电机与绝缘结构(538)
三相鼠笼式异步电动机的结构图解_New
三相鼠笼式异步电动机的结构图解————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：三相鼠笼式异步电动机的结构图解异步电动机的主要结构是由定子和转子两部分组成，定、转子中间是空气隙。
此外，还有端盖、轴承、机座等部件，图1是三相鼠笼式异步电动机的结构图。
图1 三相鼠笼式异步电动机的结构图1．定子定子是异步电动机固定不动的部分。
由机座、定子铁芯和定子绕组组成。
机座是电动机的外壳，起着支撑电机的作用，通常用铸铁铸成。
大机座也有用钢板拼焊起来的。
定子铁芯是电动机磁路的一部分，装在机座内部。
它是一个中空圆柱体，外壁与机座配合，内壁开槽，槽内放定子绕组。
为了减少铁芯中的损耗，定子铁芯用0．5mm厚的硅钢片叠成。
三相异步电机的定子绕组并不是都按星形接法联接，只有在大容量高电压时，才按星形接法联接。
一般中、小容量低电压的异步电机，通常把三相绕组的六根线头引出来，在外面根据需要把它接成三角形或星形接法。
这样，既可以使电机适用于两种不同等级的电源电压，例如星形接法用于380V电源；三角接法就可以用于220V电源上，又能满足起动的要求，即设计成在三角接法时，用于380V电源，起动时，改成星形接法，达到降压起动的目的。
定子绕组用绝缘的铜导线绕成，嵌在定子槽内，绕组与槽壁间用绝缘材料隔开。
2．气隙异步电机的气隙比同容量直流电机的气隙要小得多，在中、小型异步电机中，一般为0．2～1．0mm。
这是因为异步电机的励磁电流是由电网供给的，气隙大时，励磁电流也就大，从而降低了电机的功率因数。
为了提高功率因数，应尽量把气隙做得小些。
但是气隙过小时，将使装配困难，运行不可靠，高次谐波磁场增强，从而使附加损耗增加。
3．转子电动机的转子是由转子铁芯、转子绕组和转轴组成的。
转子铁芯也是磁路的一部分，一般由硅钢片叠成，铁芯固定在转轴上。
转子绕组如果是绕线式的，它可以联成星形或三角形。
电机温升和绝缘等级
电机温升和绝缘等级(总8页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除电机温升和绝缘等级用来使器件在电气上绝缘的材料称绝缘材料。
一种或几种绝缘材料的组合称绝缘结构。
表示绝缘结构的最高允许工作温度，并在这样的温度下它能在预定的使用期内维持其性能，在允许的范围内及其所分的等级即耐热等级。
耐热等级分为Y级90℃、A级105℃、E级120℃、B级130℃、F级155℃、H级180℃和H级以上共七个等级。
超过这个限度，绝缘材料的寿命就急剧缩短，甚至会烧毁。
这个温度限度，称为绝缘材料的允许温度。
某一点的温度与参考（或基准）温度之差称温升。
也可以称某一点温度与参考温度之差。
电机某部件与周围介质温度之差，称电机该部件的温升。
电机在额定负载下长期运行达到热稳定状态时，电机各部件温升的允许极限，称温升限度。
绝缘材料的允许温度，就是电机的允许温度；绝缘材料的寿命，一般就是电机的寿命。
电机负载运行时，从尽量发挥它的作用出发，所带负载即输出功率越大越好（若不考虑机械强度）。
但是输出功率越大、损耗功率越大，温度越高。
我们知道，电机内耐温最薄弱的东西是绝缘材料，如漆包线。
绝缘材料耐温有个限度，在这个限度内，绝缘材料的物理、化学、机械、电气等各方面性能都很稳定，其工作寿命一般约为20年。
按照允许温度的高低，电机常用的绝缘材料为A、E、B、F、H五种。
按环境温度为40摄氏度计算，这五种绝缘材料及其允许温度和允许温升如下表所示：-大家都知道衡量电机发热程度是用“温升”而不是用“温度”，当“温升”突然增大或超过最高工作温度时，说明电机已发生故障。
下面就一些基本概念进行讨论。
1 绝缘材料的绝缘等级绝缘材料按耐热能力分为y、a、e、b、f、h、c7个等级，其极限工作温度分别为90、105、120、130、155、180℃、及180℃以上。
所谓绝缘材料的极限工作温度，系指电机在设计预期寿命内，运行时绕组绝缘中最热点的温度。
电机类型与基本结构
电机的结构
• 气隙对电机性能影响较大，气隙小，可减少电机 励磁安匝及损耗。但气隙过小，气隙谐波磁场增 大，电机杂散损耗及电磁噪音增加；同时，过小 的气隙，会由于机械和电磁的原因，对运行可靠 性带来一定影响。
电机的结构
• 绝缘系统
