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文檔簡介

3-phaseACMotor3-phaseACMotor1內(nèi)容提要電機基本概念;電機的結(jié)構(gòu);三相電機的工作原理;電機基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn);工廠目前使用的三相異步電機;電機的啟動、維護與保養(yǎng);3-phaseACMotor2內(nèi)容提要電機基本概念;3-phaseACMotor2一、

電機的基本概念JohnsonControls,GuangzhouFactory一、

電機的基本概念JohnsonControls,G3電機是一種機電能量轉(zhuǎn)換的機械,發(fā)電機把機械能轉(zhuǎn)換為電能,電動機是把電能轉(zhuǎn)換為機械能。電機的原理,主要是建立在以下基本定理的基礎(chǔ)上:1.電磁感應(yīng)定律(電動勢的大小與磁通量的變化率成正比);

ΔΦe=N———

Δt其中:N為常數(shù),也可理解為線圈的匝數(shù),Δφ是磁通量的變化量,Δt是磁通量改變Δφ所用的時間電磁感應(yīng)定律的主要思想是:變化的磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,即磁生電。電機基本概念3-phaseACMotor4電機是一種機電能量轉(zhuǎn)換的機械,發(fā)電機把機械能轉(zhuǎn)2.安培全電流定律:磁場強度H沿著閉合路徑的線積分等于該路徑所包圍的導(dǎo)體電流的代數(shù)和。(用于磁路分析)即3.電磁力定律:載流導(dǎo)體在磁場中受力,電機中,通電導(dǎo)體(轉(zhuǎn)子上)在磁場中會受到切向方向的力,當(dāng)轉(zhuǎn)子半徑為R時,就會在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,即電磁轉(zhuǎn)矩Tem=F*R電機基本概念3-phaseACMotor52.安培全電流定律:電機基本概念3-phaseACMo旋轉(zhuǎn)電機主要分類:1.按能量轉(zhuǎn)換的形式:發(fā)電機、電動機2.按電機工作電壓的形式:交流電機和直流電機。┌異步發(fā)電機┌發(fā)電機┼直流發(fā)電機│

└同步發(fā)電機│電機┤┌籠型異步電動機│

┌異步電動機┤│┌交流電動機┼同步電動機

└繞線異步電動機└電動機┤

└感應(yīng)同步電動機└直流電動機旋轉(zhuǎn)電機的主要分類3-phaseACMotor6旋轉(zhuǎn)電機主要分類:旋轉(zhuǎn)電機的主要分類3-pha1、直流電機:磁極、電樞繞組均使用直流電,沒有固定的同步速度、具有良好的調(diào)速和啟動性能。2、同步電機:磁極繞組使用直流電,電樞繞組接交流電,電機轉(zhuǎn)速恒定,效率高,功率因數(shù)可調(diào)。3、異步電機:電樞繞組接交流電,電機轉(zhuǎn)速小于同步轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)速隨負(fù)載的增加而下降。各類電動機的主要特點3-phaseACMotor電動機的作用是將電能轉(zhuǎn)換為機械能。電動機分為交流電動機和直流電動機兩大類。

交流電動機分為異步電動機和同步電動機兩類。異步電動機按照定子相數(shù)的不同分為單項異步電動機、兩相異步電動機和三相異步電動機。三相異步電動機結(jié)構(gòu)簡單,運行可靠,成本低廉等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。

71、直流電機:磁極、電樞繞組均使用直流電,沒按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)型式,異步電動機可分為:1、籠型異步電動機轉(zhuǎn)子由置于轉(zhuǎn)子槽中的導(dǎo)條及兩端的端環(huán)組成閉合回路,整個轉(zhuǎn)子形成一堅實的整體,結(jié)構(gòu)簡單牢固。2、繞線轉(zhuǎn)子異步電動機

轉(zhuǎn)子由置于轉(zhuǎn)子槽中的插入式繞組或散嵌繞組、集電環(huán)和電刷組成回路,回路中可接入外加電阻。繞線轉(zhuǎn)子異步電動機用于要求起動轉(zhuǎn)矩高、起動電流小或窄范圍調(diào)速的場合。異步電動機的特點我們工廠所用的三相異步電動機一般是:

全封閉,自扇冷卻式鼠籠型三相異步電動機,極數(shù)為2/4/6極。3-phaseACMotor8按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)型式,異步電動機可分為:異步電動機的二、

電機的結(jié)構(gòu)JohnsonControls,GuangzhouFactory二、

電機的結(jié)構(gòu)JohnsonControls,Gua9冷卻方式IC411防護等級IP54安裝方式IMB3封閉式籠型異步電機結(jié)構(gòu)3-phaseACMotor10冷卻方式IC411封閉式籠型異步電機結(jié)構(gòu)3-phaseA電機安裝方式是根據(jù)電機的實際運行環(huán)境和工況所決定的。

安裝方式—反映電機結(jié)構(gòu)、安裝和軸伸的形式,代號由表征字母“IM”及附加在后的字母和數(shù)字組成;例如:安裝方式IMB3,說明電機為臥式底腳安裝,底腳在下方,兩個端蓋式軸承。電機的防護等級和安裝方式種類很多,不同形式對應(yīng)的代號有國家標(biāo)準(zhǔn)。電機的安裝方式3-phaseACMotor11電機安裝方式是根據(jù)電機的實際運行環(huán)境和工況所決StandardAsynchronous

motor電機安裝方式示意圖3-phaseACMotor12Standard電機安裝方式示意圖3-phaseACMo

電機一般由以下幾部分組成:定子Stator:包括機座、定子鐵心StatorCore、定子繞組Statorwindings、出線盒。轉(zhuǎn)子Rotor:包括轉(zhuǎn)子鐵心RotorCore、軸Shaft、轉(zhuǎn)子導(dǎo)條或轉(zhuǎn)子繞組Rotorwindings、內(nèi)風(fēng)扇,同步電機和繞線電機的集電環(huán)。結(jié)構(gòu)部件:包括端蓋Cover、軸承Bearing、外風(fēng)扇、風(fēng)罩WindCover、底板、換熱器、同步電機和繞線電機刷架等。

構(gòu)成電動機的主要材料:硅鋼片、銅導(dǎo)線、鋁錠、絕緣材料、鋼材、生鐵、軸承。硅鋼片和銅導(dǎo)線作為電機磁路和電路的載體,決定了電機的主要性能,通常稱為電機的有效材料;對同一規(guī)格電機,有效材料多,則電機的效率就高。電動機的基本組成3-phaseACMotor13電機一般由以下幾部分組成:電動機的基本組成3-電機裝配3-phaseACMotor14電機裝配3-phaseACMotor14電機裝配15電機裝配15定子沖片3-phaseACMotor16定子沖片3-phaseACMotor16定子鐵芯3-phaseACMotor17定子鐵芯3-phaseACMotor17繞組定子鐵芯3-phaseACMotor18繞組定子鐵芯3-phaseACMotor18轉(zhuǎn)子沖片3-phaseACMotor19轉(zhuǎn)子沖片3-phaseACMotor19轉(zhuǎn)子20轉(zhuǎn)子20電機(機座+定子+轉(zhuǎn)子)3-phaseACMotor21電機(機座+定子+轉(zhuǎn)子)3-phaseACMotor21端蓋滑動軸承3-phaseACMotor22端蓋滑動軸承3-phaseACMotor22三、

