电机常识

电动机基本常识

【.绝缘耐温等级】A级E级B级F级H级C级N级R级

最高允许温度（℃）105 120 130 155 180 200 220 240

绕组温升限值（K）60 75 80 105 125 135 150 170

性能参考温度（℃）80 95 100 120 145 155 170 190

【外壳防护等级】：

IP防护等级是由两个数字所组成，

第1个数字的含义：

0：无防护，没有专门的防护

1：防护大于50mm的固体，能防止直径大于50mm的固体异物进入壳内。能防止人体的某一大面积部分（如手）偶然或意外地触及壳内带电或运动部分，但不能防止有意识地接近这些部分

2：防护大于12mm的固体，能防止直径大于12mm的固体异物进入壳内。能防止手指触及壳内带电或运动部分①

3：防护大于2.5mm的固体，能防止直径大于2.5mm的固体异物进入壳内。能防止厚度或直径大于2.5mm的工具、金属线等触及壳内带电或运动部分①②

4 ：防护大于1mm的固体，能防止直径大于1mm的固体异物进入壳内。能防止直径或厚度大于1mm的导线或片条触及壳内带电或运转部分①②

5：防尘，能防止灰尘进入达到影响产品正常运行的程度，完全防止触及壳内带电或运动部分。

6 ：尘密，能完全防止灰尘进入壳内，完全防止触及壳内带电或运动部分

第2个数字的含义：

0：无防护，没有专门的防护

1：防滴，垂直的滴水应不能直接进入电机内部

2：15o防滴，与铅垂线成15o角范围内的滴水，应不能直接进入电机内部

3：防淋水，与铅垂线成60O角范围内的淋水，应不能直接进入电机内部

4：防溅，任何方向的溅水对电机应无有害的影响

5：防喷水，任何方向的喷水对电机应无有害的影响

6：防海浪或强加喷水，猛烈的海浪或强力的喷水对电机应无有害影响

7：浸水，电机在规定的压力和时间下浸在水中，其进水量应无有害影响

8：潜水，电机在规定的压力下长时间浸在水中，其进水量应无有害影响

电机应用中最常用的防护等级有IP23、IP54、IP55等。

【.防腐等级】

1、户内型

户内防中等腐蚀型：F1

户内防强腐蚀型:F2

2、户外型

户外防轻腐蚀型：W

户外防中等腐蚀型：WF1

户外防强腐蚀型：WF2

户外W ，湿热环境TH ,防腐等级(F1F2)

TH 指湿热带环境下：防潮、防霉、防盐。

该类电机除使用环境的特殊要求外，还要作：

①电机外壳及定子转子铁芯等要进行防腐处理，一般喷铁红防腐漆。②电机外壳防护等级至少为IP54.

【电机工作制】

电机的工作制表明电机在不同负载下的允许循环时间，反映电机承受负载情况的说明。

(1) S1:连续工作制，在额定负载下可连续运行的稳定状态;

(2) S2:短时工作制，在给定的时间内，在恒定负载下电机不足以达到热稳定，随后即断电停止，使电机冷却后再度通电运转。一般标明间隔时间，如S2 60min;

(3) S3:断续周期工作制，按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段恒定负载运行时间和一段停机、断能时间。随后应标以负载持续率，如S3 25%;

(4) S4:包括起动的断续周期工作制。，随后应标以负载持续率以及折算到电机轴上的电机转动惯量JM、负载转动惯量Jext，如S4 25% JM=0.15kg.m2, Jext=0.7 kg.m2;

(5) S5:包括电制动的断续周期工作制。随后应标以负载持续率以及折算到电机轴上的电机转动惯量JM、负载转动惯量Jext，如S5 25% JM=0.15kg.m2, Jext=0.7 kg.m2;

(6) S6:连续周期工作制。每一周期包括一段恒定负载运行时间和一段空载运行时间，

(7)其他还有:

S7:包括电制动的连续周期工作制;

S8:包括负载-转速相应变化的连续周期工作制;

S9:负载和转速作非周期变化的连续周期工作制;

S10:离散恒定负载工作制。

【电机安装方式】

电机的安装方式很多，主要分卧式和立式。

在卧式中又分为B3、B35、B34、B5、B6、B7、B8、B9、B10、B14、B15、B20、B30；立式分为V1、V15、V2、V3、V36、V4、V5、V6、V8、V9、V10、V14、V16、V18、V19、V21、V30、V31；但最主要的、最常用的是B3（有底脚卧式安装）、B5（带大凸缘法兰有安装孔无底脚一般为卧式安装在垂直面）、B35（带底脚带凸缘卧式安装）的安装方式。