绝缘就是防止电流向不希望的方向流动及隔离导电和不 导电的部分（如导线和铁心）或隔离不同电位的导体（如 匝间﹐层间等）。 绝缘材料一般指电阻系数在 109Ω‧cm以上的材料。经验 表明，在电机出现的事故中，多数是由于绝缘破坏造成的， 正确选用绝缘材料是电机设计中重要的一环。 绝缘系统：所有绝缘材料聚合在一起所产生的一个完整 的独立的在运行过程中必然会有一部分能量转化成 热能，热能又会使电机的温度上升，当温度上升 到一定程度就会发生绝缘破坏，绕组以及换向器 碳刷烧坏，等一系列问题导致电机的损坏。 通风冷却系统，主要包括风路和风扇。应使 电机的发热和散热协调平衡，有足够的冷却气流 通过电机。
手心迎着磁通，垂直的拇指指向导线运动方向，平行四指指向感应电势方向。
电机的结构
• 机械结构：旋转及支撑 • 电磁系统：导电及能量转换 • 绝缘系统：分隔导电部分和不导电部分
电机的结构
• 电机机械结构的基本组成
(a)主要由定子，转子，前、后罩(端盖)及通风冷却系统 组成。 (b)电机静止部分称为定子,转动部分称为转子,在定子和 转子之间的空隙叫气隙。气隙很小﹐但磁场能量主要 集中在气隙內。
三相异步电动机的工作原理
• (1)当三相异步电机接入三相交流电源时，三相定 子绕组流过三相对称电流产生的三相磁动势（定 子旋转磁动势）并产生旋转磁场。 • (2)该旋转磁场与转子导体有相对切割运动,根据 电磁感应原理,转子导体产生感应电动势并产生感 应电流。 • (3)根据电磁力定律，载流的转子导体在磁场中受 到电磁力作用，形成电磁转矩，驱动转子旋转， 当电动机轴上带机械负载时，便向外输出机械能。
电机制造工艺学第四章 电机绕组的制造工艺
4.1.2 按绕组在电机上的位置分类
按绕组在电机上的位置可分为定子绕组和
转子绕组，按常见的结构形式分类见表
4-1。
表4-1 电机绕组分类
4.1.3 电机绕组按其用途分类
绕组按用途可分为电枢绕组和磁极绕组。电
枢绕组根据结构和制造方法的不同，可分为软绕组 (散嵌绕组)和硬绕组(成型绕组)。
图4-1 多匝成型线圈 a) 用于开口槽 b) 用于半开口槽
式中 A、 m——通过
试验求得的常 数；
T——寿命；
θ ——温度，
℃。 可见，绝缘材 料的寿命与工 作温度是指数 函数关系。
表4-11 电机常用绝缘材料耐热分级
4.3 电机绕组的绝缘结构
4.3.1 交流低压电机绕组的绝缘结构 4.3.2 交流高压电机绕组的绝缘结构 4.3.3 直流电机绕组的绝缘结构
表4-8 聚酯薄膜与聚酰亚胺薄膜的基本性能
4)云母制品。 5)塑料制品。
表4-9 复合材料的基本性能
)绝缘漆。
表4-10 常用浸渍漆的性能
3.绝缘材料的热老化概念和耐热等级
经过几十年来的图4-5 标准绝缘等级的热寿命曲 线长时间研究。初步总结
了如下公式：
图4-5 标准绝缘等级的热寿命曲线
3.绝缘材料的热老化概念和耐热等级
4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4
按电压等级分类 按绕组在电机上的位置分类 电机绕组按其用途分类 绕组按工艺的角度分类
4.1.1 按电压等级分类
按电压等级可以分为高压绕组和低 压绕组。在我国，对于交流电机，高压
绕组是指电压等级在3kV及以上的各种 交流定子绕组；其他小型电机的定子绕 组、磁极绕组，以及直流电机的电枢绕 组等，都属于低压绕组。
电动机的结构和工作原理
电动机的结构和工作原理
电动机是一种将电能转换为机械能的设备。
它由定子和转子两部分组成。
定子是电动机的固定部分，通常由电磁线圈或永磁体构成。
电磁线圈是由绝缘电线绕成的，当通过这些线圈的电流变化时，会在定子上产生一个磁场。
而永磁体则是一种能持续产生磁场的材料。
转子是电动机的旋转部分，通常由铁芯和导体组成。
铁芯是一种磁导体，它能有效地集中磁场。
而导体则是沿转子轴线方向排列的一组线圈或棒状物，通常是由铜或铝制成。
当通过这些导体的电流与定子磁场作用时，会产生一个力矩，使转子开始旋转。
电动机的工作原理是基于电磁感应和洛伦兹力的相互作用。
当通过定子线圈的电流变化时，会在定子中产生一个磁场。
而当转子上的导体与定子磁场相互作用时，导体中会产生感应电动势。
根据洛伦兹力定律，当导体中有电流通过时，会受到一个力的作用，力的方向与磁场和电流的方向有关。
这个力被称为洛伦兹力，它使导体受到一个力矩，导致转子开始旋转。
通过定子线圈中电流的变化以及磁场的反向变化，可以控制和改变电动机的转速和方向。
总之，电动机的结构由定子和转子组成，通过定子线圈中的电流变化和转子上的导体与磁场相互作用产生力矩，实现电能向机械能的转换。
电机绝缘材料
电机绝缘材料电机绝缘材料是电机制造中不可或缺的重要组成部分，其质量直接关系到电机的安全性、可靠性和性能。