三相電機的工作原理JohnsonControls,GuangzhouFactory三、

三相電機的工作原理JohnsonControls,23鐵心:由內(nèi)周有槽的硅鋼片疊成。A(U1)----X(U2)B(V1)----Y(V2)C(W1)---Z(W2)三相繞組機座:鑄鋼或鑄鐵定子鐵芯是由0.5mm厚的硅鋼片疊壓制成,在其內(nèi)圓沖有分布的槽。定子3-phaseACMotor24鐵心:由內(nèi)周有槽A(U1)----X(U2)三相繞組機座:定子繞組根據(jù)電源電壓和電動機的額定電壓可以連接成Y型或Δ型3-phaseACMotor25定子繞組根據(jù)電源電壓和電動機的額定電壓可以連接成Y型或Δ型3鼠籠轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子:由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和風(fēng)扇組成。(1)鼠籠式轉(zhuǎn)子鐵芯槽內(nèi)放銅條,端部用短路環(huán)形成一體。中小型一般采用鑄鋁繞組(2)繞線式轉(zhuǎn)子同定子繞組一樣,也分為三相,并且接成星形。轉(zhuǎn)子繞組3-phaseACMotor26鼠籠轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子:由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和風(fēng)扇組成。(1)1.旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生定子三相繞組通入三相交流電(星形聯(lián)接)AXBYCZo3-phaseACMotor271.旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生定子三相繞組通入三AXBYCZo3-pha旋轉(zhuǎn)磁場o規(guī)定i:“+”首端流入,尾端流出。i:“.”尾端流入,首端流出。AYCBZX(?)電流出()電流入3-phaseACMotor28旋轉(zhuǎn)磁場o規(guī)定i:“三相電流合成磁場的分布情況tAXYCBZAXYCBZAXYCBZ合成磁場方向向下合成磁場旋轉(zhuǎn)60°合成磁場旋轉(zhuǎn)90°600o29三相電流合成磁場的分布情況tAXYCBZAXYCBZAXAAXZBCYAAXZBCY分析可知:三相電流產(chǎn)生的合成磁場是一旋轉(zhuǎn)的磁場

即:一個電流周期,旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過360°取決于三相電流的相序結(jié)論:任意調(diào)換兩根電源進線,則旋轉(zhuǎn)磁場反轉(zhuǎn)。任意調(diào)換兩根電源進線(電路如圖)AXCZBY0to2.旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向3-phaseACMotor30AAXZBCYAAXZBCY分析可知:三相電流產(chǎn)生的合成磁場3.旋轉(zhuǎn)磁場的極對數(shù)P當(dāng)三相定子繞組按圖示排列時,產(chǎn)生一對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場,即:otAXBYCZAXYCBZ電機的磁極對數(shù)是指轉(zhuǎn)子(或定子)有多少對N、S極3-phaseACMotor313.旋轉(zhuǎn)磁場的極對數(shù)P當(dāng)三相定子繞組按圖示排列時,產(chǎn)生一對磁極對數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'03-phaseACMotor3.旋轉(zhuǎn)磁場的極對數(shù)P(2)32極對數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'工頻旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速取決于磁場的極對數(shù),也稱同步轉(zhuǎn)速p=1時0toAXYCBZAXYCBZAXYCBZ4.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速3-phaseACMotor33工頻旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速取決于磁場的極對數(shù),也稱同步轉(zhuǎn)速p=1時0p=2時03-phaseACMotor4.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速(2)34p=2時03-phaseACMotor4.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0與頻率f1和極對數(shù)p有關(guān)。從上式可見:3-phaseACMotor旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0與極對數(shù)p的關(guān)系35從上式可見:3-phaseACMotor旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0極對數(shù)極數(shù)每個電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速(f1=50Hz)P=12360°3000rpmP=24180°1500rpmP=36120°1000rpmP=4890°750rpm電機同步轉(zhuǎn)速與極對數(shù)的關(guān)系3-phaseACMotor36極對數(shù)極數(shù)每個電流周期同步轉(zhuǎn)速P=12360°3000三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理AXYCBZ定子三相繞組通入三相交流電方向:順時針

切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體右手定則感應(yīng)電動勢E20旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)電流I2旋轉(zhuǎn)磁場左手定則電磁力FF電磁轉(zhuǎn)矩TnF3-phaseACMotor37三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理AXYCBZ定子三相繞組通入三相交流電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致,但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n不可能達到與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相等,即異步電動機如果:無轉(zhuǎn)子電動勢和轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運動,磁通不切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條無轉(zhuǎn)矩因此,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速間必須要有轉(zhuǎn)速差。轉(zhuǎn)差率

3-phaseACMotor38電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致,但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n不可旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率.

這種電動機稱之為異步電動機。這種電動機的定子和轉(zhuǎn)子之間只有磁的耦合而無點的聯(lián)系,能量的傳遞依靠電磁感應(yīng)作用,轉(zhuǎn)子繞組中的電流是感應(yīng)產(chǎn)生的,所以也稱之為感應(yīng)電動機。3-phaseACMotor轉(zhuǎn)差率S=(n0-n)/n039旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁異步電機動的轉(zhuǎn)差率計算轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得:根據(jù)公式

例1:一臺三相異步電動機,其額定轉(zhuǎn)速n=975r/min,電源頻率f1=50Hz。試求電動機的極對數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。解:根據(jù)異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知:n0=1000r/min,即p=3額定轉(zhuǎn)差率為3-phaseACMotor一般情況下,異步電動機在運行中:40異步電機動的轉(zhuǎn)差率計算轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得:根據(jù)公式四、

電機的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)JohnsonControls,GuangzhouFactory四、

電機的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)JohnsonControls,G41額定功率PN—在額定方式下運行時,轉(zhuǎn)軸上輸出的機械功(kW)。額定電壓UN—在額定方式運行時,定子繞組應(yīng)加的線電壓(V)。額定電流IN—在額定電壓和額定功率狀態(tài)下運行時,流入定子繞組的額定線電流(A)。額定頻率f—通常為50Hz和60Hz。額定轉(zhuǎn)速nN—指在額定狀態(tài)下運行時的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速(r/min),異步電機轉(zhuǎn)速略低于下面公式的計算值。

電動機的額定值3-phaseACMotor42額定功率PN—在額定方式下運行時,轉(zhuǎn)軸上輸出的機械功(kW)效率η——輸出功率與輸入功率的比值,效率高則節(jié)能,但過高追求高指標(biāo)會使電機成本大幅增加。功率因數(shù)cosΦ——由于無功功率的存在而引入的性能指標(biāo),功率因數(shù)高則輸入電流就小,電機的效率就高。最大轉(zhuǎn)矩MK——電機在不失步的情況下所能達到的瞬時過載能力,通常用最大轉(zhuǎn)矩MK/額定轉(zhuǎn)矩MN的值表示。堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩Ma——電機在啟動時所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩,堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩大則加速時間短,通常用堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩Ma/額定轉(zhuǎn)矩MN的值表示。堵轉(zhuǎn)電流Ia——電機在啟動時,輸入電機的電流值,堵轉(zhuǎn)電流大,則電機啟動時對電網(wǎng)的沖擊就大,通常用堵轉(zhuǎn)電流Ia/額定電流IN的值表示。額定轉(zhuǎn)矩MN

——電動機的主要性能指標(biāo)3-phaseACMotor43效率η——輸出功率與輸入功率的比值,效率高則節(jié)能,但過高追求絕緣等級是電機電氣絕緣性能的重要指標(biāo),它和電機的允許溫度有關(guān),絕緣等級越高,電機的允許溫度也越高,電機的體積就能縮小。電機中常用的等級其及最高允許工作溫度如下:Y級絕緣-90℃;A級絕緣-105℃;E級絕緣-120℃;B級絕緣-130℃;F級絕緣-155℃;H級絕緣-180℃;C級絕緣-180℃以上。電機的絕緣等級注意:電機運行時溫度超過絕緣材料的容許工作溫度時,電機的使用壽命將縮短。

