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电动机
常见的电动马达是三相鼠笼式异步电动机。这种电动机应用于所有类型的工业。它无声且可靠,因此是绝大多数系统的一部分,包括压缩机在内。电动机主要包括两部分,静止的定子和转动的转子。定子产生一个转动的磁场,转子将此能量转换动能,即机械能。
定子连接到三相电源上。定子绕组中的电流加强了旋转磁力场,这样就会在转子中产生电流,并会加强磁力场。定子与转子各自的磁力场产生转向力矩,结果就会使转子轴转动。
电动机转速
如果异步电动机轴的旋转速度与磁场相同,转子上的感应电流将会是零。然而,由于轴承的各种损失,轴的转动速度总是低于磁场同步转速(叫做“滑程”)的1-5%。
(永磁电动机不会产生任何滑程。)
效率
电动机中的能量转换不会没有损失。那些损失是在其它机构中的电阻损耗、通风损失、磁化损失和摩擦损失。
P2总是电动机铭牌上印有的数据。
电动机绝缘等级
电动机绕组中的绝缘材料按照IEC60085来分级,IEC60085是由国际电工技术委员会发表的一份标准。根据温度的不同,字母来代表等级数,此温度是隔离应用领域的上限。
如果超出上限10℃持续一段时间,绝缘材料的使用寿命就会缩短一半左右。
绝缘等级 | B | F | H |
最大线圈温度℃ | 130 | 155 | 180 |
环境温度℃ | 40 | 40 | 40 |
温度上升℃ | 80 | 105 | 125 |
热余裕℃ | 10 | 10 | 15 |
电动机防护等级
按照IEC60034-5,防护等级指定了电动机防接触和防水的分类情况。这些都是以字母IP和两位数字表示。第一位数字表明电动机固体对接触和渗透的保护程度。第二个数字表明防水的程度。例如,IP23中的(2)表示防固体物的厚度是12mm;(3)表示从垂直方向起可以防止水直接喷洒到60°的位置IP54:(5)防尘;(4)对来自各个方向水的喷洒都可以防护。IP55:(5)防尘;(5)对来自各个方向的低压喷射的水都可以防护。
电动机冷却方法
按照IEC60034-6冷却方法说明了电动机如何冷却。这是用字母IC、代表冷却方式的数字(不通风、自通风、强制冷却)和冷却操作模式(内部冷却、表面冷却、闭路冷却、液体冷却等等)来表示。
电动机安装方法
按照IEC60034-7,安装方法明确了应该如何安装电动机。这是由字母IM和四个数字表示。例如,IM1001表示:两个轴承、一个带有自由轴颈端的轴和带脚定子固定机构。IM3001表示:两个轴承、一个带有自由轴颈端的轴、无脚定子机构,带有平面固定孔的大法兰。
该图显示了电机绕组的连接是星形连接,其中端头连接在星形连接电机端子上。这个例子显示了它连接在690V电源上。
该图显示了电机绕组的连接是组在三角形连接,其中端头连接在三角形连接电机端子上。这个例子显示了它连接在400V电源上。
电动机星形连接(Y)和三角形(∆)连接
三相电动机有两种连接方法:星形(Y)或三角形(Δ)。三相电动机的绕组标有U、V和W(U1-U2;V1-V2;W1-W2)。在美国标准则使用T1、T2、T3、T4、T5和T6。对于星形连接来讲,电动机绕组“端子”连接到一起,形成零点,外观像一个星形(Y)。
主电源连接在三相电机的端子上,显示为U、V和W。位相序列分别是L1、L2和L3。该图显示了电机顺时针转动,如从“D”驱动端部看到的一样。为使电机逆时针转动,要更换连接在启动器或电机上的三根火线中任意两个的接线位置。当逆时针转动时,要检查冷却风扇的运行。
相电压(相电压=主电压/√3;例如400V=690/√3)会穿过整个绕组。朝向零点的电流Ih变成相电流,相应的,相电流将会以If=Ih流过绕组。
在三角形(Δ)连接中,起点和终点在不同的相中是连在一起的,然后就形成一个三角形(Δ)。因此,将有一主电压流过绕组。进入电动机的电流Ih是主电流,它将会在绕组之间分开,使每一相都通有电流,Ih/√3=If。同样的电动机可以连接到690V的星形连接上,也可以连接到400V的三角形连接上。在这两种情况下,流过绕组的电压都会达到400V。对于通往电动机的电流,连接到电压为690V的星形连接的电流要低于连接到电压为400V的三角形连接的电流。电流之间是√3的关系。
例如,对于电动机电板,它可以使用690/400V的电压。就是说,星形连接主要用于高压,而三角形连接主要用于低压。也可以源于电板的电流对于星形连接电动机来说较低,而对于三角形连接的电动机来说就较高。
电动机力矩
电动机转向力矩是表示电动机转向能力的物理量。每台电动机都存在最大力矩。当负载大于最大力矩时,电动机则不能转动。在低于电动机的最大力矩的正常负荷范围内,电动机能够正常运转。然而,启动序列会包括额外负载。电动机性能通常变现为力矩曲线。
鼠笼式异步电动机的力矩曲线,当电机启动时力矩比平常大。Mst=启动力矩、Mmax=最大力矩(“切削力矩”)、Mmin=最小力矩(“鞍座力矩”)、Mn=额定力矩
螺杆式压缩机的星形/三角形启动异步电动机的力矩曲线与螺杆压缩机的力矩需求曲线。压缩机在星形接线时是空载(空转)。当速度已达到约90-95%的额定速度时,电机切换到三角形接线,力矩增加,压缩机加载,并且达到了它的工作点。
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