电机绝缘材料主要用于电机绕组的绝缘和保护，能够有效地防止电机在运行过程中发生绝缘击穿、放电和绝缘老化等故障，从而延长电机的使用寿命，提高电机的工作效率。
目前，市面上常见的电机绝缘材料主要包括有机绝缘材料和无机绝缘材料两大类。
有机绝缘材料主要包括聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚酰胺薄膜等，这些材料具有优异的绝缘性能和机械性能，适用于温度较低的场合。
而无机绝缘材料主要包括云母片、云母带、云母纸等，这些材料具有优异的耐高温性能和耐化学腐蚀性能，适用于温度较高和腐蚀性较大的场合。
在选择电机绝缘材料时，需要考虑以下几个方面的因素：首先，要考虑电机的工作环境和工作条件。
不同的工作环境和工作条件对电机绝缘材料的要求也会有所不同，比如在高温环境下工作的电机需要选择耐高温的无机绝缘材料，而在潮湿腐蚀环境下工作的电机则需要选择耐腐蚀的无机绝缘材料。
其次，要考虑电机的额定电压和绝缘等级。
不同额定电压和绝缘等级的电机对绝缘材料的要求也会有所不同，需要选择符合相应标准和要求的绝缘材料，以确保电机的安全可靠运行。
再次，要考虑电机的尺寸和结构。
不同尺寸和结构的电机对绝缘材料的使用方式和要求也会有所不同，需要根据实际情况选择合适的绝缘材料，并严格按照要求进行绝缘处理，以确保绝缘效果。
最后，要考虑绝缘材料的成本和可获得性。
在选择电机绝缘材料时，除了要考虑其性能和适用性外，还需要考虑其成本和可获得性，选择性价比高的绝缘材料，以确保电机的生产成本和维护成本都能得到有效控制。
总之，电机绝缘材料在电机制造中起着至关重要的作用，正确选择和使用合适的绝缘材料对电机的安全性和可靠性至关重要。
希望本文能够帮助大家更好地了解电机绝缘材料的相关知识，为电机制造提供一些参考和帮助。
高压大中型电动机绝缘结构的设计研讨
高压大中型电动机绝缘结构的设计研讨摘要：纵观电机发展的历史，电机单机容量的增大和技术提高，都是以电机绝缘技术水平的提高为前提的。
作为电机的一个重要组成部分，定子绕组是影响加工费用、运行可靠性和电机寿命的一个关键部件。
随着电机行业的不断发展，需要开发更薄、更先进的绝缘结构。
减薄绝缘结构意味着相同容量的电机可以缩小体积，提高产品的先进性和竞争力。
制造更加先进的电机，绝缘系统是阻碍发展的瓶颈，特别是作为电机核心的定子绕组的绝缘系统，是绝缘技术的关键。
因此，研究绝缘厚度的减薄具有十分重要的意义。
关键词：发电机；高压交流电机；绝缘技术目前我国高压交流发电机已形成达到国际先进水平超超临界火电和核电的百万千瓦级汽轮发电机绝缘系统和可达 800 MVA 的水轮发电机绝缘系统，正在研制百万千伏安的水轮发电机绝缘系统。
发电机绝缘体系发展到由多胶模压绝缘体系与少胶 VPI绝缘体系并存的两种 F 级绝缘体系。
该电机LD－F 绝缘体系采用了少胶粉云母带连续包绕整体 VPI 浸渍环保型环氧酸酐无溶剂浸渍树脂、绝缘系统设计囊括同步电机、异步电动机、变频调速电机等设计电压高达13．8 kV，绝缘结构中的绝缘厚度和定子绕组绝的电气、机械和其他性能均达国际先进水平。
一、电机电枢绝缘结构1、电枢绕组绝缘。
电枢绕组绝缘结构随绕组结构型式不同而有所区别为了提高防潮性能，大型直流电机电枢绕组一般采用连续式绝缘。
匝间绝缘作用是绝缘同一线圈中的相邻元件，只承受片间电压。
大型直流电机匝间绝缘一般采用裸铜线外半叠包一层 0.1 毫米云母带，或直接采用高强度漆包双玻璃丝包线。
中、小型电机一般采用双玻璃丝包线即可。
保护布带。
主要保护主绝缘免受机械损伤。
一般 B 级绝缘电机采用 0.1 毫米玻璃丝带半叠绕或平绕一层。
F 级薄膜绝缘一般不用保护布带，有时为可靠起见，也用 0.1 毫米玻璃丝带半叠绕一层。
电枢绕组端部绝缘。
绝缘方式和材料一般和直线部分相同，仅是对地绝缘比直线部分可少包 1-2 层。
3ND583步进驱动器和57系列三相电机使用说明
3ND583三相细分步进驱动器一、产品简介3ND583采用精密电流控制技术设计的高细分三相步进驱动器，适合驱动57~86 机座号的各种品牌的三相步进电机。
3ND583 驱动器与配套电机的发热量降幅达15%~30%以上。
而且3ND583 驱动器与配套三相步进电机能提高位置控制精度，因此特别适合于要求低噪声、低电机发热与高平稳性的高要求场合。
由于采用了先进的纯正弦电流控制技术,电机噪音和运行平稳性明显改善。
能大幅度降低电机运转时的噪音和振动，使得步进电机运转时的噪声和平稳性趋近于伺服电机的水平。