3-phaseACMotor44絕緣等級是電機電氣絕緣性能的重要指標(biāo),它和電機電機溫升是指電機某部分的溫度與周圍冷卻介質(zhì)的溫度差,電機的溫升主要取決于電機內(nèi)部損耗的大小和散熱情況。決定絕緣材料壽命的因素是溫度而不是溫升,冷卻介質(zhì)的溫度越高,容許的溫升就越低。電機最常見的絕緣等級為B級和F級,用電阻法測量,其溫升限值B級為80K,F(xiàn)級為105K,電阻和溫度的關(guān)系如下:電機的溫升3-phaseACMotor45電機溫升是指電機某部分的溫度與周圍冷卻介質(zhì)的溫電機的防護等級IP為標(biāo)記字母,第一標(biāo)記數(shù)字表示接觸保護和外來物保護等級,第二標(biāo)記數(shù)字表示防水保護等級。第一個數(shù)字防護范圍第二個數(shù)字防護范圍0無防護0無防護1防護50mm直徑和更大的固體外來體1防滴水2防護12.5mm直徑和更大的固體外來體2電機傾斜15°時,防滴水3防護2.5mm直徑和更大的固體外來體3防與垂直線成60°范圍內(nèi)的淋水4防護1.0mm直徑和更大的固體外來體4防濺水5防護灰塵5防噴水6灰塵封閉6防強射水,防海浪7防浸水,一般是短時浸水8防長期浸水,即防潛水例如:我們通常使用的電機是IP54的防護等級,為防塵防濺水3-phaseACMotor46電機的防護等級IP為標(biāo)記字母,第一個數(shù)字防護范圍第二個數(shù)字防電機的極數(shù)與極對數(shù)電機的磁極對數(shù)是指轉(zhuǎn)子(或定子)有多少對N、S極。磁極對數(shù)與電源頻率和同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下式:p=60f/n

其中:n—交流電動機的同步轉(zhuǎn)速;

f

—交流電源頻率;

p—交流電動機的磁極對數(shù)。

極數(shù)是N、S極總共的個數(shù),即:

極數(shù)=磁極對數(shù)*2。若極數(shù)未知,磁極對數(shù)的確定方法:

1、如果銘牌上額定頻率f(Hz)、額定轉(zhuǎn)速n(rpm)已知,可以利用60*f/n計算極對數(shù)。

2、通某一頻率的交流電,測電機轉(zhuǎn)速,再利用轉(zhuǎn)速和頻率的關(guān)系即60*f/n計算。

用變頻控制器驅(qū)動,可以讀出轉(zhuǎn)速和頻率。

3、把轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周,觀察其反電勢,看有幾個周波,就是其極對數(shù)。3-phaseACMotor47電機的極數(shù)與極對數(shù)電機的磁極對數(shù)是指轉(zhuǎn)子(或定子)有多少對N電機的轉(zhuǎn)速我國的交流電標(biāo)準(zhǔn)頻率為50Hz(即每秒50周波),所以交流電機的同步轉(zhuǎn)速:

n=60*50*2/極數(shù)=6000/極數(shù)2極電機(1對磁極)

-

3000rpm4極電機(2對磁極)

-

1500rpm6極電機(3對磁極)

-

1000rpm8極電機(4對磁極)

-

750rpm10極電機(5對磁極)

-

600rpm交流異步電動機的額定轉(zhuǎn)速小于、接近于同步轉(zhuǎn)速,按其額定轉(zhuǎn)速就可確定其同步轉(zhuǎn)速,進而按上述內(nèi)容就可推算出它的磁極對數(shù)。極數(shù)越多

轉(zhuǎn)速越低3-phaseACMotor48電機的轉(zhuǎn)速我國的交流電標(biāo)準(zhǔn)頻率為50Hz(即每在末端機組的選型中,電機極數(shù)的確定目前我們選用的電機極數(shù)有2、4、6極,一般的原則是(僅供參考):風(fēng)機轉(zhuǎn)速<550rpm時,選用6極電機或更高風(fēng)機轉(zhuǎn)速≥550并且≤2200rpm時,選用4極電機風(fēng)機轉(zhuǎn)速>2200rpm時,選用2極電機3-phaseACMotor49在末端機組的選型中,電機極數(shù)的確定目前我們選用電機的通風(fēng)冷卻方式和電磁、結(jié)構(gòu)有關(guān)系,主要有開啟式、管道通風(fēng)式、密閉循環(huán)式和氣候防護式等,代號由表征字母“IC”及附加在后的數(shù)字和字母組成。

開啟式——環(huán)境溫度在0℃~40℃,空氣灰塵不大,無有害和危險性氣體;該形式散熱條件好,電機造價低,一般優(yōu)先采用。

管道通風(fēng)式——電機周圍環(huán)境溫度高于40℃,空氣灰塵較多,將冷卻空氣通過管道引入或?qū)峥諝庖鲭姍C,管道中需安裝抽風(fēng)機。

密閉循環(huán)式——周圍環(huán)境和管道通風(fēng)相似,電機有內(nèi)、外兩個冷卻回路;內(nèi)部回路為密閉式循環(huán),內(nèi)、外冷卻介質(zhì)相互獨立,常見的形式有空-空冷卻和空-水冷卻;該形式的電機電機造價較高。

氣候防護式——冷卻空氣直接和外界進行交換,電機外罩上設(shè)有濾塵、防風(fēng)、防雨的結(jié)構(gòu);與密閉循環(huán)式相比,電機造價低。電機功率大,產(chǎn)生的熱量就大,因此功率大的電機通用采用管道通風(fēng)或密閉循環(huán)空-水冷的通風(fēng)方式。電機的通風(fēng)冷卻方式3-phaseACMotor50電機的通風(fēng)冷卻方式和電磁、結(jié)構(gòu)有關(guān)系,主要有開電機冷卻方法使用的標(biāo)記代號,以字母”IC”開始,后面由數(shù)字和字母組成。完整的標(biāo)記比如:IC

8

A

1

W

71.標(biāo)志字母───┘

││

││2.冷卻回路的布置──┘

││

││3.初級冷卻介質(zhì)─────┘│

││4.初級冷卻介質(zhì)運動的推動方法┘

││5.次級冷卻介質(zhì)─────────┘│6.冷級冷卻介質(zhì)運動的推動方法────┘注:當(dāng)冷卻介質(zhì)為空氣時,標(biāo)記為A,在簡化標(biāo)記中字母A可以省略。電機的通風(fēng)冷卻方式的表示方式3-phaseACMotor51電機冷卻方法使用的標(biāo)記代號,以字母”IC”開始1、電磁噪聲:電機氣隙中磁場互相作用產(chǎn)生隨時間和空間變化的徑向力,使定子鐵心和機座隨時間周期性變形,即定子發(fā)生振動;一般情況下它隨電機的功率增大而增加,是帶負(fù)載時噪聲增大的根源。2、機械噪聲:

機械噪聲主要有軸承噪聲、旋轉(zhuǎn)振動(及摩擦)噪聲、動平衡的低頻噪聲等。3、通風(fēng)噪聲:

通風(fēng)噪聲主要是風(fēng)扇葉片在轉(zhuǎn)動時使周圍氣體產(chǎn)生渦流,空氣產(chǎn)生擾動而產(chǎn)生的;電機的噪聲限值:電機在單臺空載穩(wěn)定運行時的A計權(quán)聲功率級值,單位:dB(A)電機的噪聲及噪聲源3-phaseACMotor521、電磁噪聲:電機的噪聲及噪聲源3-phaseACMo1、電磁振動:隨著電壓的升高而增大,振動幅值隨電壓的升高而增大,以徑向為主;若電機斷電則電磁振動立即消失;電磁振動頻率高,人耳較敏感。2、動平衡振動:轉(zhuǎn)子殘留的不平衡造成,只形成徑向振動,頻率為電機異步轉(zhuǎn)速,若轉(zhuǎn)速不變則幅值也不變。3、軸承振動:頻帶范圍較寬,但又以100~300HZ為主,電機斷電后,只要轉(zhuǎn)子仍旋轉(zhuǎn),其幅值逐漸降低。電機的振動限值:電機在空載穩(wěn)定運行時的振動速度值,單位:mm/s電機的振動及振動源3-phaseACMotor531、電磁振動:電機的振動及振動源3-phaseACMot電機的接線3-phaseACMotor54電機的接線3-phaseACMotor54五、

