電動(dòng)機(jī)的幾個(gè)概念

1、我們關(guān)注您的壓縮空氣我們關(guān)注您的壓縮空氣 We take care of you compressed air 柳州富達(dá)機(jī)械有限公司柳州富達(dá)機(jī)械有限公司 Liuzhou Tech Machinery Co., Ltd. Liutech - Customer Center 電機(jī)功率電機(jī)功率 電機(jī)功率：電機(jī)功率是指可輸出的軸功率，不是實(shí)際功耗（輸入功率） 電機(jī)額定功率：電機(jī)銘牌上標(biāo)的功率，如75KW，160KW，或稱銘牌 功率 服務(wù)系數(shù)服務(wù)系數(shù) 服務(wù)系數(shù)是指工作制式和過(guò)載率，是衡量電機(jī)連續(xù)負(fù)載工作能力的一 個(gè)參數(shù)；它是為了滿足特殊應(yīng)用場(chǎng)合而備用的一個(gè)功率系數(shù)； 電機(jī)的服務(wù)系數(shù)：服務(wù)系數(shù)=最大可輸出

2、功率/額定功率，例如：服務(wù) 系數(shù)1.15，指的是最大可輸出功率為額定功率的1.15倍，目前在空壓 機(jī)行業(yè)都是使用了一定服務(wù)系數(shù)的電機(jī)，且實(shí)際部分或者全部使用了 該余量； 軸功率軸功率 軸功率是指驅(qū)動(dòng)端輸出的功率。如前文所述，實(shí)際的功率輸出都指的 是軸功率； 軸功率的概念是為了匹配動(dòng)力的，如動(dòng)力除了電動(dòng)機(jī)之外，還有內(nèi)燃 機(jī)，汽輪機(jī)； 電機(jī)效率電機(jī)效率 電機(jī)的效率： 電機(jī)效率=輸出軸功率/輸入電功率，例如： 電機(jī)額定功率（銘牌功率）160KW空氣壓縮機(jī)，如全部使用了1.15服務(wù) 系數(shù)，電機(jī)效率為95%，那么功耗為160 x1.15/0.95=193.7KW 電機(jī)效率等級(jí)電機(jī)效率等級(jí) IEC6003

3、4-30-2008 標(biāo)準(zhǔn)（Standard）電機(jī)IE1，對(duì)應(yīng)原EFF2 高效（High）電機(jī)IE2，對(duì)應(yīng)原EFF1 超高效（Premium）電機(jī)IE3 超超高效（high-Premium）電機(jī)IE4，設(shè)想中 額定電壓額定電壓 額定電壓是與額定頻率是組合中一起的，如400V/50Hz，460V/60Hz， 380V/50Hz，415V/50Hz 電機(jī)的額定電壓一般都有一個(gè)公差，如400V+/-10% 功耗功耗 電機(jī)的功耗并不是額度的功率，如75KW電機(jī)，功耗并不一定是 75KW，要考慮電機(jī)效率，如電機(jī)效率為93.6%，那么功耗為 75/0.936，也要考慮服務(wù)系數(shù)，不是看服務(wù)系數(shù)是多少，而是看實(shí)

4、際 使用了多少。如服務(wù)系數(shù)為1.15，實(shí)際使用了1.1，那么功耗為 75/0.9361.1=88.1KW 空壓機(jī)整機(jī)功耗：電機(jī)功率經(jīng)常被誤認(rèn)為空壓機(jī)整機(jī)功耗，整機(jī)還要 考慮冷卻電機(jī)、干燥機(jī)等功耗，如風(fēng)扇功耗1.7kw，整機(jī)功耗為 88.1+1.7=89.8KW 功率因數(shù)功率因數(shù) 功率因數(shù)cos：功率因數(shù)不是一個(gè)電機(jī)概念而是一個(gè)系統(tǒng)概念，同樣 的電機(jī)在變頻驅(qū)動(dòng)時(shí)比星三角驅(qū)動(dòng)功率因數(shù)高。功率因數(shù)會(huì)影響到電 機(jī)的電流，如三相電機(jī)，功耗P=1.732UIcos，功率因數(shù)越小， 工作電流越大，系統(tǒng)的銅損也就越大。影響系統(tǒng)的效率。 功率因數(shù)是因?yàn)殡妷号c電流不同相產(chǎn)生，可以通過(guò)增加電容來(lái)增大功 率因數(shù)。 電