高速时力矩也大大高于二相混合式步进电机，定位精度高。
适合各种中小型自动化设备和仪器，例如：雕刻机、打标机、切割机、激光照排、绘图仪、数控机床、自动装配设备等。
二、产品图片三、特性1.高性能、超低噪音2.电机和驱动器发热很低3.纯正弦电流控制，输出电流峰值可达8.3A(均值5.9A)4.直流供电电压18-50VDC5.输出电信号TTL兼容6.静止时电机自动减半7.可驱动3，6 线三相步进电机8.光电隔离信号输入，脉冲响应频率最高可达400KHZ7.有过压、欠压、相间短路、过热保护功能8.八档细分和自动半流功能9.十六档输出相电流设置10.具有相位记忆功能（电机停止5秒后再断电，可保持电机上下电位置不变）11.高启动转速12.具有脱机命令输入端子13.电机的扭矩与它的转速有关，而与电机每转的步数无关14.脉冲/方向或CW/CCW 双脉冲功能可选四、电气、机械和环境指标3.机械安装图（单位:mm）4.加强散热方式（1）驱动器的可靠工作温度通常在65°C以内，电机工作温度为80°C以内。
（2）建议使用时选择自动半流方式，即马达停止时电流自动减一半，以减少电机和驱动器的发热；（3）安装驱动器时请采用竖着侧面安装，使散热齿形成较强的空气对流；必要时机内靠近驱动器处安装风扇，强制散热，保证驱动器在可靠工作温度范围内工作。
电机绝缘等级
电机绝缘等级
电动机的绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级，分A、E、B、F、H级。 允许温升是指电动机的温度与周围环境温度相比升高的限度。 绝缘的温度等级 A级 E级 B级 F级 H级 最高允许温度（℃） 105 120 130 155 180 绕组温升限值（K） 60 75 80 100 125 性能参考温度（℃） 80 95 100 120 145
在发电机等电气设备中，绝缘材料是最为薄弱的环节。绝缘材料尤其容易受到 高温的影响而加速老化并损坏。不同的绝缘材料耐热性能有区别，采用不同绝 缘材料的电气设备其耐受高温的能力就有不同。因此一般的电气设备都规定其
工作的最高温度。 人们根据不同绝缘材料耐受高温的能力对其规定了7个允许的最高温度，按照 温度大小排列分别为：Y、A、E、B、F、H和C。它们的允许工作温度分别为： 90、105、120、130、155、180和180℃以上。因此，B级绝缘说明的是该发 电机采用的绝缘耐热温度为130℃。使用者在发电机工作时应该保证不使发电
机绝缘材料超过该温度才能保证发电机正常工作。
因此已有一种实用的、被世界公认的耐热性分级方法，也就是将电气绝缘的 耐热性划分为若干耐热等级，各耐热等级及所对应的温度值如下：
耐热等级 温度， ℃ Y 90 A 105 E 120 B 130 F 155 H 180 200 200 220 220 250 250 温度超过250℃，则按间隔25℃相应设置耐热等级。也可以不用字母表示耐热 等级，但是必须遵从上述对应关系。对在特殊条件下使用的以及有特殊要求 的设备(如第3.1.5条所述)，上述分级方法不一定适用，可能要采用其他的鉴别 分类方法。 在电工产品上标明的耐热等级，通常表示该产品在额定负载和规定的其他条 件下达到预期使用期时能承受的最高温度。因此，在电工产品中，温度最高 处所用绝缘的温度极应该不低于该产品耐热等级所对应的温度(否则见第3.1.2 条)。
电机温度与温升的概念及测量和计算
电机的发热避免不了的想到了发热程度，涉及到电机发热程度的理论认识是：温升，温升限度、绝缘材料、绝缘结构，耐热等级等。
因此，要认识和理解上面几个名词的含义，才能更好地注意和修正电机的发热程序。
1．温升电机温升温升限度（1）某一点的温度与参考（或基准）温度之差称温升。
也可以称某一点温度与参考温度之差。
（2）什么叫电机温升。
电机某部件与周围介质温度之差，称电机该部件的温升。
（3）什么叫电机的温升限度。
电机在额定负载下长期运行达到热稳定状态时，电机各部件温升的允许极限，称温升限度。
电机温升限度，在国家标准GB755-65中作了明确规定，如附表所示。
在电机中一般都采用温升作为衡量电机发热标志，因为电机的功率是与一定温升相对应的。
因此，只有确定了温升限度才能使电机的额定功率获得确切的意义。
2．绝缘材料绝缘结构耐热等级（1）什么叫绝缘材料。
用来使器件在电气上绝缘的材料称绝缘材料。
（2）什么叫绝缘结构。
一种或几种绝缘材料的组合称绝缘结构。
（3）什么叫耐热等级。
表示绝缘结构的最高允许工作温度，并在这样的温度下它能在预定的使用期内维持其性能，在允许的范围内及其所分的等级耐热等级。
