防爆電動機
基本知識認知
目錄一、旋轉電機的定義是什麼？ 3
二、旋轉電機是如何分類的？ 4
三、旋轉電機的基本原理是什麼？ 5
四、旋轉電機設計時的模擬電路？ 8
五、旋轉電機有哪些效能引數指標？ 9
六、電機製造常用標準有哪些？ 11
七、電動機型號編制方法（gb4831-1984電機產品型號編制方法） 13
八、電動機電壓等級的選擇 16
九、電機軸中心高 16
十、電機絕緣等級 17
十一、電機工作制（gb 755-2000旋轉電機定額和效能） 17
十二、防護型式ipxx （gb/t 4208-1993 外殼防護分級（ip**）） 18
十三、電機安裝結構型式（gb/t 997-2003旋轉電機結構及安裝型式(im**)） 19
十四、電機冷卻方法（gb/t 1993-1993旋轉電機冷卻方法） 19
十五、濕熱帶、幹熱帶環境用電動機採取的措施 20
十六、防腐電機應採取的措施 20
十七、電動機振動限值 20
十八、電機選型要點 22
十九、電動機基本特徵 22
一、旋轉電機的定義是什麼？
旋轉電機(以下簡稱電機)是依靠電磁感應原理而執行的旋轉電磁機械，用於實現機械能和電能的相互轉換。發電機從機械系統吸收機械功率，向電系統輸出電功率；電動機從電系統吸收電功率，向機械系統輸出機械功率。
電機執行原理基於電磁感應定律和電磁力定律。電機進行能量轉換時，應具備能作相對運動的兩大部件：建立勵磁磁場的部件，感生電動勢並流過工作電流的被感應部件。
這兩個部件中，靜止的稱為定子，作旋轉運動的稱為轉子。定、轉子之間有空氣隙，以便轉子旋轉。
電磁轉矩由氣隙中勵磁磁場與被感應部件中電流所建立的磁場相互作用產生。通過電磁轉矩的作用，發電機從機械系統吸收機械功率，電動機向機械系統輸出機械功率。建立上述兩個磁場的方式不同，形成不同種類的電機。
例如兩個磁場均由直流電流產生，則形成直流電機；兩個磁場分別由不同頻率的交流電流產生，則形成非同步電機；乙個磁場由直流電流產生，另一磁場由交流電流產生，則形成同步電機。
電機的磁場能量基本上儲存於氣隙中，它使電機把機械系統和電系統聯絡起來，並實現能量轉換，因此，氣隙磁場又稱為耦合磁場。
當電機繞組流過電流時，將產生一定的磁鏈，並在其耦合磁場內儲存一定的電磁能量。磁鏈及磁場儲能的多少隨定、轉子電流以及轉子位置不同而變化，由此產生電動勢和電磁轉矩，實現機電能量轉換。這種能量轉換理論上是可逆的，即同一臺電機既可作為發電機也可作為電動機執行。
但實際上，一台電機製成後，由於兩種執行狀態下電機的引數和特性方面的原因，很準滿足兩種執行狀態下的客觀要求，因此，同一臺電機不經改裝和重新設計，不可任意改變其執行狀態。
電機內部能量轉換過程中，存在電能、機械能、磁場能和熱能。熱能是由電機內部能量損耗產生的。
對電動機而言：
從電源輸入的電能＝耦合電磁場內儲能增量+電機內部的能量損耗+輸出的機械能
對發電機而言：
從機械系統輸入的機械能＝輻合電磁場內儲能增量+電機內部的能量損耗+輸出的電能
二、旋轉電機是如何分類的？
按電機功用分類，可分為發電機、電動機、特殊用途電機。
按電機電流型別分類，可分為直流電機和交流電機。交流電機可分為同步電機和非同步電機。
按電機相數分類，還可分為單相電機及多相(常用三相)電機。
按電機的容量或尺寸大小分類．可分為大型、中型、小型、微型電機。
電機還可按其他方式(如頻率、轉速、運動形態、磁場建立與分布等)分類。
按電機功用分類及主要用途：
對於各類電機，還可按電機的的使用環境條件、用途、外殼防護型式、通風冷卻方法和冷卻介質、結構、轉速、效能、絕緣、勵磁方式和工作制等特徵進行分類。
三、旋轉電機的基本原理是什麼？
前面我們講過的電機分類，其中有很大一部分由交流電機構成。交流電機包括同步電機和非同步電機兩大類。雖然同步電機和非同步電機在執行原理和結構上有很多不同，但它們之間也有許多相同之處。
因此，我們將著重對交流電機的共同問題進行講解。
1、三相非同步電動機的結構
在各類電動機中，籠型轉子三相非同步電動機是結構簡單、執行可靠、使用範圍最廣的一種電動機，以下就以這種電動機為例簡單介紹旋轉電機的基本原理。
三相非同步電動機分成兩個基本部分：定子（固定部分）和轉子（旋轉部分）。其基本構造如下圖：
定子：由機座和裝在機座內的圓筒形鐵心以及其中的三相定子繞組組成。機座是用鑄鐵或鑄鋼製成的。
鐵心是由互相絕緣的矽鋼片疊成的，鐵心的內圓周表面衝有槽，用以放置對稱三相繞組ax，by，cz，有的聯接成星形，有的聯接成三角形。
