交流异步电动机 1. 额定功率

1. 额定功率

电动机的额定功率又称额定容量,是指电动机在额定电压、额定电压频率及额定负载下运行时,在电动机不过热的情况下其转轴上所能输出的机械功率,一般用kW(千瓦)或W(瓦)表示,但也有用HP(马力)表示的。二者之间的换算关系:1 kW=1.36 HP,1 HP=0.736 kW。

电动机的额定功率有时又分为连接功率和短时功率。前者是指电动机长期运转而温升不超过一定限度时所能负担的最大负荷;后者指电动机运行时间很短(例如15 min、30 min等)而停车时间很长,电动机温升不超过一定限度时电机所能担负的最大负荷。显然,同一台电动机的短时功率比连续功率要大。

2. 额定电压

电动机的额定电压是指其定子绕组应该配接的线电压。我国单相交流电动机额定电压为220 V,三相交流电动机规定的额定电压为380 V。老式JO2系列电动机铭牌上标有380 V/220 V两个电压,其中220 V表示该台电动机也可配接线电压为220 V的三相电源。一般规定,电动机的实际工作电压允许比额定电压变化+10%～-5%。如果电压过高,将导致其绕组过载发热,使绝缘老化,甚至将绕组烧坏;而电压过低,会使电动机输出力下降,启动困难,严重时将绕组烧坏。

3. 额定电流

电动机的额定电流是指其在额定电压、额定电源频率及额定负载下工作时的线电流。一般用I表示,以安培(简称安,用字母A表示)为单位。电动机运行时,其线电流应等于或小于额定电流。若线电流大于其额定电流,称为过负荷,应及时停机处理,否则长时间运行易造成电动机过热而损坏。

对于额定电压为380 V、容量不超过55 kW的三相异步电动机,其额定电流值大约为额定功率千瓦数的2倍,这就是通常所说的“1千瓦2安培”的顺口溜。例如7.5 kW的电动机,额定电流为15 A。过去有些电动机铭牌上的额定电流为两个值,例如11.2 A/6.48 A,它分别与额定电压220/380 V相对应,即线电压为220 V时额定电流为11.2 A,线电压为380 V时额定电流为6.48 A。

电动机启动后,在三相电压平衡时,三相电流中任一相与三相平衡值的偏差不应超过10%。

4. 额定频率

额定频率是指电动机正常运转所要求交流电源的频率,一般用字母f表示,单位为赫兹(简称赫,用字母Hz表示)。目前国产电动机的额定频率为50 Hz。

5. 额定转速

电动机的额定转速是指其在额定电压、额定频率和额定负载情况下每分钟的转速,单位为r/min(转/分)。一般异步电动机的额定转速比其旋转磁场的转速低20%～5%。电动机空载时略高于额定转速,过载时略低于额定转速。

对于鼠笼式三相异步电动机而言,绝对不会达到同步转速(指旋转磁场的转速,即50 Hz×60 s=3 000 r/min)。这是因为:鼠笼式电动机之所以能够转动,是因为定子的旋转磁场切割转子导体,在其中产生感应电流,再与磁通作用。如果到达同步转速,定子旋转磁场和转子间无相对运动,即不能产生感应电流,因而也不能产生转矩。即使电动机空载,由于空气阻力,其转速也会降低,即不能达到同步转速。

6. 接法

接法是指三相交流电动机正常运行时定子中三相绕组应采取的连接方式。△表示三角形接法,Y表示星形接法。Y系列电动机3 kW及以下的机型一般用星形接法,4 kW及以上的机型均用三角形接法。电动机的接法必须与其额定电压相对应,过去有些电动机额定电压标为220 V/380 V,接法标为△/Y,它表示为三相电源的线电压为220 V时应采用△接法,而当三相电源的线电压为380时应采用Y接法。电动机的接法必须按其铭牌上的规定进行,否则会带来严重的不良后果。

例如:如果误将电动机的Y接法错接为△,则其绕组上实际承受的电压为额定电压的1.73倍,绕组会因流过的电流太大而发热,严重时可能烧毁;若误将电动机的△接法错接成Y,则其绕组实际承受的电压为额定值的1/1.73(≈57.7%),电动机的输出功率将会大大降低。

7. 防护等级

电动机的防护等级也称为防护方式或防护型式。Y系列电动机的防护等级用字母代号表示,有IP23和IP44两种。IP表示其外壳结构为防护型,23表示电动机的机壳为半封闭式,对铁屑、砂粒或水滴的侵入有一定的防护能力,但不能防尘和防潮;44表示电动机机壳为全封闭型(不要求严密),能防止潮气和尘埃的侵入,并具有防溅功能,特别适用于潮湿和有灰尘飞扬的场所。

8. 绝缘等级

电动机的绝缘等级指的是定子绕组使用的漆包线所采用绝缘材料的耐热等级。通常分为Y、A、E、B、F、H、C共7个等级,每个等级允许电动机的最高温度见表4-5。国产中、小型电动机的绝缘等级绝大多数为A级和E极。

表4-5 电动机允许工作温度

9. 工作方式

电动机的工作方式(有时也称为定额)分为3类:一是连续工作(也称连续定额),用字母“S1”表示,说明该台电动机可以在额定条件下连续不停地运行;二是短时工作(也称短时定额),用字母“S2”表示,说明该台电动机只能短时间运行,停歇一段时间后再运行,我国规定的短时运行时间有10 min、30 min、60 min、90 min4种;三是断续周期工作(又称断续定额),用字母“S3”表示,说明该台电动机运行一段时间后,就要停止一段时间,每个周期时间多为10 min,我国规定负载持续率有15%、25%、40%、60%4种,如负载持续率为40%时,4 min为运行时间,6 min为停止时间。

大型鼠笼式异步电动机在热态时只允许启动一次;在冷态时也不允许连续启动,应间隔适当时间,让定、转子绕组温度降温后,再进行第2次启动。

10. 转子电压与转子电流

转子电压和转子电流是绕线转子异步电动机转子绕组的两项技术指标。前者是指其转子不转或转子绕组开路的情况下,对定子绕组施加额定电压时,在集电环上测得的转子绕组的感应电压值,单位为伏(V);后者是指电动机在额定电压状态下运行时,转子绕组短接后转子绕组中的电流,单位为安(A)。

11. 其他

电动机铭牌上除上述几种主要技术指标外,往往还有以下几项内容:

(1)效率。是指在额定条件下满负荷运行时,轴上的输出功率与电动机的输入电功率之比。一般三相异步电动机的效率为75%～92%,当负载为额定负载的0.7～1时效率最高,即运行最经济。

(2)温升。是指运行时各部位允许上升的最高温度与周围环境温度的差值。以三相交流异步电动机为例,运行时各部位的温升应符合表4-5中的规定。

表4-5 三相异步电动机的最高允许温度 (℃)

注:①短时间工作的电动机,各部位温升允许比表中所列数值高10℃。

②电动机运行时环境温度为40～60℃时,表中所列数值应减去40℃。

③表中温度应使用酒精温度计测量。

(3)质量。表示电动机的实际质量,供搬运时参考。

(4)标准编号。表示该台电动机执行的技术标准编号。目前国产电动机均按国家颁布的技术规定生产,“GB”为国家标准代号。

(5)出厂编号与出厂日期。表示该台电动机的出厂序号和成品后的出厂时间,以便于质量跟踪和查询。