耐热等级分为Y 级90℃、A级10℃、E级120℃、B级130℃、F级155℃、H级180℃和H级以上共七个等级。
从上所述，电机中不同耐热等级的绝缘材料有着不同的最高允许工作温度。
所谓最高允许工作温度是指：在此温度下长期使用时，绝缘材料的物理、机械、化学和电气性能不发生显著恶性变化，如超过此温度，则绝缘材料的性能发生质变，或引起快速老化。
因此，绝缘材料最高允许工作温度是根据它经济使用寿命确定的。
从附表中可以看到，温升限度基本上取决于绝缘材料的等级，但也和温度的测量方法、被测部的传热和散热条件有关，取决于绝缘材料的最高允许工作温度。
当周围冷却介质（例如空气）的最高温度确定后，就可根据绝缘材料的最高允许工作温度规定电机部件的温升限度。
根据统计我国各地的绝对最高温度一般在35～40℃之间，因此在标准中规定+40℃作为冷却介质的最高标准。
电机绝缘系统发言 -回复
电机绝缘系统发言-回复电机绝缘系统是电机的重要组成部分，其作用是防止电机内部绝缘材料的损坏，保障电机的正常运行。
本文将为您逐步介绍电机绝缘系统的原理、常见问题及相应的解决方法，以及如何进行绝缘测试和维护。
第一步：电机绝缘系统原理的介绍电机绝缘系统起到了电机内部绝缘材料与外界的绝缘阻隔作用，保证电机正常运行。
它主要由绝缘材料、绝缘结构和绝缘处理等组成。
绝缘材料可以是有机材料如纸板、绝缘纸和胶合板，也可以是无机材料如瓷、玻璃和陶瓷。
绝缘结构则是指将绝缘材料组合在一起构成电机内部的绝缘层，常见的结构有层叠绝缘、交叉绝缘和真空绝缘等。
而绝缘处理则是指对绝缘材料进行特殊处理，例如浸渍绝缘、涂覆绝缘和喷涂绝缘等。
第二步：电机绝缘系统常见问题及解决方法的介绍电机绝缘系统在长时间运行过程中可能会出现一些常见问题，例如绝缘材料老化、绝缘层破损和湿度过高等。
对于这些问题，我们可以采取相应的解决方法。
首先，绝缘材料老化可以通过更换新的绝缘材料来解决，同时定期检查绝缘材料的状态也是必要的。
其次，绝缘层破损可以通过修补或更换绝缘层来解决，避免电机内部的零部件暴露在外界环境中。
最后，湿度过高会导致绝缘材料的绝缘性能下降，因此可以通过加湿器、降湿器等设备来控制电机运行环境的湿度。
第三步：电机绝缘测试的方法和重要性的介绍电机绝缘测试是对电机绝缘性能进行检测的重要手段。
常见的绝缘测试方法有绝缘电阻测试、介电强度测试和绝缘油测试等。
绝缘电阻测试是通过测量绝缘材料与外界的绝缘电阻来评估绝缘系统的性能，介电强度测试是检测绝缘材料在电场作用下是否会发生击穿现象，绝缘油测试则是评估绝缘油的绝缘性能。
这些测试方法可以帮助我们及时发现电机绝缘系统存在的问题，确保电机的正常运行和安全使用。
第四步：电机绝缘系统的维护和注意事项的介绍对于电机绝缘系统的维护，我们需要定期进行检查和保养。
首先，定期检查绝缘材料的状况，如有老化或破损及时更换。
其次，保持电机运行环境的干燥和适宜的温度，避免湿度过高和温度过高引起绝缘材料的损坏。
电机的性能参数指标
电机有哪些性能参数指标1．异步电动机主要数据相数额定频率（Hz）额定功率kW额定电压V额定电流A绝缘等级额定转速（极数）r/min防护性能冷却方式2．异步电机主要技术指标a) 效率η：电动机输出机械功率与输入电功率之比，通常用百分比表示。
b) 功率因数COSφ：电动机输入有效功率与视在功率之比。
c) 堵转电流IA：电动机在额定电压、额定频率和转子堵住时从供电回路输入的稳态电流有效值。
d) 堵转转矩TK：电动机在额定电压、额定频率和转子堵住时所产生转矩的最小测得值。
e) 最大转矩TMAX：电动机在额定电压、额定频率和运行温度下，转速不发生突降时所产生的最大转矩。
f) 噪声：电动机在空载稳态运行时A计权声功率级dB（A）最大值。
g) 振动：电动机在空载稳态运行时振动速度有效值（mm/s）。
3．电动机主要性能中分为：一是起动性能；二是运行性能。
起动性能有：起动转矩、起动电流。
一般起动转矩越大越好，而起动时的电流越小越好，在实际中通常以起动转矩倍数（起动转矩与额定转矩之比Tst/Tn）和起动电流倍数（起动电流与额定电流之比Ist/In）进行考核。
电机在静止状态时，一定电流值时所能提供的转矩与额定转矩的比值，表征电机的起动性能。
运行性能有：效率、功率因数、绕组温升（绝缘等级）、最大转矩倍数Tmax/Tn、振动、噪声等。
效率、功率因数、最大转矩倍数越大越好，而绕组温升、振动和噪声则是越小越好。
起动转矩、起动电流、效率、功率因数和绕组温升合称电机的五大性能指标。
