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1.3 电动机基本技术要求

国家标准GB/T 755—2019《旋转电机 定额和性能》中对电动机的技术要求有如下规定。

1.3.1 电动机运行条件

1)海拔应不超过1000m。

2)最高环境空气温度应不超过40℃。

3)最低环境空气温度应不低于-15℃。

4)电动机运行期间的电源电压,三相50Hz或60Hz交流电动机的电压应符合IEC 60038所规定的标称电压。

对用静止变流电源供电的交流电动机,电压、频率和波形的规定均不适用,额定电压应按变流电源实际供电电压确定。

电压、电流波形和对称性,对于由交流发电机或电网供电频率为固定的电源上的交流电动机,对单相电动机和三相电动机(包括同步电动机),供电电压谐波电压因数(HVF)应不超过0.02。

HVF值按下式计算:

式中 u n —— 谐波电压的标幺值(以额定电压 U N 为基值);

n—— 谐波次数(对三相交流电动机不包含3及3的倍数)。

k =13。

三相交流电动机应能在三相电压系统的电压负序分量不超过正序分量的1%(长期运行),或不超过1.5%(不超过几分钟的短时运行)且零序分量不超过正序分量1%的条件下运行。

即使HVF和负序分量、零序分量的限值在电动机额定负载运行时同时发生,也不应导致在电动机中产生任何有害的温度。建议其温升允许超过GB/T 755—2019规定限值,但不能超过10K。

对用静止变流电源供电的交流电动机,应允许较高的电源电压谐波含量。

当直流电动机由静止电力变流器供电时,脉动电压和脉动电流将影响电动机的性能,与用纯直流电源供电的直流电动机相比,损耗和温升将会增加,换向更困难。

因此,按特定电源供电设计的由静止电力变流器供电、额定功率超过5kW的电动机,为降低电压、电流的波动程度,电动机制造厂认为需要时应备有一个外接电感。

静止电力变流器用下述代号作为标志:

[CCC —U aN —f—L ]

代号中,CCC是变流器联结方式的代号,按IEC 61148的规定; U aN 为由3位或4位数字组成,表示变流器输入端的额定交流电压(V); f 为由2位数字组成,表示额定输入频率(Hz); L 为由1位、2位或3位数字组成,表示与电动机电枢回路串接的外部电感(mH),如串接电感为零,此标记可省略。

额定功率不超过5kW的电动机,只要没有超过设计所规定的额定波形因数,而且电动机电枢回路的绝缘水平与静止电力变流器输入端子处的额定交流电压相匹配,则不论有无外接电感,可以适用于任一静止电力变流器而不局限于某一特定类型的静止电力变流器。

在所有情况下,静止电力变流器输出电流的波动均假定为很小,即在额定条件下电流纹波因数不大于0.1。

1.3.2 电动机的工作制和定额

工作制和定额是电动机设计的基础。

1.电动机工作制 工作制是电动机所承受的一系列负载状况的说明,包括起动、电制动、空载、停机和断能及其持续时间和先后顺序等。工作制共分为10类,见表1-1。

2.电动机定额 定额是指一组定额值和运行条件,即由制造商对符合指定条件的电动机所规定的,并在铭牌上标明的电参量和机械量的全部数值及其持续时间和顺序。全部按定额的运行称为“额定运行”。定额共分六类:

(1)连续工作制定额 是制造商对电动机所规定的可以作长期运行的负载和条件。这类定额相应于S1工作制。

表1-1 旋转电动机的工作制

(续)

(续)

(续)

(续)

注: J M —电动机转动惯量, J ext —负载转动惯量。

(2)短时工作制定额 是制造商对电动机所规定的可以作短时运行的负载和条件。电动机应在实际冷态下起动,并在规定的时限内运行,该时限应为下列数值之一:10min,30min,60min或90min。这类定额相应于S2工作制。

(3)周期工作制定额 是制造商对电动机所规定的可以按指定周期运行的负载和各种条件,这类定额相应于S3~S8工作制,每一工作周期的时间为10min,负载持续率应为下列数值之一:15%,25%,40%或60%。

(4)非周期工作制定额 是制造商对电动机所规定的在相应的变速范围内作非周期运行的变动负载(包括过载)和条件,这类定额相应于S9工作制。

(5)离散恒定负载和转速工作制定额 是制造商对电动机所规定的该种定额,按其规定在满足GB/T 755—2019的各项要求的同时,电动机应能承受S10工作制的联合负载作长期运行。在一个工作周期内的最大允许负载应考虑到电动机的所有部件,如绝缘结构对于相对预期热寿命的指数规律的正确性、轴承温度以及其他部件的热膨胀等。除非其他相关国标或IEC标准另有规定,最大负载应不超过以S1工作制为基准的负载值的1.15倍。最小负载可为零,此时电动机处于空载或停机和断能状态。

