高压中大型三相异步电机基本知识.docx
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高压中大型三相异步电机基本知识
三相异步电动机基本知识
1电机概述
电机的型式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。
因此，电机构造的一般原则是：
用适当的有效材料（导磁和导电材料）构成能互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率和电磁转矩，达到转换能量形态的目的。
为了减少激磁电流和旋转磁场在铁心中产生的涡流和磁滞损耗，铁心有0.5mm厚的
硅钢片叠压而成。
硅钢片绝缘层的作用？
笼型转子结构简单、制造方便。
对要求启动电流小、启动转矩大的电机，可以采用绕线式电机。
按电机功能来分，可分为：
1发电机——把机械能转换成电能；
2电动机——把电能转换成机械能；
3变压器、变频机、变流机、移相器——分别用于改变电压、频率、电流相位。
4控制电机——作为控制系统中的元件。
又可按以下方法分类：
电机
变压器（也可称为
静止电机）
旋转电机
直流电机
交流电机
感应电机（异步
电机）
异步发电机
异步电动机
同步电机
同步电动机
同步发电机
调相机
下面主要讲述高压中大型三相异步电机
S=ns-n/ns2电机型号、结构及分类
2.1分类
a）按中心高分类
可分为微型电机、小型电机、中型电机、大型电机。
一般来说，H80以下的称为
微型电机（也叫分马力电机，功率在1kW以下），H80〜H315的称为小型电机，H355〜H630的称为中型电机，H710〜H1000的称为大型电机。
b）按防护等级分类
基本上可分为开启式、防护式和封闭式电机。
开启式电机的常用结构是IP11，防
护式电机的常用结构是和IP22、IP23,封闭式电机的常用结构是IP44和IP54。
IP是InternationalProtection的意思，紧跟其后的第一个数字表示电机防护固体的
能力（0-无防护；1-防护大于50mm的固体；2-防护大于12mm的固体；3-防护大于2.5mm的固体；4-防护大于1mm的固体；5-防尘。
），第二个数字表示电机防水的能力（0-无防护电机；1-防滴电机；2-15°防滴电机；3-防淋水电机；4-防溅水电机；5-防喷水电机；6-防海浪电机；7-防浸水电机；8-潜水电机）。
请参考标准GB4942.1-85《电机外壳防护分级》。
c）按安装方式分类
总体上可分为卧式电机和立式电机。
卧式电机的典型结构是IMB3，其余派生结构有IMB35、IMB5等。
立式电机的典型结构是IMV1（把IMB5立起来装即可，轴伸朝下），其余派生结构有IMV15（把IMB35立起来装即可，轴伸朝下）等。
IM即InternationalMounting。
请参考标准GB997-2008《电机结构及安装型式代号》。
（IEC60034-7:
2001）
旋转电机的结构形式、安装形式及接线盒位置---IM代码。
结构形式：
有关固定用构件、轴承装置和轴伸等电机部件的构成形式。
1根据负载类型选择不同的冷却方式
3结语
d）按转子绕组型式分类
可分为鼠笼电机（单鼠笼和双鼠笼）和绕线式电机。
单鼠笼电机有铸铝鼠笼电机
和铜条鼠笼电机。
鼠笼电机转子无引出线（即转子已短路）。
绕线式电机有三根引出线，即K、L、M，转子绕组在外部短路或通过控制装置短路。
f）按所装轴承分类
可分为滚动轴承电机和滑动轴承电机。
滑动轴承又分为端盖式和座式两种。
端盖
式滑动轴承有整体式（A）、分半式（B）。
g）按是否变速分类
可分为恒速电机和变频电机。
h）按电压等级分类
有10kV、6kV、3.3kV、690V、415V、380V等。
i）按绝缘等级分类
主要有B级、F级、H级等。
k）按工作定额分类
有连续、断续、短时等。
GB755《旋转电机定额和性能》有更详细的分类（S-S9）
l）按转换能量的形态分类
可分为异步电动机和异步发电机。
m）按通风方式分类
可分为自冷式、自扇冷式、他扇冷式、管道通风式。
n）按使用用途分
可分为普通异步电动机和专用异步电动机。
2.2型号和结构
a）电机基本结构
电机的基本部件是定子、转子，它们是电机转换功率的地方。