电动机计算常用的公式1、电动机定子磁极转速n=（60×频率f）÷极对数p2、电动机额定功率P=1.732×线电压U×电流I×效率η功率因数COSΦ3、电动机额定力矩T=9550×额定功率P÷额定转速n防护型式IPXX（GB/T 4208 外壳防护分级（IP代码））防护标志由字母IP和两个表示防护等级的表征数字组成。
电机的寿命和可靠性
电机的寿命和可靠性绝缘——影响寿命和可靠性的关键因素在国民经济和社会生活领域里，电机已经得到了越来越广泛的应用，电机的寿命及使用可靠性也越来越被人们所关注。
在正常使用的条件下，电机的寿命一般定义为10——15年。
传统的观念认为，影响电机寿命的主要因素是绝缘的老化，因此绝缘结构的确定、绝缘材料的选用，就成为电机设计制造的首要任务之一。
绝缘系统的选择主要取决于电机的电压等级和耐温要求，而同一等级使用哪一种绝缘材料，则要综合考虑其耐温要求，机械性能，电气性能及使用工艺性能等因素后最终选定。
电机对地绝缘（亦称主绝缘）的等级决定了电机的绝缘等级，一台电机上可以按不同部位的发热状况和使用要求，来选用不同等级的绝缘材料，而不必规定一台电机上所有的部位必须选用同一等级的绝缘材料。
微电机常用电气绝缘材料的耐热等级和允许的极限使用温度见下表：表1同，常分为以下几种：1、对地绝缘：指电机带电部位与接地部位（如铁芯、机壳、轴等）之间隔开所用的绝缘，为环氧粉沫涂敷，DMD纤维纸，聚酯薄膜纸，尼龙一体成型槽绝缘等。
2、匝间绝缘：指一个多匝绕成的线圈，电位不同相邻匝间的绝缘，微电机中一般是漆包线本身的外包漆作为匝间绝缘。
3、层间绝缘：指电枢线圈在槽内或端部上下层之间分隔开所用的绝缘，微电机中常用漆包线本身的外包漆作为层间绝缘。
4、相间绝缘：指放置于同一部位的电位不等的几种线圈之间隔离所用的绝缘，如交流电机不同相（A、B、C相）之间，不同激磁方式直流电机的激磁绕组（串激、复激、他激）及不同转速档（高速、中速、低速）各激磁线圈之间所用的绝缘。
二、合理设计——电机寿命和可靠性的先天保证电机设计是产品质量链中的第一环节，如果设计不合理，甚至不正确，那么后道再完善的工艺及再精心的制作都将变成无效，最终不可能做出适用性好的、客户满意的产品。
我们常听说这电机先天不足，意即设计不好造成的。
电机设计的主要任务是按客户对产品的设计输入要求，外形安装要求，电机使用场合，负荷大小，工作环境条件，工作制长短等，通过电路、磁路计算选取合理的发热和磁路参数，决定电机各主要零部件的关键尺寸，并通过这些主要条件进行机械强度计算，最终绘制电机主要零部件的工作图及总装图，设计时必须同时考虑到制作时良好的工艺性及制造成本的经济合理性。
交流电动机绝缘系统设计与分析
交流电动机绝缘系统设计与分析在交流电动机的设计和应用中，绝缘系统是非常重要的一个方面。
绝缘系统的设计和分析直接关系到电动机的性能、寿命以及安全性。
本文将着重探讨交流电动机绝缘系统的设计原理、材料选择以及分析方法，帮助读者更好地了解和应用交流电动机绝缘系统。
1. 设计原理交流电动机的绝缘系统设计主要目的是确保电机在工作过程中能够有效地绝缘，防止电击，并提供足够的绝缘强度以防止电弧和放电。
设计一个可靠的绝缘系统需要考虑以下几个方面：1.1. 绝缘材料的选择绝缘材料的选择是绝缘系统设计的关键。
常见的绝缘材料包括聚酰亚胺（PI）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚乙烯（PE）等。
选择合适的绝缘材料需要考虑其耐电压、耐高温、耐化学腐蚀等性能。
1.2. 绝缘结构的设计绝缘结构的设计需要考虑电机的工作环境和使用条件。
一般情况下，绝缘结构主要包括绝缘层、绝缘薄膜、绝缘套管等。
绝缘结构应具备良好的耐电压和机械强度，以保证绝缘系统的可靠性。
1.3. 绝缘涂层的应用为了增强绝缘性能，交流电动机通常会在绝缘系统表面涂上一层绝缘涂层。
绝缘涂层可以提高绝缘系统的耐电压、抗湿气和抗污染性能。
2. 设计分析在交流电动机绝缘系统的设计过程中，设计工程师通常会进行各种分析来确保绝缘系统的安全性、稳定性和耐久性。
2.1. 绝缘性能测试绝缘性能测试是绝缘系统设计中的重要环节。
通过测量电机的绝缘电阻、绝缘耐压试验等指标，可以评估绝缘系统的质量和可靠性。
2.2. 电磁场分析电磁场分析可以帮助设计工程师了解绝缘系统在不同工作条件下的电磁场分布情况。
通过电磁场分析，设计工程师可以评估绝缘系统的绝缘强度是否足够，并进行必要的优化。
2.3. 热分析在电动机的正常运行过程中，会产生一定的热量。
热分析可以帮助设计工程师评估绝缘系统在高温条件下的稳定性和寿命，并进行相应的散热设计。