工廠目前使用的三相異步電機JohnsonControls,GuangzhouFactory五、

工廠目前使用的三相異步電機JohnsonContro55工廠目前使用的三相電機類型系列品牌供應(yīng)商備注普通三相異步電機Y2YORK華達IP55,F級絕緣,國產(chǎn)軸承Y2YORK東莞、河北IP54,F級絕緣,國產(chǎn)軸承QAABBABBIP55,F級絕緣,國產(chǎn)軸承M2QAABBABBIP55,F級絕緣,進口軸承1LG0SiemensSiemensIP55,F級絕緣,國產(chǎn)軸承多速電機Y2DTYORK華達、東莞、河北IP54,F級絕緣,國產(chǎn)軸承QADABBABBIP55,F級絕緣,國產(chǎn)軸承變頻電機Y2VPYORK華達IP54,F級絕緣,國產(chǎn)軸承Y2VFYORK東莞IP54,F級絕緣,國產(chǎn)軸承QABPABBABBIP55,F級絕緣,國產(chǎn)軸承1LA7/1LG4SiemensSiemensIP55,F級絕緣,純進口電機隔爆電機YB2YORK華達、東莞IP54,F級絕緣,國產(chǎn)軸承M2JAABBABBIP55,F級絕緣,國產(chǎn)軸承3-phaseACMotor56工廠目前使用的三相電機類型系列品牌供應(yīng)商備注普通三相異步電機工廠目前使用的三相電機-多速電機多速電機通過變極調(diào)速,可選2/4,4/6,4/8等雙速電機;由于會產(chǎn)生額外的電磁噪聲,不推薦在HVAC系統(tǒng)中采用三速電機。目前工廠使用的多速電機是Y2DT(YORK),執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):JB/T8681-1998;QAD(ABB),執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):JB/T7127-1993

。3-phaseACMotor57工廠目前使用的三相電機-多速電機多速電機3-phase工廠目前使用的三相電機–變頻調(diào)速電機變頻調(diào)速電機具有獨立的冷卻風(fēng)扇,配合變頻器使用;變頻調(diào)節(jié)范圍:5-100Hz;50Hz以下為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速,50Hz以上為恒功率調(diào)速。注意:普通電機的推薦調(diào)速范圍:30~50Hz.3-phaseACMotor58工廠目前使用的三相電機–變頻調(diào)速電機變頻調(diào)速電機3-ph變頻器供電時頻率與電壓要成比例地改變,即改變頻率的同時控制變頻器輸出電壓。采用變頻器供電,隨著電機的加速相應(yīng)提高頻率和電壓,起動電流可被限制在150%額定電流以下,而如果用工頻電源直接起動時,起動電流為6~7倍,因此,將產(chǎn)生機械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動可以平滑地起動,起動轉(zhuǎn)矩為70%~120%額定轉(zhuǎn)矩。采用變頻器供電時電機運行情況低轉(zhuǎn)速時的冷卻問題:1.當(dāng)電源頻率較低時,電源中高次諧波所引起的損耗較大。2.普通異步電動機在轉(zhuǎn)速降低時,冷卻風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成比例的減小,致使電動機的低速冷卻狀況變壞,溫升急劇增加,難以實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩輸出。3-phaseACMotor59變頻器供電時頻率與電壓要成比例地改變,即改變頻普通異步電動機采用變頻器供電時,會使由電磁、機械、通風(fēng)等因素所引起的振動和噪聲變得更加復(fù)雜。低頻時的電磁聲尤為突出。普通異步電動機在變頻器輸出的非正弦電源下運行,其溫升一般要增加10%--20%。

從上面我們可以了解到變頻電機的特點,因此對于用變頻器供電的電機,其電磁、絕緣結(jié)構(gòu)、通風(fēng)結(jié)構(gòu)是需要根據(jù)電機的實際工況特殊設(shè)計的;用普通電機代替變頻電機,其壽命會大大降低。采用變頻器供電時電機運行情況3-phaseACMotor60普通異步電動機采用變頻器供電時,會使由電磁、工廠目前使用的三相電機–隔爆電機隔爆電機用于環(huán)境中含爆炸性混合物的場合(我們使用的一般是氣體防爆);由于電機老化后由于繞組絕緣損傷,導(dǎo)電連結(jié)件松弛造成火化火電??;隔爆電機經(jīng)過特殊設(shè)計使得內(nèi)部的爆炸性混合物產(chǎn)生爆炸時,隔爆外殼應(yīng)不損壞,并且內(nèi)部火焰不能通過隔爆外殼結(jié)合面,引起外部爆炸性混合物的爆炸。目前工廠使用的隔爆電機是YB2(YORK);M2JA(ABB)

。3-phaseACMotor61工廠目前使用的三相電機–隔爆電機隔爆電機3-phase六、

電機的起動、維護與保養(yǎng)JohnsonControls,GuangzhouFactory六、

電機的起動、維護與保養(yǎng)JohnsonControls62交流電動機加上對稱三相電壓后,電動機從靜止?fàn)顟B(tài)過渡到穩(wěn)定運行狀態(tài)的過程,標(biāo)志電動機起動性能的主要指標(biāo)為堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)和堵轉(zhuǎn)電流倍數(shù)。通常要求電動機堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩大,使設(shè)備能快速達到正常轉(zhuǎn)速而進行工作,又希望起動時電流不要太大,以免電網(wǎng)產(chǎn)生的沖擊,影響電網(wǎng)其它設(shè)備的正常運行。電動機的起動交流電動機起動主要有三種方式:

全壓直接起動:起動轉(zhuǎn)矩大,操作簡單,不需要很多輔助設(shè)備,但起動時電流大,需要電網(wǎng)有足夠的容量。

降壓起動:電源容量不夠大時,采用降壓起動可以減小起動電流,但電機的起動轉(zhuǎn)矩也下降,只適用于對起動轉(zhuǎn)矩要求不高的場合。

變頻起動:起動轉(zhuǎn)矩恒定,起動時沒有壓降,但輔助設(shè)備投資大(需要增加變頻器等)。3-phaseACMotor63交流電動機加上對稱三相電壓后,電動機從靜止?fàn)顟B(tài)交流電動機起動線路圖3-phaseACMotor64交流電動機起動線路圖3-phaseACMotor64序號常見故障原因分析排除方法1不能起動1.電源電路不通。1.檢查連接線、控制開關(guān)、熔斷器、等是否有斷開。2.定子繞組故障。2.檢查繞組是否短路或開路。3.負(fù)載過大或設(shè)備被卡死3.減輕負(fù)荷;檢查設(shè)備故障。2啟動慢1.電源電壓過低。2.電源缺相。3.線圈接地或者短路。4.負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量太大。1.檢查電動機接線柱電壓,控制開關(guān)。2.檢查電源和所有連接的開關(guān)和線路。3.檢查電動機的繞組。4.換匹配的電動機3空載運行正常,帶負(fù)載運行跳閘1.開關(guān)和熔斷器容量不夠,負(fù)載大。2.電壓過低,負(fù)載大。3.負(fù)載過大。1.更換大容量的開關(guān)和熔斷器。2.檢查線路情況和電源電壓,減低負(fù)載。3.換電動機或減輕負(fù)荷。4電動機外殼有電1.電源線和接地線搞錯。2.繞組老化或受潮。1.糾正接線。2.繞組進行干燥處理,絕緣老化更換繞組。電動機常見故障與分析排除3-phaseACMotor65序號常見故障原因分析排除方法1不能起動1序號常見故障原因分析排除方法5電動機外殼發(fā)燙1.負(fù)載太大。2.環(huán)境溫度超過40℃。3.電壓太低或太高。5.電動機缺相運行。6.冷卻風(fēng)扇損壞。7.定轉(zhuǎn)子相擦。8.三相電壓不平衡。1.調(diào)整負(fù)載,更換大的電動機。2.降低環(huán)境溫度。3.檢查電源電壓是否和電動機要求的電壓一致。5.檢查開關(guān)、熔斷器和線路情況。6.更換風(fēng)扇。