(6)等效负载定额 是制造商为简化试验而对电动机所规定的负载和条件,按照这种负载与条件运行直至达到热稳定,使定子绕组温升与在规定工作制的一个负载周期内的平均温升相同。

1.3.3 温度和温升限值

轴承的允许温度:

滑动轴承(油温不高于65℃时)容许温度为80℃;

滚动轴承(环境温度不超过40℃时)容许温度为95℃。

空气间接冷却绕组的温升限值,见表1-2。

表1-2 空气冷却电动机的温升限值 (单位:K)

1.3.4 噪声和振动

1.噪声限值 电动机在按GB/T 10069.3—2008规定测得的声功率级噪声限值应符合规定的数值。

旋转电动机在单台空载稳定运行时A计权声功率级的噪声限值,见表1-3。

单速三相笼型异步电动机空载A计权声功率级噪声限值见表1-4。

单速三相笼型异步电动机额定负载下超过空载的A计权声功率级允许最大增量见表1-5。额定负载下噪声应为表1-4和表1-5规定值之和。

变频器供电的电动机需要考虑电压和电流谐波引起的噪声增加量。

2.振动限值 电动机振动划分为两种振动等级:A级和B级。A级适用于对振动无特殊要求的电机,B级适用于对振动有特殊要求的电机。规定的振动强度限值见表1-6。

1.3.5 电动机的结构及安装型式

1.3.5.1 旋转电机的结构和安装型式 (IM代号)

旋转电机的结构及安装型式代号,由“国际安装”(International Mounting)的英文缩写字母“IM”表示,代表“卧式安装”的大写字母“B”或代表“立式安装”的大写字母“V”连同1位或2位阿拉伯数字组成。

1.卧式安装电机 卧式安装电机的代号由字母IM(国际安装),空一格,随后为字母B和1位或2位数字组成,见表1-7。

2.立式安装电机 立式安装电机的代号由字母IM(国际安装),空一格,随后为字母V和1位或2位数字组成,见表1-8。

表1-3 空载A计权声功率级噪声限值 L WA (表1-4规定的电动机除外)

表1-4 空载A计权声功率级噪声限值 L WA (单速三相笼型异步电动机IC01,IC11,IC21,IC411,IC511,IC611)(单位:dB)

注:1.冷却方式为IC01、IC11、IC21的电机声功率级将提高如下:2极和4极:+7dB(A);6极和8极:+4dB(A)。

2.中心高315mm以上的2、4极电机声功率级值指风扇结构为单向旋转的。其他值为双向旋转风扇结构。

3.60Hz电机的声功率级值增加如下:2极:+5dB(A);4极、6极和8极:+3dB(A)。

表1-5 额定负载工况超过空载的A计权声功率级允许最大增量Δ L WA (按表1-4的电动机在额定负载下)(单位:dB)

注:1.本表给出在额定负载条件下加于任何空载值的预期最大增量。

2.本表值适用于50Hz和60Hz电源。

表1-6 不同轴中心高 H (mm)的振动强度限值 (有效值)

表1-7 卧式安装电机的代号(IM B××) (节选)

表1-8 立式安装电机的代号(IM V××) (节选)

(续)

1.3.5.2 旋转电机外壳防护分级 (IP代码)

防护分级的代码由表征字母IP(“国际防护”的英文缩写)及附加在后的两个表征数字组成。

第一位表征数字表示外壳对人和壳内部件的防护等级;第二位数字表示由于外壳进水而引起有害影响的防护等级。

第一种防护:防止人体某一部分、手持的工具或导体进入外壳,即使进入,也能与带电或危险的转动部件(光滑的旋转轴和类似部件除外)之间保持足够的间隙。共分7个等级,表征数字为0、1、2、3、4、5、6,表征数字的含义见表1-9。

表1-9 第一位表征数字表示的防护等级

第二种防护:防止由于电机进水而引起的有害影响的防护等级,共分10个等级,表征数字为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9,表征数字的含义见表1-10。

表1-10 第二位表征数字表示的防护等级

常见的电动机防护等级有IP23、IP44、IP54和IP55等。

标志示例:

1.3.5.3 旋转电机冷却方法 (IC代码)