2.4. 电气分析电气分析主要用于评估绝缘系统在电压和电流过载情况下的性能。
通过电气分析，设计工程师可以确定绝缘系统的耐电压、耐电弧和耐电击能力。
电机的绝缘等级
电机的绝缘等级电机的绝缘等级是按照采用的绝缘材料的耐热等级来分的，一般分为7级，绝缘等级是指电机(或变压器)绕组采用的绝缘材料的耐热等级。
电机与变压器中常用的绝缘材料等级为A、E、B、F、H五种。
每一绝缘等级的绝缘材料都有相应的极限允许工作温度(电机或变压器绕组最热点的温度)。
电机或变压器运行时，绕组最热点的温度不得超过表6-1中的规定，否则会引起绝缘材料加速老化，缩短电机或变压器的寿命；如果温度超过允许值很多，绝缘会损坏，导致电机或变压器烧毁。
若一台电机主要部件的绝缘结构采用不同耐热等级的绝缘材料，其绝缘等级按绝缘材料的最低耐热等级来考核。
目前常用的是F级和H级。
例如，F级绝缘，说明该电机采用的绝缘材料的最高耐热温度为155℃。
在电机工作时，输出功率越大，电流和损耗就越大，温度就越高，要保证电机的绝缘材料不超过最高允许温度，才能保证电机正常工作。
如果温度超过绝缘材料的最高允许温度，其物理、化学、机械等性能会发生质变，电机的寿命将大大缩短。
所以在电机运行时，温度是影响绕组寿命的主要因素之一。
绕组温升：也叫电机温升，是指电机温度与周围环境的温度差，主要是电机内部损耗发热引起的。
当散热与发热相等时，即达到平衡状态，即电机热稳定状态，温度不再升高。
低压电机到达热稳定的时间一般为2个小时左右，高压电机一般为4个小时左右。
同时温升也与电机持续运行的时间有关，持续运行时间越长，温升越高。
温升＝电机温度－环境温度用K（开尔文）为单位— 1 —为统一检验标准，国家标准规定：环境温度定为40℃。
温升是电机设计即运行中的一项重要指标，标志着电机的发热程度。
如果在运行中电机温度突然上升，说明电机有故障，或散热风道堵塞，或负载太重（超过负载上限10%）。
另外，在电机运行中，绕组和铁芯各部的温升不是完全相等的，有少量差异，这是由制造工艺和散热条件决定的，为避免因差异而造成电机永久损伤，一般在测量时都预留5~10℃的余地。
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定子主绝缘结构的制造方式
少胶VPI（真空压力浸渍）
多胶模、液压（VPR)
二、电机的绝缘结构与材料
转子及绝缘结构
转子由旋转轴和磁极组成，是电机的旋转组件
，负责提供旋转磁场（发电机）或机械能输出（电 动机）。
二、电机的绝缘结构与材料
旋转轴
隐型（凹形）磁极--下线
二、电机的绝缘结构与材料
水电转子工地吊装
水轮机
落差水坝
四、成套电站设备简要
电网
水坝
水轮机
水轮发电机
变电站
四、成套电站设备简要
高压电网
火（核）电成套系统
蒸汽轮机
发电机
输变电系统
锅炉（核反应堆）
四、成套电站设备简要
电网
汽轮机
变电站 发电机 锅炉
核反应堆
四、成套电站设备简要
蒸汽轮机图片
四、成套电站设备简要
水轮机图片
四、成套电站设备简要
……..详见相关培训及课件
四、成套电站设备简要
水电、火（核）电区别及主要设计差异 结构形态
外观 线圈（槽）数 量 磁极形状
水电
多 外挂凸式
火（核）电
少 隐埋凹式
体积庞大（矮胖）体积较小（瘦长）
发电机转速
低
能源因素 效率及经济因素
高
差异基本原因：
四、成套电站设备简要
水电成套系统
高压电网
发电机
输变电系统
定子槽内固定绝缘
发电机
以槽楔（加工型、模压型）、楔下垫条、弹性波纹板 等配套复合结构并辅以槽内适型衬垫材料完成
*
中小微型电机
*
以槽楔（竹质，层压板加工件，引拔件等），槽内适 型衬垫与定子一体化浸渍完成
电机的绝缘结构与材料
端部连接支撑配套绝缘
层压板、绝缘绑环、绝缘支架、成型锥环、 加工件、多胶云母带，多胶绑扎带（绳），绝缘 盒、灌封胶等
电机基本结构
定子：铁芯+线圈 转子: 旋转轴+磁极 机座外壳
水轮发电机电工作示意图
电机的基本概念及结构
汽轮发电机工作示意图
电机的基本概念及结构
中小型电动机
微型电机
电机的基本概念及结构
水力发电厂（溪洛渡7500MW)
电机的基本概念及结构
： 按额定工作电压： 发电机、电动机 高压电机（Un≧6.0kv)、 中低压电机 按容量（功率）： 大型、中型、小型、微型电机 按电流方向： 直流电机、交流电机 按工作原理分类： 励磁电机、永磁电机、三相电机、单相 电机、同步电机、异步电机、伺服电机 步进电机、变频电机、调速电机等 按设计工作温度： E、B、F、H、C级...
