以上之使用场所建议选择高原电机(加大框号/增加功率/增强绝缘及温升的电机),高原气候对普通电机的影响,1、空气压力或空气密度降低对电机产生的影响1.1、对绝缘介质强度的影响空气压力或空气密度的降低，引起外绝缘强度的降低。在海拔至5000m范围内，每升高1000m，即平均气压每降低7.710.5kPa,外绝缘强度降低8%13%。1.2、对电气间隙击穿电压的影响对于设计定型的电机,由于其电气间隙已经固定,随空气压力的降低,其耐击穿电压也下降，为了保证产品在高原环境使用时有足够的耐击穿能力必须增大电气间隙。,高原气候对普通电机的影响,电气间隙可按下表进行修正,1、相同功率的电机在高原运转时，实际功率会有所降低,固选定电机时需将使用海拔及环境温度告知电机厂,选用适当之电机。2、随着海拔高度的增加，