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2.1 三相异步电动机设计概述

异步电动机是交流电机的一种,由于负载时转速与供电电网频率之间没有固定不变关系,故称为“异步”(异于“同步”)电动机。异步电动机分为感应电动机、双馈异步电动机和交流换向器电动机。感应电动机应用较为广泛,是目前驱动各种机械的主要动力之一,由于历史缘故,一般俗称的异步电动机就是感应电动机。

2.1.1 异步电动机的类型、特点和用途

1.主要类型 异步电动机按电源相数可分为单相、三相异步电动机;按机座号(一般为中心高)可分为:36mm、40mm、45mm、50mm、63mm、71mm、80mm、90mm为微型电动机,80mm、90mm、100mm、112mm、132mm、160mm、200mm、225mm、250mm、280mm、315mm为小型电动机,355mm、400mm、450mm、500mm、560mm为中型电动机,630mm、710mm、800mm、900mm、1000mm为大型电动机;按转子结构型式可分为:笼型转子、绕线转子和换向器转子异步电动机;按产品系列可分为基本系列、派生系列和专用系列,其产品系列体系为

2.主要特点 异步电动机的基本特点:结构简单、制造容易、维护方便、运行可靠以及体积小、重量轻、成本低等优点;由于异步电动机运行时必须从电网吸收无功励磁电流,使电网功率因数变坏,但可以采取补偿措施;异步电动机的调速性能较差,但随着交流调速系统的发展,目前异步电动机的调速范围、调速平滑性及经济性等都已得到很大提高,具有了工业应用价值,已在较多的电力传动系统中应用,交流调速的前景将越来越好。

3.主要用途 各种小型异步电动机的用途见表2-1。

2.1.2 异步电动机的基本结构

小型三相异步电动机的典型结构分别如图2-1和图2-2所示。

表2-1 小型三相异步电动机基本系列及其派生系列选用表

(续)

(续)

(续)

(续)

图2-1 小型三相异步电动机的典型结构(封闭式)

1—紧固件 2—接线盒 3—轴承外盖 4—轴承 5—轴承内盖 6—端盖 7—机座 8—定子铁心 9—转子 10—风罩 11—风扇 12—键 13—轴用挡圈

图2-2 小型三相异步电动机的典型结构(防护式)

1—接线盒 2—紧固件 3,12—轴承外盖 4—轴承 5—挡风板 6—端盘 7—机座 8—定子铁心 9—转子 10—轴承内盖 11—轴用挡圈

电动机由下列主要零部件组成。

2.1.3 异步电动机的额定数据和技术指标

1.额定数据

(1)额定功率 P N (kW)

(2)额定电压 U N (V)——指定子绕组线端的线电压,我国的标准电压为380V、660V及1140V

(3)额定频率 f 1 (Hz)

(4)额定转速 n N (r/min)——有时给出同步转速 n 1 ,根据 n 1 =60 f 1 / p 的关系,也就限定了电动机的极对数

(5)定额或工作制——连续、短时、重复短时或其他,即S1、S2或S3等。

2.主要性能指标 对于笼型三相异步电动机,其设计任务书中规定的主要性能指标:

(1)效率( η

(2)功率因数(cos φ

(3)最大转矩倍数( T max / T N

(4)起动转矩倍数( T st / T N

(5)起动电流倍数( I st / I N

(6)起动过程中的最小转矩倍数( T min / I N

(7)定子绕组温升(Δ θ

(8)噪声限值

(9)振动限值

3.性能指标保证值的容差 电动机电气性能指标保证值的容差应符合表2-2的规定。

4.电动机定子绕组温升 当海拔和环境空气温度符合GB/T 755—2019规定时,YE3、YE4系列异步电动机采用F级绝缘,定子绕组的温升(电阻法)为80K。轴承的允许温度(温度计法)应不超过95℃。

表2-2 电气性能指标保证值的容差

注:转差率保证值=(同步转速-额定转速(铭牌值))/同步转速。

5.异步电动机振动和噪声的限值

(1)电动机在空载时测得的振动强度应不超过表2-3的规定。

(2)电动机在空载时测得的A计权声功率级的噪声限值应符合表2-4所规定的数值,电动机在负载时测得的A计权声功率级应符合表2-4和表2-5所规定值之和的数值。

表2-3 电动机振动强度的有效值

表2-4 电动机空载时的噪声限值

(续)

表2-5 电动机负载时噪声限值增量

2.1.4 异步电动机的功率等级与中心高的对应关系

异步电动机的额定功率(kW)等级如下:

0.55,0.75,1.1,1.5,2.2,3,4,5.5,7.5,11,15,18.5,22,30,37,45,55,75,90,110,132,160,200,250,315。

电动机的中心高与转速及功率等级的对应关系见表2-6。

表2-6

表2-6 机座中心高与转速及功率的对应关系

(续)

注:S、M、L后面的数字1、2分别代表同一机座号和转速下不同的功率。

2.1.5 异步电动机产品的国家及行业标准

关于三相异步电动机的基础国家标准已在本书1.4中作了介绍,关于三相异步电动机的主要国家及行业标准如下:

1)JB/T 10686—2006《YX3系列(IP55)高效率三相异步电动机技术条件(机座号80~355)》

2)GB/T 28575—2020《YE3系列(IP55)三相异步电动机技术条件(机座号63~355)》

3)JB/T 13299—2017《YE4系列(IP55)三相异步电动机技术条件(机座号80~450)》

4)JB/T 7118—2014《YVF2系列(IP54)变频调速专用三相异步电动机技术条件(机座号80~315)》

5)GB/T 1032—2012《三相异步电动机试验方法》 GNtzSGQ+JSSZXzjestqC2LGhLVAAxXe3/pOQWr+kt1UeTzdduMRdD0DLuMZdLdVF

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