B6是B3电机从轴伸端看安装在左边墙上。

B7是B3电机从轴伸端看安装在右边墙上。

B8是B3电机安装在天花板上。

B9是无前端盖无底脚直接安装在垂直面的设备上。

B10跟B5类似但安装法兰特大与机壳连体。

B14：跟B5类似但安装法兰偏小、带安装螺孔。

B15：一个端盖式、有底脚、前端无端盖、无轴承、借前端机壳端面和底脚水平安装。

B20：跟B3类似、底脚在两侧提高。

B30：无法兰无底脚借机壳上3到4个安装搭子，水平安装。

B34：与B35一样，只不过凸缘法兰偏小且带安装螺孔。

V1和V3是B5电机立式安装：V1轴伸向下，V3轴伸向上。

V4：

V5：B3电机轴伸向下。

V6：B3电机轴伸向上。

V8：

V9：

V10：

V14：

V15：B35电机轴伸向下。

V16：

V18：B14电机，小法兰，无底脚，轴承向下。

V19：B14电机，小法兰，无底脚，轴伸向上。

V21：

V30：

V31：

V36：B35电机轴伸向上。

【能效等级】

IEC60034-30:2008《旋转电机第30 部分：单速三相笼型感应电机能效等级（IE代码）》、GB18613-2012《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》规定：电机的能效等级分为IE1（标准效率）、IE2（高效率能效3级）和IE3（超高效率能效2级）、IE4（超超高效能效1级），IE1效率最低已淘汰，与GB18613-2012《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》相比较，GB的3级能效（简称G3）相当于IE2，即G3=IE2，G2=IE3，G1=IE4，不过IE4目前尚未正式发布。

【电机测试相关测试数据标准】

电机三相空载电流允许不平衡量不超过10%

计算公式：（I测-I平均）/ I平均*100%

电机三相电压允许不平衡量为5%

三相电动机的额定电流：指的是电机电源引入线的线电流。

根据三相电动机功率计算公式，P＝√3×U×Ie×η×cosφ

得到额定电流计算公式：计算公司：Ie =P/ √3U*COSφ*η

P--电动机额定功率

U--电动机线电压

COSφ---电动机满载时功率因数

η--电动机满载时效率

电机在星接的时候其线电压=√3相电压，线电流=相电流

电机在角接的时候其线电压=相电压，线电流= √3相电流

电机角接与星接之间的关系为: 星接电压= √3角接电压，

角接电流= √3星接电流

电机转速计算公式：n=2*60*f/p

［备注］转矩与电压的平方成正比；温升与电流的平方成正比；电流与转速的立方成正比。电动机的转速：

1、直流电动机，忽略电枢压降，转速n与电压U成正比：n=U/?（Ce*Φ）；

2、电机转速与频率的公式

n=60f/p

上式中

n——电机的转速（转/分）；

60——每分钟（秒）；

f——电源频率（赫芝）；

p——电机旋转磁场的极对数。

我国规定标准电源频率为f=50周/秒，所以旋转磁场的转速的大小只与磁极对数有关。磁极对数多，旋转磁场的转速成就低。

极对数P=1时，旋转磁场的转速n=3000；

极对数P=2时，旋转磁场的转速n=1500；

极对数P=3时，旋转磁场的转速n=1000；

极对数P=4时，旋转磁场的转速n=750；

极对数P=5时，旋转磁场的转速n=600

实际上，由于转差率的存在，电机实际转速略低于旋转磁场的转速，所以，异步交流电机，电压高，转矩大，转速n理论上不变，但会随负载增大而降低（实际转差率增加了），或电压降低负载不变，转速也会减小，但转速n变化很小，可以认为是恒速：其机械特性几乎是水平的。

3、同步交流电机，电压高，转矩大，转速n不变：转速n=60f/P与电压无关。

4、所以直流电机靠调压调速；

5、所以交流电机靠调频调速；

【电阻测量相关测试数据标准】

星形接法时，线端电阻与三相绕组电阻的平均值之差不大于平均值的2%。

三角形接法时，线端电阻与三相绕组电阻的平均值之差不大于平均值的1.5%

计算公式：[( R测-R平均)/ R平均] *100%

一般技术说明上都会标注R95℃或者R75℃时候的相电阻值，可按照如下的计算公式转换为环境温度下的相电阻值：

R相=R95℃*（235+T环）/（235+T95℃）

按以上的公式计算得出的是电机的相电阻，可按照如下的计算公式转换为电机三角接法和星型接法时的电阻值：

R角=R相/1.5

R星=R相*2

【振动速度】

电动机运行时,在每个轴承测得的振动,不应超过下列数值:

额定转速r/min 3000 1500 1000 750及以下

振动值(双振幅) mm/S 0.05 0.085 0.10 0.12

电动机在运行中窜动不应超过2~4mm。

【冷却方式】

IC416带风机IC411自冷IC410全封闭无通风

【电机额定电流计算公式】：

额定电流=额定功率/(1.732×额定电压×额定效率×额定功率因数)

【空载电流】:

一般因电机铁芯材质或线圈匝数大小等不同,并不能准确计算空载电流大小.空载电流占额定电流的比例一般是:2级20~30% 4级30~45% 6级35~50% 8级35~60%