轉子：轉子是由轉子鐵心和力矩輸出軸組成。轉子鐵心是圓柱狀，也用矽鋼片疊成，表面衝有槽。鐵心裝在轉軸上，軸用以輸出機械力矩。
2、電動機旋轉實驗
三相非同步電動機接上電源，就會轉動。這是什麼原理呢?為了說明這個轉動原理，我們先看乙個演示。
下圖所示的是乙個裝有手柄的蹄形磁鐵，磁極間放有乙個可以自由轉動的、由銅條組成的轉子。銅條兩端分別用銅環聯接起來，形似鼠籠，作為鼠籠式轉子。磁極和轉子之間沒有機械聯絡。
當我們搖動磁極時，發現轉子跟著磁極一起轉動。搖得快，轉子轉得也快；搖得慢，轉得也慢；反搖，轉子馬上反轉。
從這一演示得出兩點啟示：第
一、有乙個旋轉的磁場；第
二、轉子跟著磁場轉動。非同步電動機轉子轉動的原理是與上述演示相似的。那麼，在三相非同步電動機中，磁場從何而來，又怎麼還會旋轉呢?下面就首先來討論這個問題。
3、電動機內旋轉磁場的產生
三相非同步電動機的定子鐵心中放有三相對稱繞組ax，by和cz。設將三相繞組聯接成星形，接在三相電源上，繞組中便通入三相對稱電流其波形如下圖所示。取繞組始端到末端的方向作為電流的參考方向。
在電流的正半周時，其值為正，其實際方向與參考方向一致；在負半周時，其值為負，其實際方向與參考方向相反。
定子鐵心和定子繞組並不轉動，定子繞組中的三相電流隨著時間和相位的變化，三相磁勢相加便形成了旋轉的磁場。
旋轉的定子磁場在切割轉子導條時，會在轉子繞組中感應出乙個轉子磁場，引起轉子旋轉。由於感應勵磁場的需要，轉子的轉速總是比定子磁場的轉速稍慢，有乙個轉差，這就是感應非同步電動機名稱的來歷。
如果轉子是乙個永磁體或是乙個由轉子勵磁繞組產生的恆定磁場，那麼轉子的轉速就與定子磁場的轉速同步，就形成同步電機。
三相電流產生的旋轉磁場
定轉子磁場分布圖
四、旋轉電機設計時的模擬電路？
電動機的設計與製造現今已是理論成熟行業，並有完善的理論體系，下圖即是三相感應電動機的一相電路的等效電路圖。
其中圖中的i0為激磁電流，i』2為轉子電流，r』2/s與電流平方的乘積即為電機輸出功率。可以說，在電動機各方面尺寸合理情況下，電動機轉子的大小決定著電動機的輸出功率。
對於任何電機，轉矩的要求對電機的尺寸都有決定性的作用：
t－轉矩（n*m）；p－功率（kw）； n－轉速（rpm）； d－定子內徑；
l－定子鐵心長
這裡我們可以理解電機功率大小與電機機座號的關係，轉速在選型過程中也同樣有決定性的作用。
五、旋轉電機有哪些效能引數指標？
1．非同步電動機額定資料
a) 相數
b) 額定頻率（hz）
c) 額定功率kw
d) 額定電壓v
e) 額定電流a
f) 絕緣等級
g) 額定轉速（極數）r/min
h) 防護效能
i) 冷卻方式
2．非同步電機主要技術指標
a) 效率η：電動機輸出機械功率與輸入電功率之比，通常用百分比表示。
b) 功率因數cosφ：電動機輸入有效功率與視在功率之比。
c) 堵轉電流ia：電動機在額定電壓、額定頻率和轉子堵住時從供電迴路輸入的穩態電流有效值。
d) 堵轉轉矩tk：電動機在額定電壓、額定頻率和轉子堵住時所產生轉矩的最小測得值。
e) 最大轉矩tmax：電動機在額定電壓、額定頻率和執行溫度下，轉速不發生突降時所產生的最大轉矩。
f) 雜訊：電動機在空載穩態執行時a計權聲功率級db（a）最大值。
g) 振動：電動機在空載穩態執行時振動速度有效值（mm/s）。
電動機主要效能中分為：一是起動效能；二是執行效能。
起動效能有：起動轉矩、起動電流。一般起動轉矩越大越好，而起動時的電流越小越好，在實際中通常以起動轉矩倍數（起動轉矩與額定轉矩之比tst/tn）和起動電流倍數（起動電流與額定電流之比ist/in）進行考核。
電機在靜止狀態時，一定電流值時所能提供的轉矩與額定轉矩的比值，表徵電機的起動效能。
執行效能有：
效率、功率因數、繞組溫公升（絕緣等級）、最大轉矩倍數tmax/tn、振動、雜訊等。
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文稿 南陽防爆集團股份 2009年6月 目錄一 旋轉電機的定義是什麼？3 二 旋轉電機是如何分類的？4 三 旋轉電機的基本原理是什麼？5 四 旋轉電機設計時的模擬電路？8 五 旋轉電機有哪些效能引數指標？9 六 電機製造常用標準有哪些？11 七 電動機型號編制方法 gb4831 1984電機產品型號...
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