5、機(jī)電流電機(jī)電流 從電機(jī)功率P=1.732UIcos可得，I=P/1.732/U/cos 額定電流是指額定功率下的電流 工作電流是指在工作狀態(tài)下的實(shí)際電流 啟動(dòng)電流是指啟動(dòng)過(guò)程中的電流 電機(jī)電流電機(jī)電流 工作電流 通常將工作電流與額定電流混淆 如75KW空壓機(jī)工作電流， 功率因數(shù)約為90%， 那么工作電流I=P/1.732/U/cos =75/0.9361.11000/1.732/380/0.9=148.8安培 上面計(jì)算中乘以1000，是將KW換算為W，148.8約為75的兩倍，通?？梢?倍估 算工作電流，如55KW空壓機(jī)工作電流約為110安培 啟動(dòng)電流 星三角啟動(dòng)電流為直接啟動(dòng)電流的1/3，直

6、接啟動(dòng)電流為額定電流的7倍， 那么星三角啟動(dòng)電流約為2.33倍額定電流，75KW空壓機(jī)啟動(dòng)電流約為 2.33148.8=347.2安培，也可簡(jiǎn)單計(jì)算7522.33=350安培 防護(hù)等級(jí)防護(hù)等級(jí) IPxx，第一個(gè)數(shù)字是防止灰塵、外物侵入；第二個(gè)數(shù)字是防 水侵入的等級(jí)。標(biāo)準(zhǔn)為IEC 529 598 ，GB700-86 防護(hù)等級(jí) 第一個(gè)數(shù)字第二個(gè)數(shù)字 0無(wú)專門的防護(hù)無(wú)專門的防護(hù) 1防護(hù)大于50mm的固體防滴 2防護(hù)大于12mm的固體150防滴 3防護(hù)大于2.5mm的固體防淋水 4防護(hù)大于1mm的固體防濺 5完全防止外物侵入，灰塵 不影響 防噴水 6完全防止外物及灰塵侵入防海浪或防強(qiáng)力噴水 7/浸入

7、8/潛水 絕緣等級(jí)絕緣等級(jí) 電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)是指其所用絕緣材料的耐熱等級(jí)，分A、E、B、F、H級(jí)。 允許溫升是指電動(dòng)機(jī)的溫度與周圍環(huán)境溫度相比升高的限度。 絕緣的溫度等級(jí) A級(jí) E級(jí) B級(jí) F級(jí) H級(jí) 最高允許溫度（） 105 120 130 155 180 繞組溫升限值（K） 60 75 80 100 125 性能參考溫度（） 80 95 100 120 145 最高運(yùn)行溫度=參考環(huán)境溫度+允許溫升+安全余量 所以絕緣等級(jí)F允許環(huán)境溫度：最高允許溫度為155 ，溫升為100K，安全 余量為10 ，環(huán)境溫度不應(yīng)大于155-100-10=45。 F級(jí)絕緣，B級(jí)溫升：電機(jī)絕緣F級(jí)155 ，而B(niǎo)級(jí)溫

8、升為80 ，那么電機(jī)的 工作環(huán)境溫度應(yīng)小于155-80-10=65 。 電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱與冷卻電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱與冷卻 電機(jī)發(fā)熱的影響 電機(jī)發(fā)熱對(duì)絕緣壽命的影響 對(duì)于B、F、H級(jí)絕緣，溫度分別每上升10，12，14，壽命將縮短一半。 對(duì)某些金屬材料性能的影響 金屬材料的強(qiáng)度和硬度隨溫度升高而下降 影響電機(jī)溫升的因素 環(huán)境溫度 海拔 電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工藝 異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu) 二部分組成 定子 固定不動(dòng)部分，固定在電動(dòng)機(jī)的機(jī)座上； 由定子鐵心和繞組組成，鐵心由沖有線槽的矽鋼片疊壓而成，而繞組均勻地 分布在鐵心的槽內(nèi)； 轉(zhuǎn)子 旋轉(zhuǎn)部分，固定在旋轉(zhuǎn)軸上有鼠籠式和繞線式兩類轉(zhuǎn)子； 由轉(zhuǎn)子鐵心和導(dǎo)體或繞組組成