计算公式(经验):

空载电流=额定电流×额定功率因数cosφ×(2.26-K额定功率因数cosφ)

注:当cosφ≤0.85时K＝2.1

当cosφ＞0.85时K＝2.15

电机的绝缘电阻一般为额定电压U/1000，单位是MΩ.最低不小于0.38MΩ。

已知电机铭牌数据，如额定电压、电流、转速、功率，能检测到电机运行时的电压，电流，转速。要计算出电机的温升，是通过电机运行前后的电阻值来计算：R1/R2=（235+t1）/(235+t2).R1，R2分别为冷热态电阻值，t1,t2为其对应的温度值。此公式是对绕组是铜线的电机温升计算公式，对其它的材料，一般需要把235改为273（绝对温度）。这个公式，是直接（电阻）法测量温升的公式，也就是说，是根据电阻的变化值来计算出绕组的温度，然后减去环境温度得到绕组的温升的。

在电动机通电前，测量的电阻值就是冷态电阻值；在电机温升稳定后，把电动机在尽量短的时间内停止下来，然后测量热态电阻值，并根据本公式计算出当时的温度，根据温度下降曲线，延伸到停机时的温度值，就是电机的工作温度值。另外，利用电机温升公式乘以电机电流折算系数，也可得到电机的温升。

造成电动机温升过高的原因是多方面的，电源、电动机本身、负载以及工作环境和通风散热情况都会导致电动机过热。主要原因归纳如下：

1.电源质量

（1）电源电压高于规定范围（＋10％），使铁芯磁通密度过大，铁耗增加而过热；也使励磁电流加大，导致绕组温升增高。

（2）电源电压过低（－5％），在负载不变情况下，三相绕组电流增大而过热。

（3）三相电源缺相，电动机缺相运行而过热。

（4）三相电压不平衡超过规定（5％），从而引起三相电源不平衡，电机额外发热。

（5）电源频率过低，导致电机转速降低，出力不足，但负载不变，绕组电流增加，电动机过热。

2.电动机本身

（1）误将Δ形接成丫形或丫形接成Δ形，电机绕组过热。

（2）绕组相间、匝间短路或接地，导致绕组电流增大，三相电流不平衡。

（3）绕组并联支路中某些支路断线，造成三相电流不平衡，未断线支路绕组过载发热。

（4）定、转子相擦发热。

（5）鼠笼转子导条断裂，或绕线型转子绕组断线。电机出力不足而发热。

（6）电机轴承过热。

3.负载

（1）电动机长期过载。

（2）电动机起动过于频繁，起动时间过长。

（3）被拖动机械故障，使电动机出力增大，或被卡住不转。

4.环境和通风散热

（1）环境温度高于35℃，进风过热。

（2）机内灰尘过多，不利散热。

（3）风罩或机内挡风板未装，风路不畅。

（4）风扇损坏，未装或装反。

（5）封闭式电机外壳散热片缺损过多，防护式电机风道堵塞。

转矩与电压的平方成正比；温升与电流的平方成正比；电流与转速的立方成正比。

电机额定电流：

三相电动机的额定电流指的是电机电源引入线的线电流，对于星型接法的电动机，线电流就等于相电流，对于三角形接法的电动机，线电流等于根号3倍的相电流。

根据三相电动机功率计算公式，P＝√3×U×Ie×η×cosφ

得到：

额定电流计算公式：Ie=P/（√3U*η*COSφ）

P--电动机额定功率

U--电动机线电压

COSφ---电动机满载时功率因数

η--电动机满载时效率

电动机的转速：

1、直流电动机，忽略电枢压降，转速n与电压U成正比：n=U/?（Ce*Φ）；

2、电机转速与频率的公式

n=60f/p

上式中

n——电机的转速（转/分）；

60——每分钟（秒）；

f——电源频率（赫芝）；

p——电机旋转磁场的极对数。

我国规定标准电源频率为f=50周/秒，所以旋转磁场的转速的大小只与磁极对数有关。磁极对数多，旋转磁场的转速成就低。

极对数P=1时，旋转磁场的转速n=3000；

极对数P=2时，旋转磁场的转速n=1500；

极对数P=3时，旋转磁场的转速n=1000；

极对数P=4时，旋转磁场的转速n=750；

极对数P=5时，旋转磁场的转速n=600

实际上，由于转差率的存在，电机实际转速略低于旋转磁场的转速，所以，异步交流电机，电压高，转矩大，转速n理论上不变，但会随负载增大而降低（实际转差率增加了），或电压降低负载不变，转速也会减小，但转速n变化很小，可以认为是恒速：其机械特性几乎是水平的。

3、同步交流电机，电压高，转矩大，转速n不变：转速n=60f/P与电压无关。

4、所以直流电机靠调压调速；

5、所以交流电机靠调频调速；