冷却方法的代码是由表征字母IC(“国际冷却”的英文缩写)和附加表征字母及数字组成,附加表征字母代表冷却介质,例如A表示冷却介质为空气,在简化标记中可以省略;F表示冷却介质为氟利昂;H表示冷却介质为氢气;W表示冷却介质为水;U表示冷却介质为油等。附加第一位数字表征冷却回路的布置,共分10种,用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9表征;表征数字的含义见表1-11。附加第二位和第三位数字分别表征初级和次级冷却介质运动的推动方法,共分10种,用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9表征;表征数字的含义见表1-12。

表1-11 回路布置

表1-12 推动方法

常见的电动机冷却方法有IC0A1(简化标记为IC01),IC4A1A1(简化标记为IC411)等。

标志示例:

1.3.6 旋转电机的尺寸和输出功率等级

1.安装尺寸示意图 安装尺寸示意图如图1-1所示。

2.电动机尺寸标志 带底脚电动机用机座号后加轴伸直径表示,例如112M28。

带凸缘电动机有三种设计:

1)凸缘上有通孔,以FF凸缘表示。

2)凸缘上有螺孔,且止口直径 N 小于固定孔基圆直径 M ,以FT凸缘表示。

3)凸缘上有螺孔,且止口直径 N 大于固定孔基圆直径 M ,以FI凸缘表示。

上述符号组成各种凸缘号。仅以凸缘安装的电动机,用轴伸直径后加字母FF、FT或FI和凸缘号表示。

例如:有通孔为28FF215,有螺孔为28FT165或28FI165。

对带底脚并在驱动端(D端)兼有凸缘的电动机,字母FF、FT或FI和凸缘号应加在轴伸直径后面。

例如:凸缘有通孔为112M28FF215、112M28FT165或112M28FI165。

图1-1 安装尺寸示意图

FF—有通孔 FT—有螺孔

3.电动机凸缘上孔的位置 带凸缘的电动机兼有底脚时,凸缘上的孔应位于离垂直于底脚安装面的凸缘直径线:4孔为45°,8孔为22.5°。

4.安装尺寸

(1)底脚安装电动机 电动机中心高从56~315mm电动机的尺寸,见表1-13。

(2)凸缘安装电动机 电动机基圆直径从55~600mm的凸缘尺寸,见表1-14。

5.功率等级 根据GB/T 4772—1999电动机功率等级采用优先数系确定,见表1-15。

表1-13

表1-13 中心高从56~315mm电动机的尺寸

表1-14 基圆直径从55~600mm的凸缘尺寸

表1-15 电动机功率等级 (单位:kW)

1.3.7 电动机产品型号

根据国家标准GB/T 4831—2016《旋转电机产品型号编制方法》的规定。产品型号由产品代号、规格代号、特殊环境代号和补充代号等四部分组成,并按下列顺序排列:

1.产品代号 产品代号由电动机类型代号、电动机特点代号、设计序号和励磁方式代号等四个小节顺序组成。

类型代号是用汉语拼音字母表征电动机各种类型,主要有:Y—异步电动机、T—同步电动机、Z—直流电动机、H—交流换向电动机、Q—潜水电泵、F—纺织用电动机等。

特点代号是用汉语拼音字母表征电动机的性能、结构或用途,主要有:A-增安型、B-隔爆型。

设计序号是指电动机产品的设计顺序,用阿拉伯数字表示,对于第一次设计的产品,不标注设计序号。

2.规格代号 规格代号用中心高、铁心外径、机座号、机壳外径、轴伸直径、凸缘代号、机座长度(机座长度采用国际通用字母符号来表示,S表示短机座,M表示中机座,L表示长机座)、铁心长度(铁心长度按由短至长顺序用数字1、2、3……表示)、功率、电流等级、转速或极数等来表示。

主要系列的规格代号,按表1-16规定。

表1-16 电动机系列的规格代号表示法

3.特殊环境代号 电动机的特殊环境代号按表1-17的规定选用,如同时适用于一个以上的特殊环境时,则按表1-17的顺序排列。

表1-17 特殊环境代号表示法

4.补充代号 仅适用于有此要求的电动机。

5.产品型号示例

(1)小型异步电动机

(2)直流电动机

(3)户外化工防腐用小型隔爆异步电动机

(4)分马力异步电动机

(5)分马力直流电动机

(6)静止整流电源供电直流电动机

(7)湿热带用小型直流电动机 +77tHB8gBqr8wSTfWeSTWbnq78QWHd9yxp5xZ8sT/ZRoMTvs0s2VYVW+DYApQZD/

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