8.檢查控制線路和電源電壓。6運轉(zhuǎn)速度突然下降1.負(fù)載突然加大。2.發(fā)生電動機缺相運行。3.電壓突然降低。1.檢查負(fù)荷情況以及機械連接情況。2.檢查開關(guān)、熔斷器和線路情況。3.檢查控制線路和電源電壓,有無發(fā)生變化。7電磁噪聲變大1.在使用一段時間以后產(chǎn)生電磁聲。2.電動機缺相運行。1.檢查負(fù)荷是否增加,檢查線路是否有松動現(xiàn)象。2.檢查電氣連接。8機械噪聲大1.聯(lián)軸器或者皮帶連接松動。2.風(fēng)罩螺栓松動。3.風(fēng)扇和端蓋、風(fēng)罩碰。4.有異物吸入附在轉(zhuǎn)動零件上。1.檢查連接情況。2.緊固風(fēng)罩螺栓。3.調(diào)整風(fēng)扇和端蓋、風(fēng)罩的距離。4.清除附在轉(zhuǎn)動零件上的異物。電動機常見故障與分析排除3-phaseACMotor66序號常見故障原因分析排除方法5電動機外序號常見故障原因分析排除方法9軸承響1.有間斷金屬的碰撞聲音。類似咔啦咔啦的聲音。2.有明顯的軸承滾動聲音。3.比較大的沙沙聲或者伴有其他的聲音。1.軸承保持架的聲音,加油以后可以消除。2.軸承嚴(yán)重缺油,必須馬上增加油脂。3.軸承已經(jīng)損壞,立即更換新的軸承。10振動異常1.電動機或負(fù)載設(shè)備松動。2.基礎(chǔ)的強度不夠。3.聯(lián)軸器或皮帶輪平衡不好。4.聯(lián)軸器或皮帶輪中心不對。5.軸伸彎曲。6.轉(zhuǎn)子平衡不好。7.定子或者轉(zhuǎn)子的線圈短路。1.檢查并緊固底腳螺栓。2.加固電動機和設(shè)備的安裝基礎(chǔ)。3.重新平衡。4.校準(zhǔn)中心。5.更換轉(zhuǎn)子或軸。6.重新平衡。7.送制造廠修理。11軸承過熱1.軸承損壞。2.潤滑脂太多或潤滑脂粘度太大。3.聯(lián)軸器不對中心或皮帶輪太緊。4.軸承室和軸磨損引起走鋼圈。5.電動機裝配不良。1.更換軸承。2.更換潤滑脂,潤滑脂充填量為1/2~2/3之間。3.校準(zhǔn)聯(lián)軸器或者調(diào)整皮帶輪張力。4.更換已經(jīng)磨損的端蓋、軸或者轉(zhuǎn)子。5.重新裝配電動機。12溫升高1.負(fù)載太大。2.環(huán)境溫度太高。3.電源電壓太高或過低。4.電動機缺相運行。5.電機通風(fēng)道堵塞。1.選擇大一檔電動機或降低負(fù)載。2.降低環(huán)境溫度或降低負(fù)載。3.檢查電壓。4.檢查電氣連接。5.清除電機進出風(fēng)口污垢和雜物。電動機常見故障與分析排除67序號常見故障原因分析排除方法9Q&A?JohnsonControls,GuangzhouFactoryThankyou!Q&A?JohnsonControls,Guan683-phaseACMotor3-phaseACMotor69內(nèi)容提要電機基本概念;電機的結(jié)構(gòu);三相電機的工作原理;電機基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn);工廠目前使用的三相異步電機;電機的啟動、維護與保養(yǎng);3-phaseACMotor70內(nèi)容提要電機基本概念;3-phaseACMotor2一、

電機的基本概念JohnsonControls,GuangzhouFactory一、

電機的基本概念JohnsonControls,G71電機是一種機電能量轉(zhuǎn)換的機械,發(fā)電機把機械能轉(zhuǎn)換為電能,電動機是把電能轉(zhuǎn)換為機械能。電機的原理,主要是建立在以下基本定理的基礎(chǔ)上:1.電磁感應(yīng)定律(電動勢的大小與磁通量的變化率成正比);

ΔΦe=N———

Δt其中:N為常數(shù),也可理解為線圈的匝數(shù),Δφ是磁通量的變化量,Δt是磁通量改變Δφ所用的時間電磁感應(yīng)定律的主要思想是:變化的磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,即磁生電。電機基本概念3-phaseACMotor72電機是一種機電能量轉(zhuǎn)換的機械,發(fā)電機把機械能轉(zhuǎn)2.安培全電流定律:磁場強度H沿著閉合路徑的線積分等于該路徑所包圍的導(dǎo)體電流的代數(shù)和。(用于磁路分析)即3.電磁力定律:載流導(dǎo)體在磁場中受力,電機中,通電導(dǎo)體(轉(zhuǎn)子上)在磁場中會受到切向方向的力,當(dāng)轉(zhuǎn)子半徑為R時,就會在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,即電磁轉(zhuǎn)矩Tem=F*R電機基本概念3-phaseACMotor732.安培全電流定律:電機基本概念3-phaseACMo旋轉(zhuǎn)電機主要分類:1.按能量轉(zhuǎn)換的形式:發(fā)電機、電動機2.按電機工作電壓的形式:交流電機和直流電機。┌異步發(fā)電機┌發(fā)電機┼直流發(fā)電機│

└同步發(fā)電機│電機┤┌籠型異步電動機│

┌異步電動機┤│┌交流電動機┼同步電動機

└繞線異步電動機└電動機┤

└感應(yīng)同步電動機└直流電動機旋轉(zhuǎn)電機的主要分類3-phaseACMotor74旋轉(zhuǎn)電機主要分類:旋轉(zhuǎn)電機的主要分類3-pha1、直流電機:磁極、電樞繞組均使用直流電,沒有固定的同步速度、具有良好的調(diào)速和啟動性能。2、同步電機:磁極繞組使用直流電,電樞繞組接交流電,電機轉(zhuǎn)速恒定,效率高,功率因數(shù)可調(diào)。3、異步電機:電樞繞組接交流電,電機轉(zhuǎn)速小于同步轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)速隨負(fù)載的增加而下降。各類電動機的主要特點3-phaseACMotor電動機的作用是將電能轉(zhuǎn)換為機械能。電動機分為交流電動機和直流電動機兩大類。

交流電動機分為異步電動機和同步電動機兩類。異步電動機按照定子相數(shù)的不同分為單項異步電動機、兩相異步電動機和三相異步電動機。三相異步電動機結(jié)構(gòu)簡單,運行可靠,成本低廉等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。

751、直流電機:磁極、電樞繞組均使用直流電,沒按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)型式,異步電動機可分為:1、籠型異步電動機轉(zhuǎn)子由置于轉(zhuǎn)子槽中的導(dǎo)條及兩端的端環(huán)組成閉合回路,整個轉(zhuǎn)子形成一堅實的整體,結(jié)構(gòu)簡單牢固。2、繞線轉(zhuǎn)子異步電動機

