电机选型知识

旋转电机选型知识

一、电机的基本运行条件

GB755-2000《旋转电机定额和性能》中规定的电动机的基本运行条件包括：对海拔高度、环境温度、冷却介质和相对湿度的要求，电气条件，运行期间电压和频率的变化，电机的中点接地等规定。

1、海拔：一般不超过1000M。特殊要求，如微特电机的运行的海拔高度可达2500～31200m。

2、最高环境空气温度：电机运行地点的环境温度随季节而变化，一般不超过40℃。但一些专用电机可超过40℃，微特电机的最高环境温度为125℃。

3、最低环境温度：对已安装就位处于运行或断电停转电机，运行地点的最低环境温度为-15℃；对微特电机最低空气温度为-55℃。对于用水作为初级或次级冷却介质的电机的最低环境空气温度为5℃。

4、环境空气相对湿度：电机运行地点的最湿月份月平均最高相对湿度为90%，同时，该月月平均最低温度不高于25℃。

5、电压和电流的波形对称性：对于交流电动机，其电源电压波形的正弦性畸变率不超过5%；对于多相电动机，电源电压的负序分量不超过5%（长期运行）或1.5%（不超过几分钟的短式运行），且电压的零序分量不超过正序分量的1%。

6、运行期间电压的偏差：当电动机的电源电压（如为交流电源时，频率为额定）在额定值的95%～105%之间变化，输出功率仍能维持额定值。当电压发生上述变化时，电机的性能和温升允许偏离规定。

7、运行期间的频率偏差：但交流电机的频率（电压为额定）额定值的偏差不超过±1%时，

输出功率仍能维持额定值。

8、电压和频率同时发生偏差：电压和频率同时发生偏差（两者偏差分别不超过±5%和±1%），若两者都是正值，且其和不超过6%；或两者均为负值，或分别为正值和负值，且其绝对值之和不超过5%时，电机输出功率仍能维持额定值。

9、电机的中性点接地：交流电机（Y连结）应能在中性点处于接地电位或接近接地电位的情况下连续运行。如果电机绕组的线端与中性点端的绝缘不同，应在电机的使用说明书中说明，未征得电机厂同意，不允许将电机的中性点接地或将多台电机的中性点相互连接。

二、电机的电压和频率的选取

1、我国的工频及电压：我国的工频电的频率是50Hz，电压等级分为：220V、380V、660V、1140V、3300V、6000V、10000V。

2、其它国家的电源工频：国际上大多数国家的电源频率都是50Hz，而美洲国家如美国、加拿大、巴西、哥伦比亚以及台湾和韩国的电源频率都是60Hz。其电压有：460V、575V、2300V、4000V、6600V、13200V等。

三、电机功率的选取

根据GB755的推荐，一般来说，对于380V电压，由于电机电流过大的限制，上限功率一般定为1000KW；而对于6000V和10KV电机，考虑其经济性原因，下限功率等级定为160KW。

四、绝缘耐热等级及电机的温升限值

电机绝缘结构是指用不同的绝缘材料、不同的组合方式和不同的制造工艺制成的电机绝缘部分的结构型式。电动机的绝缘系统大致分为：绝缘电磁线、槽绝缘、相间绝缘、浸渍漆、绕组引接线、接线绝缘端子等。电机绝缘耐热等级及温度限值见下表：

电机绝缘耐热等级及温度限值

以前电动机最常用的绝缘等级为B级，目前最常用的绝缘等级为F级，H级绝缘也正在陆续被采用。

绝缘材料根据耐热等级分级，在其极限温度时，于正常运行条件下，应能保证长期使用。对于一般电机在正常运行条件下的使用期限约为20年，绝缘材料的使用寿命与使用温度的关系是，电机运行温度每增加10℃，绝缘寿命减半。

五、电机外壳防护型式和冷却方法的选取

1、电动机的防护型式：代号为IPXX

防护标志由字母IP和两个表示防护等级的表征数字组成。第一位数字表示：防止人体触及或接近壳内带电部分及壳内转动部件，以及防止固体防异物进入电机。第二位数字表示：防止由于电机进水而引起的有害影响。

2、冷却方法：电机冷却方法代号由字母IC、冷却介质代号和两位表征数字织成。

第一位数字代表冷却回路布置

第二位数字代表冷却介质驱动方式

3、常用冷却方法：

1）、开启式，防滴式，冷却方法为IC01——空气可以通过电机自带风扇进出电机内腔，

将电机内部热量带走。可以适合电机的功率从很小到很大，但由于电机内部可出进出空气，电机内部有灰尘，形响电机的绝缘性能，原JS系列电机使用较多，现在的Y系列电机使用较少，只有在环境条件较好的情况下才有使用

2）、封闭式，防护等级为IP44以上，冷却方法分为：

IC411——全封闭自扇冷，电动机外壳带散热片，内风路和外风路靠自带风扇循环。全封闭自扇冷电机具有结构简单，制造成本低等优点，在电机功率许可和能够达到冷却效果的条件下应优先选用。

IC511——全封闭自扇冷，电动机周围带散热管，内风路和外风路靠自带风扇循环。具有结构相对独立的特点，我公司引进西门子公司电机中心高在560以上的隔爆型电机使用这种结构的较多。

IC611——电动机上部带散热管式散热器，内风路和外风路靠自带风扇循环。当电机功率较大，需要一定的散热量，电机自身散热片不能满足散热要求情况下使用，如YKK、YAKK 系列电机，电机运行相对于水冷方式比较独立。

IC81W——全封闭，电动机上部带水冷散热器，内风路靠自带风扇循环。这种冷却方式冷却量较大，可以将电机功率做到很大，但缺点是需要水源和管线，成本高，结构复杂，维护困难。

IC416——全封闭，电动机外壳带散热片，内风路靠自带风扇循环，外风路靠强制风机循环。（变频电机）

IC616——电动机上部带散热管式散热器，内风路靠自带风扇循环，外风路靠强制风机循环。（高压变频电机）

电动机冷却方式的选择原则是：从电机独立性考虑，电机冷却方式能采用自扇冷的不采用强制冷却，能采用空冷的不采用水冷。

低压电机1000KW以下、高压非防爆电机2000KW以下的2、4极电机采用IC411这种冷却方式。

高压电机1000KW以上电机宜采用IC611，2000KW以上宜采用IC81W水冷。

六、电机轴承型式和润滑方式的选取

电动机的轴承型式分为：滚动轴承、滑动轴承

滚动轴承的选型范围为中心高63~710；中心高710mm以上电机，由于转子重量较重，要选用滑动轴承。由于滑动轴承体积的限制，中心高450以下电机不宜再选用滑动轴承。

滚动轴承是标准件，具有使用维护方便、互换方使、供货渠道多，小规格价格便宜等优点，但大规格轴承受极限转速和使用量小等限制，价格相对要高。

滑动轴承具有使用寿命长、可以做到较大的轴径和转速等优点。小规格滑动轴承轴承与滚动轴承相比成本要高。

滑动轴承的润滑方式分为自润滑和强制润滑，按一般选型原则是能采用自润滑的不采用强制润滑，如果主机有共用油站，则选用强制润滑比较好，但存在油管布置的复杂及漏油的可能。

一般对于2极电机，1000kW以下电机选用自润滑；1000KW以上选用强制润滑，润滑油。润滑油选用L-TSA32#汽轮机油。

对于4极及以上电机，2000KW以下电机选用自润滑，2000KW以上选用强制润滑。润滑