谢谢！
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中小型电机
转子结构设计多样化，一般以绝缘纸、DMD复合、薄膜、N纸及复 合系列或辅助浸漆等完成相应绝缘结构。
二、电机的绝缘结构与材料
支撑连接和紧固绝缘
绝缘预制件 层压板加工件 成型保护套环 绝缘螺栓等
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三、电机的绝缘材料及制造（略）
云母带系列主绝缘材料 柔软复合系列槽绝缘材料 浸渍漆（树脂）类结构无气隙一体化绝缘 材料 层（模）压、玻璃钢类预制、加工件等固 定、支撑系列绝缘材料
二、电机的绝缘结构与材料
凸极式磁极
由磁极线 圈、磁极托 板、极身绝 缘和磁极挂 件组成
二、电机的绝缘结构与材料
凸极式磁极线圈（水电）
焊接
扁绕式
式
二、电机的绝缘结构与材料
转子主要相关绝缘结构材料
高压发电机
凸式磁极(水电) 线圈匝间绝缘： 上胶玻璃布、上胶N纸 磁极托盘： 成型或加工层压板 隐(凹)式磁极(火电等) 槽(衬)绝缘： DMD复合、N纸复合系列、上胶玻璃胚 布结构等 铜排匝间绝缘： 云母绕包、匝间垫条(层压板)等
大型发电机定子线棒下线
二、电机的绝缘结构与材料
定子安装--下线
圈式线圈下线（中型高压）
二、电机的绝缘结构与材料
小型低压电机定子下线后
二、电机的绝缘结构与材料
机组装配
二、电机的绝缘结构与材料
定子绝缘结构及材料(大型发电机槽部）
线 棒 截 面
无换位圈式导线（局部）
有换位条形结构
二、电机的绝缘结构与材料
VPI 主绝缘结 构的优化探 电机与绝缘结构概要 电索
技术发展中心：伍尚华 时 间：2014年9月
目 录
电机的基本概念及结构 电机的绝缘结构与材料 电机的绝缘材料及制造 成套电站设备简要
电机的基本概念及结构
电机的基本概念
利用电磁感应原理工作而实现机械能与电能之间 转换的机器
电机的基本概念及结构
二、电机的绝缘结构与材料
绝缘材料的选择依据
电磁设计下的绝缘结构设计和技术要求
二、电机的绝缘结构与材料
定子及绝缘结构 定子由铁芯和线棒（圈）组成，是电机的固
定组件，负责产生感应电动势和输出电压（发电机 ），或负责提供需转换机械能所需的能源电流。
二、电机的绝缘结构与材料
铁芯--由导磁硅钢片重叠
*
二、电机的绝缘结构与材料
端部装配局部
成型槽楔 波纹板
绝缘盒
二、电机的绝缘结构与材料
端部绑环、支架
二、电机的绝缘结构与材料
汽轮发电机端部
二、电机的绝缘结构与材料
1000MW超超临界汽轮发电机定子
二、电机的绝缘结构与材料
二、电机的绝缘结构与材料
不同电机的多种固定绝缘结构形态
二、电机的绝缘结构与材料
电机绝缘的必需和作用
电流按照设计方式流动 避免短路(保护设计所需存在的电位差) 保证电机自身的安全和环境与人的安全性
二、电机的绝缘结构与材料
绝缘结构设计依据
电磁设计 * 设定功率（容量） * 额定工作电压等级 * 工作温度 * 设计工作寿命 绝缘技术和材料的发展水平 生产力状况和经济性目标
主要相关绝缘结构材料
定子主绝缘： 大中型高压电机： 云母主绝缘及衍生结构 中小型低压电机： 漆包线漆膜加浸渍漆配套
*
*
主绝缘防护：
高压防晕结构， 端部防潮瓷漆等
铁芯绝缘：
硅钢片漆
二、电机的绝缘结构与材料
高压防晕结构
防晕保护带
电机的绝缘结构与材料
导线绝缘
中高压电机
电磁线基本绝缘：玻璃绕包线，薄膜绕包线， * 云母绕包 线，特种烧结线等 股间（匝间）绝缘：圈式线圈采用云母带绕包，薄膜绕包等 * 排间绝缘：多胶云母板，玻璃毡多胶复合预浸料 换位绝缘：片云母、复合NHN等 换位填充：多胶云母板、填充腻子
电机的基本概念及结构
发电机按能源分为：
水能机、燃能机（燃煤、燃气、燃油）、核电、风电等
电动机按用途分为：
电动工具电动机、家电用电动机、机械设备通用电动机、 特种（采矿电机、轧钢电机、轨道牵引电机、潜艇电机、防 爆电机 ）电机等等。
种类繁多复杂，难以尽列.....
二、电机的绝缘结构与材料 绝缘材料与电机的基本关联
*
低压电机
*
漆包线漆膜绝缘
二、电机的绝缘结构与材料
槽绝缘
高压电动机
DMD、N纸、NMN、NHN及衍生结构
*
发电机
*
复合模压槽衬结构，如云母结构，上胶N纸复合结构，上 胶玻璃布等
低压电机
*
绝缘纸、青壳纸复合（如6520）、DMD
二、电机的绝缘结构与材料
槽绝缘结构形态
柔软复合绝缘材料
二、电机的绝缘结构与材料
而成
硅钢片
硅钢片漆
定子铁芯局部
二、电机的绝缘结构与材料
线棒-由导线和 主绝缘及防 护结构组成 （分条式和圈 式两种）
导线的制备--排编
圈式线圈
导线的制备--成型
二、电机的绝缘结构与材料
主绝缘包扎
云母带
二、电机的绝缘结构与材料
线棒成型
VPR线棒
固化成型罐
VPI线棒
二、电机的绝缘结构与材料
定子安装--下线