轉(zhuǎn)子由置于轉(zhuǎn)子槽中的插入式繞組或散嵌繞組、集電環(huán)和電刷組成回路,回路中可接入外加電阻。繞線轉(zhuǎn)子異步電動機用于要求起動轉(zhuǎn)矩高、起動電流小或窄范圍調(diào)速的場合。異步電動機的特點我們工廠所用的三相異步電動機一般是:

全封閉,自扇冷卻式鼠籠型三相異步電動機,極數(shù)為2/4/6極。3-phaseACMotor76按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)型式,異步電動機可分為:異步電動機的二、

電機的結(jié)構(gòu)JohnsonControls,GuangzhouFactory二、

電機的結(jié)構(gòu)JohnsonControls,Gua77冷卻方式IC411防護等級IP54安裝方式IMB3封閉式籠型異步電機結(jié)構(gòu)3-phaseACMotor78冷卻方式IC411封閉式籠型異步電機結(jié)構(gòu)3-phaseA電機安裝方式是根據(jù)電機的實際運行環(huán)境和工況所決定的。

安裝方式—反映電機結(jié)構(gòu)、安裝和軸伸的形式,代號由表征字母“IM”及附加在后的字母和數(shù)字組成;例如:安裝方式IMB3,說明電機為臥式底腳安裝,底腳在下方,兩個端蓋式軸承。電機的防護等級和安裝方式種類很多,不同形式對應(yīng)的代號有國家標(biāo)準(zhǔn)。電機的安裝方式3-phaseACMotor79電機安裝方式是根據(jù)電機的實際運行環(huán)境和工況所決StandardAsynchronous

motor電機安裝方式示意圖3-phaseACMotor80Standard電機安裝方式示意圖3-phaseACMo

電機一般由以下幾部分組成:定子Stator:包括機座、定子鐵心StatorCore、定子繞組Statorwindings、出線盒。轉(zhuǎn)子Rotor:包括轉(zhuǎn)子鐵心RotorCore、軸Shaft、轉(zhuǎn)子導(dǎo)條或轉(zhuǎn)子繞組Rotorwindings、內(nèi)風(fēng)扇,同步電機和繞線電機的集電環(huán)。結(jié)構(gòu)部件:包括端蓋Cover、軸承Bearing、外風(fēng)扇、風(fēng)罩WindCover、底板、換熱器、同步電機和繞線電機刷架等。

構(gòu)成電動機的主要材料:硅鋼片、銅導(dǎo)線、鋁錠、絕緣材料、鋼材、生鐵、軸承。硅鋼片和銅導(dǎo)線作為電機磁路和電路的載體,決定了電機的主要性能,通常稱為電機的有效材料;對同一規(guī)格電機,有效材料多,則電機的效率就高。電動機的基本組成3-phaseACMotor81電機一般由以下幾部分組成:電動機的基本組成3-電機裝配3-phaseACMotor82電機裝配3-phaseACMotor14電機裝配83電機裝配15定子沖片3-phaseACMotor84定子沖片3-phaseACMotor16定子鐵芯3-phaseACMotor85定子鐵芯3-phaseACMotor17繞組定子鐵芯3-phaseACMotor86繞組定子鐵芯3-phaseACMotor18轉(zhuǎn)子沖片3-phaseACMotor87轉(zhuǎn)子沖片3-phaseACMotor19轉(zhuǎn)子88轉(zhuǎn)子20電機(機座+定子+轉(zhuǎn)子)3-phaseACMotor89電機(機座+定子+轉(zhuǎn)子)3-phaseACMotor21端蓋滑動軸承3-phaseACMotor90端蓋滑動軸承3-phaseACMotor22三、

三相電機的工作原理JohnsonControls,GuangzhouFactory三、

三相電機的工作原理JohnsonControls,91鐵心:由內(nèi)周有槽的硅鋼片疊成。A(U1)----X(U2)B(V1)----Y(V2)C(W1)---Z(W2)三相繞組機座:鑄鋼或鑄鐵定子鐵芯是由0.5mm厚的硅鋼片疊壓制成,在其內(nèi)圓沖有分布的槽。定子3-phaseACMotor92鐵心:由內(nèi)周有槽A(U1)----X(U2)三相繞組機座:定子繞組根據(jù)電源電壓和電動機的額定電壓可以連接成Y型或Δ型3-phaseACMotor93定子繞組根據(jù)電源電壓和電動機的額定電壓可以連接成Y型或Δ型3鼠籠轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子:由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和風(fēng)扇組成。(1)鼠籠式轉(zhuǎn)子鐵芯槽內(nèi)放銅條,端部用短路環(huán)形成一體。中小型一般采用鑄鋁繞組(2)繞線式轉(zhuǎn)子同定子繞組一樣,也分為三相,并且接成星形。轉(zhuǎn)子繞組3-phaseACMotor94鼠籠轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子:由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和風(fēng)扇組成。(1)1.旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生定子三相繞組通入三相交流電(星形聯(lián)接)AXBYCZo3-phaseACMotor951.旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生定子三相繞組通入三AXBYCZo3-pha旋轉(zhuǎn)磁場o規(guī)定i:“+”首端流入,尾端流出。i:“.”尾端流入,首端流出。AYCBZX(?)電流出()電流入3-phaseACMotor96旋轉(zhuǎn)磁場o規(guī)定i:“三相電流合成磁場的分布情況tAXYCBZAXYCBZAXYCBZ合成磁場方向向下合成磁場旋轉(zhuǎn)60°合成磁場旋轉(zhuǎn)90°600o97三相電流合成磁場的分布情況tAXYCBZAXYCBZAXAAXZBCYAAXZBCY分析可知:三相電流產(chǎn)生的合成磁場是一旋轉(zhuǎn)的磁場

即:一個電流周期,旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過360°取決于三相電流的相序結(jié)論:任意調(diào)換兩根電源進線,則旋轉(zhuǎn)磁場反轉(zhuǎn)。任意調(diào)換兩根電源進線(電路如圖)AXCZBY0to2.旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向3-phaseACMotor98AAXZBCYAAXZBCY分析可知:三相電流產(chǎn)生的合成磁場3.旋轉(zhuǎn)磁場的極對數(shù)P當(dāng)三相定子繞組按圖示排列時,產(chǎn)生一對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場,即:otAXBYCZAXYCBZ電機的磁極對數(shù)是指轉(zhuǎn)子(或定子)有多少對N、S極3-phaseACMotor993.旋轉(zhuǎn)磁場的極對數(shù)P當(dāng)三相定子繞組按圖示排列時,產(chǎn)生一對磁極對數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'03-phaseACMotor3.旋轉(zhuǎn)磁場的極對數(shù)P(2)100極對數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'工頻旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速取決于磁場的極對數(shù),也稱同步轉(zhuǎn)速p=1時0toAXYCBZAXYCBZAXYCBZ4.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速3-phaseACMotor101工頻旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速取決于磁場的極對數(shù),也稱同步轉(zhuǎn)速p=1時0p=2時03-phaseACMotor4.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速(2)102p=2時03-phaseACMotor4.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0與頻率f1和極對數(shù)p有關(guān)。從上式可見:3-phaseACMotor旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0與極對數(shù)p的關(guān)系103從上式可見:3-phaseACMotor旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0極對數(shù)極數(shù)每個電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速(f1=50Hz)P=12360°3000rpmP=24180°1500rpmP=36120°1000rpmP=4890°750rpm電機同步轉(zhuǎn)速與極對數(shù)的關(guān)系3-phaseACMotor104極對數(shù)極數(shù)每個電流周期同步轉(zhuǎn)速P=12360°3000三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理AXYCBZ定子三相繞組通入三相交流電方向:順時針

切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體右手定則感應(yīng)電動勢E20旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)電流I2旋轉(zhuǎn)磁場左手定則電磁力FF電磁轉(zhuǎn)矩TnF3-phaseACMotor105三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理AXYCBZ定子三相繞組通入三相交流電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致,但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n不可能達到與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相等,即異步電動機如果:無轉(zhuǎn)子電動勢和轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運動,磁通不切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條無轉(zhuǎn)矩因此,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速間必須要有轉(zhuǎn)速差。轉(zhuǎn)差率

3-phaseACMotor106電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致,但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n不可旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率.