9、，鼠籠式轉(zhuǎn)子采用鑄鋁澆注而成，繞線式則由 漆包繞組和滑環(huán)形成。 極數(shù)與轉(zhuǎn)速極數(shù)與轉(zhuǎn)速 繞組通過(guò)電流時(shí)形成 兩極磁場(chǎng) -極對(duì)數(shù)p=1 電流變化一周期時(shí), 兩極磁場(chǎng)在空間也旋轉(zhuǎn)一周 -旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0=60f r/min 極數(shù)與轉(zhuǎn)速極數(shù)與轉(zhuǎn)速 p 1 2 34 5 6 n0 (r/min)300015001000750600500 在我國(guó)工頻f=50Hz不同極對(duì)數(shù)p的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速 繞組通過(guò)電流時(shí)形成 2p=四極磁場(chǎng) 電流變化一周期時(shí), 四極磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)1/p=1/2周 -旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0=(1/2)/f*60=60f/2 r/min 對(duì)于極對(duì)數(shù)p旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0=(1/P)/f*60=60f/P

10、 定子極數(shù)較為常用的有2，4，6，8等，其中4極和2極最為普遍。 二極電機(jī)與四級(jí)電機(jī)二極電機(jī)與四級(jí)電機(jī) 四極電機(jī)應(yīng)用更普遍 四極電機(jī) 優(yōu)點(diǎn) 同功率下，四極電機(jī)較二極電機(jī)扭矩大 四極電機(jī)較二極電機(jī)波動(dòng)小 四極電機(jī)較同等級(jí)二極電機(jī)效率高，如同為IE2的四極電機(jī)較同功率二極電機(jī) 效率高，但I(xiàn)E3等級(jí)的二極電機(jī)會(huì)比IE2等級(jí)的四極電機(jī)效率高 缺點(diǎn) 體積大 二機(jī)電機(jī) 優(yōu)點(diǎn) 體積小 小功率與四極電機(jī)效率相差不多 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n=定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0嗎？ 異步異步 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速差別用轉(zhuǎn)差率表示為 它與電機(jī)的設(shè)計(jì)和電機(jī)負(fù)載有關(guān) n=(1-s)n0=(1-s)60f/p (r/min)

11、0 0 n nn s 電機(jī)啟動(dòng)方式電機(jī)啟動(dòng)方式 為什么需要多種啟動(dòng)方式？ 直接啟動(dòng)，即全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)啟動(dòng) 電流很高，高電流會(huì)產(chǎn)生大量 的熱，會(huì)對(duì)用電器及電網(wǎng)造成 影響，故啟動(dòng)時(shí)需要降低電流； 降低電流的啟動(dòng)方式很多，有 負(fù)藕降壓，部分繞組等。 常用啟動(dòng)方式 全壓?jiǎn)?dòng)，也叫直接啟動(dòng) （DOL） 星-三角啟動(dòng) 軟啟動(dòng) Soft Starter 變頻啟動(dòng)VSD 啟動(dòng)電流比較啟動(dòng)電流比較 0 100 200 300 400 500 600 700 800 012345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 sec

12、onds % Full Load Current Star Delta DOL Soft Starter VSD 電機(jī)星電機(jī)星-三角啟動(dòng)三角啟動(dòng) 星-三角啟動(dòng) 啟動(dòng)電壓：電機(jī)額定電壓的1/1.732 啟動(dòng)電流：全壓?jiǎn)?dòng)電流的1/3 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩：全壓?jiǎn)?dòng)扭矩的1/3 啟動(dòng)特點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)電流和啟動(dòng)扭矩小 適用電機(jī)類型：電機(jī)接法為三角形， 具有6個(gè)出線頭的低壓電動(dòng)機(jī) 電機(jī)電機(jī) 過(guò)載保護(hù)過(guò)載保護(hù) 星接觸器星接觸器 三角接觸器三角接觸器主接觸器主接觸器 啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)時(shí), 電機(jī)先接成星形電機(jī)先接成星形, 經(jīng)過(guò)預(yù)置定時(shí)后經(jīng)過(guò)預(yù)置定時(shí)后, 再接成三角再接成三角 形運(yùn)行形運(yùn)行. 星形連接時(shí)星形連接時(shí),其啟動(dòng)電流其啟動(dòng)電流 和轉(zhuǎn)矩僅是三角形連接時(shí)的和轉(zhuǎn)矩僅是三角形連接時(shí)的 1/3. 電機(jī)星電機(jī)星-三角啟動(dòng)三角啟動(dòng) 電機(jī)星電機(jī)星-三角啟動(dòng)三角啟動(dòng) 電機(jī)控制線路舉例-星-三角啟動(dòng)控制電路 扭矩與機(jī)械特性扭矩與機(jī)械特性 n p n p T 22 9550 60/2 三相異步電機(jī)的機(jī)械 特性曲線 s O N T st T max T 0 n N n T n