這種電動機稱之為異步電動機。這種電動機的定子和轉(zhuǎn)子之間只有磁的耦合而無點的聯(lián)系,能量的傳遞依靠電磁感應(yīng)作用,轉(zhuǎn)子繞組中的電流是感應(yīng)產(chǎn)生的,所以也稱之為感應(yīng)電動機。3-phaseACMotor轉(zhuǎn)差率S=(n0-n)/n0107旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁異步電機動的轉(zhuǎn)差率計算轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得:根據(jù)公式

例1:一臺三相異步電動機,其額定轉(zhuǎn)速n=975r/min,電源頻率f1=50Hz。試求電動機的極對數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。解:根據(jù)異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知:n0=1000r/min,即p=3額定轉(zhuǎn)差率為3-phaseACMotor一般情況下,異步電動機在運行中:108異步電機動的轉(zhuǎn)差率計算轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得:根據(jù)公式四、

電機的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)JohnsonControls,GuangzhouFactory四、

電機的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)JohnsonControls,G109額定功率PN—在額定方式下運行時,轉(zhuǎn)軸上輸出的機械功(kW)。額定電壓UN—在額定方式運行時,定子繞組應(yīng)加的線電壓(V)。額定電流IN—在額定電壓和額定功率狀態(tài)下運行時,流入定子繞組的額定線電流(A)。額定頻率f—通常為50Hz和60Hz。額定轉(zhuǎn)速nN—指在額定狀態(tài)下運行時的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速(r/min),異步電機轉(zhuǎn)速略低于下面公式的計算值。

電動機的額定值3-phaseACMotor110額定功率PN—在額定方式下運行時,轉(zhuǎn)軸上輸出的機械功(kW)效率η——輸出功率與輸入功率的比值,效率高則節(jié)能,但過高追求高指標(biāo)會使電機成本大幅增加。功率因數(shù)cosΦ——由于無功功率的存在而引入的性能指標(biāo),功率因數(shù)高則輸入電流就小,電機的效率就高。最大轉(zhuǎn)矩MK——電機在不失步的情況下所能達到的瞬時過載能力,通常用最大轉(zhuǎn)矩MK/額定轉(zhuǎn)矩MN的值表示。堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩Ma——電機在啟動時所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩,堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩大則加速時間短,通常用堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩Ma/額定轉(zhuǎn)矩MN的值表示。堵轉(zhuǎn)電流Ia——電機在啟動時,輸入電機的電流值,堵轉(zhuǎn)電流大,則電機啟動時對電網(wǎng)的沖擊就大,通常用堵轉(zhuǎn)電流Ia/額定電流IN的值表示。額定轉(zhuǎn)矩MN

——電動機的主要性能指標(biāo)3-phaseACMotor111效率η——輸出功率與輸入功率的比值,效率高則節(jié)能,但過高追求絕緣等級是電機電氣絕緣性能的重要指標(biāo),它和電機的允許溫度有關(guān),絕緣等級越高,電機的允許溫度也越高,電機的體積就能縮小。電機中常用的等級其及最高允許工作溫度如下:Y級絕緣-90℃;A級絕緣-105℃;E級絕緣-120℃;B級絕緣-130℃;F級絕緣-155℃;H級絕緣-180℃;C級絕緣-180℃以上。電機的絕緣等級注意:電機運行時溫度超過絕緣材料的容許工作溫度時,電機的使用壽命將縮短。

3-phaseACMotor112絕緣等級是電機電氣絕緣性能的重要指標(biāo),它和電機電機溫升是指電機某部分的溫度與周圍冷卻介質(zhì)的溫度差,電機的溫升主要取決于電機內(nèi)部損耗的大小和散熱情況。決定絕緣材料壽命的因素是溫度而不是溫升,冷卻介質(zhì)的溫度越高,容許的溫升就越低。電機最常見的絕緣等級為B級和F級,用電阻法測量,其溫升限值B級為80K,F(xiàn)級為105K,電阻和溫度的關(guān)系如下:電機的溫升3-phaseACMotor113電機溫升是指電機某部分的溫度與周圍冷卻介質(zhì)的溫電機的防護等級IP為標(biāo)記字母,第一標(biāo)記數(shù)字表示接觸保護和外來物保護等級,第二標(biāo)記數(shù)字表示防水保護等級。第一個數(shù)字防護范圍第二個數(shù)字防護范圍0無防護0無防護1防護50mm直徑和更大的固體外來體1防滴水2防護12.5mm直徑和更大的固體外來體2電機傾斜15°時,防滴水3防護2.5mm直徑和更大的固體外來體3防與垂直線成60°范圍內(nèi)的淋水4防護1.0mm直徑和更大的固體外來體4防濺水5防護灰塵5防噴水6灰塵封閉6防強射水,防海浪7防浸水,一般是短時浸水8防長期浸水,即防潛水例如:我們通常使用的電機是IP54的防護等級,為防塵防濺水3-phaseACMotor114電機的防護等級IP為標(biāo)記字母,第一個數(shù)字防護范圍第二個數(shù)字防電機的極數(shù)與極對數(shù)電機的磁極對數(shù)是指轉(zhuǎn)子(或定子)有多少對N、S極。磁極對數(shù)與電源頻率和同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下式:p=60f/n

其中:n—交流電動機的同步轉(zhuǎn)速;

f

—交流電源頻率;

p—交流電動機的磁極對數(shù)。

極數(shù)是N、S極總共的個數(shù),即:

極數(shù)=磁極對數(shù)*2。若極數(shù)未知,磁極對數(shù)的確定方法:

1、如果銘牌上額定頻率f(Hz)、額定轉(zhuǎn)速n(rpm)已知,可以利用60*f/n計算極對數(shù)。

2、通某一頻率的交流電,測電機轉(zhuǎn)速,再利用轉(zhuǎn)速和頻率的關(guān)系即60*f/n計算。

用變頻控制器驅(qū)動,可以讀出轉(zhuǎn)速和頻率。

3、把轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周,觀察其反電勢,看有幾個周波,就是其極對數(shù)。3-phaseACMotor115電機的極數(shù)與極對數(shù)電機的磁極對數(shù)是指轉(zhuǎn)子(或定子)有多少對N電機的轉(zhuǎn)速我國的交流電標(biāo)準(zhǔn)頻率為50Hz(即每秒50周波),所以交流電機的同步轉(zhuǎn)速:

n=60*50*2/極數(shù)=6000/極數(shù)2極電機(1對磁極)

-

3000rpm4極電機(2對磁極)

-

1500rpm6極電機(3對磁極)

-

1000rpm8極電機(4對磁極)

-

750rpm10極電機(5對磁極)

-

600rpm交流異步電動機的額定轉(zhuǎn)速小于、接近于同步轉(zhuǎn)速,按其額定轉(zhuǎn)速就可確定其同步轉(zhuǎn)速,進而按上述內(nèi)容就可推算出它的磁極對數(shù)。極數(shù)越多

轉(zhuǎn)速越低3-phaseACMotor116電機的轉(zhuǎn)速我國的交流電標(biāo)準(zhǔn)頻率為50Hz(即每在末端機組的選型中,電機極數(shù)的確定目前我們選用的電機極數(shù)有2、4、6極,一般的原則是(僅供參考):風(fēng)機轉(zhuǎn)速<550rpm時,選用6極電機或更高風(fēng)機轉(zhuǎn)速≥550并且≤2200rpm時,選用4極電機風(fēng)機轉(zhuǎn)速>2200rpm時,選用2極電機3-phaseACMotor117在末端機組的選型中,電機極數(shù)的確定目前我們選用電機的通風(fēng)冷卻方式和電磁、結(jié)構(gòu)有關(guān)系,主要有開啟式、管道通風(fēng)式、密閉循環(huán)式和氣候防護式等,代號由表征字母“IC”及附加在后的數(shù)字和字母組成。

開啟式——環(huán)境溫度在0℃~40℃,空氣灰塵不大,無有害和危險性氣體;該形式散熱條件好,電機造價低,一般優(yōu)先采用。

管道通風(fēng)式——電機周圍環(huán)境溫度高于40℃,空氣灰塵較多,將冷卻空氣通過管道引入或?qū)峥諝庖鲭姍C,管道中需安裝抽風(fēng)機。

密閉循環(huán)式——周圍環(huán)境和管道通風(fēng)相似,電機有內(nèi)、外兩個冷卻回路;內(nèi)部回路為密閉式循環(huán),內(nèi)、外冷卻介質(zhì)相互獨立,常見的形式有空-空冷卻和空-水冷卻;該形式的電機電機造價較高。

氣候防護式——冷卻空氣直接和外界進行交換,電機外罩上設(shè)有濾塵、防風(fēng)、防雨的結(jié)構(gòu);與密閉循環(huán)式相比,電機造價低。電機功率大,產(chǎn)生的熱量就大,因此功率大的電機通用采用管道通風(fēng)或密閉循環(huán)空-水冷的通風(fēng)方式。電機的通風(fēng)冷卻方式3-phaseACMotor118電機的通風(fēng)冷卻方式和電磁、結(jié)構(gòu)有關(guān)系,主要有開電機冷卻方法使用的標(biāo)記代號,以字母”IC”開始,后面由數(shù)字和字母組成。完整的標(biāo)記比如:IC

8

A

1

W

71.標(biāo)志字母───┘

││

││2.冷卻回路的布置──┘

││

││3.初級冷卻介質(zhì)─────┘│

││4.初級冷卻介質(zhì)運動的推動方法┘

││5.次級冷卻介質(zhì)─────────┘│6.冷級冷卻介質(zhì)運動的推動方法────┘注:當(dāng)冷卻介質(zhì)為空氣時,標(biāo)記為A,在簡化標(biāo)記中字母A可以省略。電機的通風(fēng)冷卻方式的表示方式3-phaseACMotor119電機冷卻方法使用的標(biāo)記代號,以字母”IC”開始1、電磁噪聲:電機氣隙中磁場互相作用產(chǎn)生隨時間和空間變化的徑向力,使定子鐵心和機座隨時間周期性變形,即定子發(fā)生振動;一般情況下它隨電機的功率增大而增加,是帶負(fù)載時噪聲增大的根源。2、機械噪聲:

機械噪聲主要有軸承噪聲、旋轉(zhuǎn)振動(及摩擦)噪聲、動平衡的低頻噪聲等。3、通風(fēng)噪聲:

通風(fēng)噪聲主要是風(fēng)扇葉片在轉(zhuǎn)動時使周圍氣體產(chǎn)生渦流,空氣產(chǎn)生擾動而產(chǎn)生的;電機的噪聲限值:電機在單臺空載穩(wěn)定運行時的A計權(quán)聲功率級值,單位:dB(A)電機的噪聲及噪聲源3-phaseACMotor1201、電磁噪聲:電機的噪聲及噪聲源3-phaseACMo1、電磁振動:隨著電壓的升高而增大,振動幅值隨電壓的升高而增大,以徑向為主;若電機斷電則電磁振動立即消失;電磁振動頻率高,人耳較敏感。2、動平衡振動:轉(zhuǎn)子殘留的不平衡造成,只形成徑向振動,頻率為電機異步轉(zhuǎn)速,若轉(zhuǎn)速不變則幅值也不變。3、軸承振動:頻帶范圍較寬,但又以100~300HZ為主,電機斷電后,只要轉(zhuǎn)子仍旋轉(zhuǎn),其幅值逐漸降低。電機的振動限值:電機在空載穩(wěn)定運行時的振動速度值,單位:mm/s電機的振動及振動源3-phaseACMotor1211、電磁振動:電機的振動及振動源3-phaseACMot電機的接線3-phaseACMotor122電機的接線3-phaseACMotor54五、

工廠目前使用的三相異步電機JohnsonControls,GuangzhouFactory五、

工廠目前使用的三相異步電機JohnsonContro123工廠目前使用的三相電機類型系列品牌供應(yīng)商備注普通三相異步電機Y2YORK華達IP55,F級絕緣,國產(chǎn)軸承Y2YORK東莞、河北IP54,F級絕緣,國產(chǎn)軸承QAABBABBIP55,F級絕緣,國產(chǎn)軸承M2QAABBABBIP55,F級絕緣,進口軸承1LG0SiemensSiemensIP55,F級絕緣,國產(chǎn)軸承多速電機Y2DTYORK華達、東莞、河北IP54,F級絕緣,國產(chǎn)軸承QADABBABBIP55,F級絕緣,國產(chǎn)軸承變頻電機Y2VPYORK華達IP54,F級絕緣,國產(chǎn)軸承Y2VFYORK東莞IP54,F級絕緣,國產(chǎn)軸承QABPABBABBIP55,F級絕緣,國產(chǎn)軸承1LA7/1LG4SiemensSiemensIP55,F級絕緣,純進口電機隔爆電機YB2YORK華達、東莞IP54,F級絕緣,國產(chǎn)軸承M2JAABBABBIP55,F級絕緣,國產(chǎn)軸承3-phaseACMotor124工廠目前使用的三相電機類型系列品牌供應(yīng)商備注普通三相異步電機工廠目前使用的三相電機-多速電機多速電機通過變極調(diào)速,可選2/4,4/6,4/8等雙速電機;由于會產(chǎn)生額外的電磁噪聲,不推薦在HVAC系統(tǒng)中采用三速電機。目前工廠使用的多速電機是Y2DT(YORK),執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):JB/T8681-1998;QAD(ABB),執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):JB/T7127-1993

。3-phaseACMotor125工廠目前使用的三相電機-多速電機多速電機3-phase工廠目前使用的三相電機–變頻調(diào)速電機變頻調(diào)速電機具有獨立的冷卻風(fēng)扇,配合變頻器使用;變頻調(diào)節(jié)范圍:5-100Hz;50Hz以下為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速,50Hz以上為恒功率調(diào)速。注意:普通電機的推薦調(diào)速范圍:30~50Hz.3-phaseACMotor126工廠目前使用的三相電機–變頻調(diào)速電機變頻調(diào)速電機3-ph變頻器供電時頻率與電壓要成比例地改變,即改變頻率的同時控制變頻器輸出電壓。采用變頻器供電,隨著電機的加速相應(yīng)提高頻率和電壓,起動電流可被限制在150%額定電流以下,而如果用工頻電源直接起動時,起動電流為6~7倍,因此,將產(chǎn)生機械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動可以平滑地起動,起動轉(zhuǎn)矩為70%~120%額定轉(zhuǎn)矩。采用變頻器供電時電機運行情況低轉(zhuǎn)速時的冷卻問題:1.當(dāng)電源頻率較低時,電源中高次諧波所引起的損耗較大。2.普通異步電動機在轉(zhuǎn)速降低時,冷卻風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成比例的減小,致使電動機的低速冷卻狀況變壞,溫升急劇增加,難以實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩輸出。3-phaseACMotor127變頻器供電時頻率與電壓要成比例地改變,即改變頻普通異步電動機采用變頻器供電時,會使由電磁、機械、通風(fēng)等因素所引起的振動和噪聲變得更加復(fù)雜。低頻時的電磁聲尤為突出。普通異步電動機在變頻器輸出的非正弦電源下運行,其溫升一般要增加10%--20%。

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