为了支撑定子，就要有机座；为了让转子在定子里面旋转，就要有轴承装配；为了支撑转子并保证定、转子之间的同轴度，就要有端盖；为了让电机内部的风循环更快和加强冷却效果，就要有内风扇和通风沟；为了让电机的冷却风按照我们的指示走和满足防护等级的要求，就要有风罩。
这样就构成了一个丫系列电机。
在丫系列电机的基础上，为了加强冷却效果，就要带外风扇；为了引导外风扇的
风，就要有风罩和导风罩；为了让电机内部循环风和外风扇吹来的风有个约会的地
方（进行热交换），就要有冷却器。
这样就构成了一个YKK系列电机。
在丫系列电机的基础上，人们为了加强电机的冷却效果，把风罩改成了空-水冷却器。
这样就构成了一个YKS系列电机。
它的冷却原理与YKK系列电机相似，用水取代了外风扇、风罩和导风罩。
YJK系列电机（IP54）的冷却原理与YKK系列电机也相似，只不过丫JK系列电机用机座散热筋取代了冷却器。
YJK系列电机（IP23）的冷却原理与Y系列电机也相似，它有两个冷却风路，一个冷却风路从电机里面经端盖经过。
另一条支路从机座散热筋吹拂，用机座散热筋取代了风罩。
绕线式转子的电机（型号中带字母R）带滑环装配。
滑环的防护等级一般为IP23。
内反馈调速电机（型号中带字母NT）就是在定子中增加一套调节绕组。
变频电机为了加强电机在低速时的冷却效果，带有强迫风循环的电机。
b）型号
电机型号均符合GB/T4831《电机产品型号编制方法》的规定。
电机型号跟电机结构是有一定关系的。
一般情况下，从电机型号可判断出电机的
大致结构、冷却方式。
型号中字母Y表示异步，R表示绕线式转子，NT表示内反馈调速，S表示水冷，P表示变频,TM表示筒式磨煤机，L表示立式，T表示轴向推力，D表示多速，KK表示带空-空冷却器，KS（或SK）表示空-水冷却器，F表示风机用电动机，Z表示冶金及起重机。
W表示户外型。
①YJK电机。
（44）电机的冷却方式为IC411（IC4A1A1）。
2丫系列电机
1如Y4006-4,丫表示系列代号（Y系列笼形转子异步电动机），400表示中心高,
6表示铁心长度代号，4表示极数。
2YR表示Y系列绕线转子异步电动机。
3YRNT表示丫系列内反馈调速绕线转子异步电动机。
防护等级一般为IP23;冷却方式为IC01，电机从风罩两端吸风，中间出风。
电机只有一个冷却风路，电机内、外的空气是交换的。
③YKK系列电机
1如YKK4006-4，YKK表示封闭带空-空冷却器的笼形转子异步电动机。
400表示中心高，6表示铁心长度代号，4表示极数。
2YRKK表示封闭带空-空冷却器的绕线转子异步电动机。
3YRKKNT表示封闭带空-空冷却器的内反馈调速绕线转子异步电动机。
防护等级一般为IP44（54）；冷却方式为IC611（IC6A1A1），电机有两个冷却风路，电机内、外的空气是不交换的。
3YKS系列电动机
如YKS4006-4,YKS表示封闭带空-水冷却器的笼形转子异步电动机。
400表示中心高，6表示铁心长度代号，4表示极数。
防护等级一般为IP44（54）;冷却方式为IC81W（IC8A1W7），电机有两个冷却风路，电机内、外的空气是不交换的。
4YPKS系列电动机
如YPKS4006-4YPKS表示封闭带空-水冷却器的笼形转子变频异步电动机。
400表示中心高，6表示铁心长度代号，4表示极数。
防护等级一般为IP44（54）;冷却方式为IC86W（IC8A6W7），电机有两个冷却风路，电机内、外的空气是不交换的。
5YL立式电机
I）如丫L4006-4,YL表示鼠笼形立式异步电动机。
400表示中心高，6表示铁心长度代号，4表示极数。
II）YLKK表示圭寸闭带空-空冷却器的鼠笼形立式异步电动机。
皿）YLST表示三相鼠笼形立式承受轴向推力的异步电动机。
3电机设计基本知识
电机营销处于电机制造过程中的开始和结束阶段，因此其作用不言而喻。
因为接
到订单后的下一工序便是设计，因此接受用户的电机订货时，对电动机要抓住电源-电机-负载这条线索（对发电机要抓住原动机-电机-负载（或电网））这条线索从设计的角度，获得必要的参数和数据，从而为电机设计和报价提供依据。
3.1电源
电源是供给电机工作的能量的，因此它的特性影响了电机的特性和性能。
电源应满足以下要求：
1电源频率为50Hz士1%。
2工作电压变化范围不大于额定电压士5%。
3启动过程中，电动机端电压应不低于额定电压的85%。
4电源的电压和电流的波形至少应符合实际正弦波形的要求
对电源还有一些其它要求，但主要是以上几点。
如不满足上述条件，则属于特殊要求。
3.2电机
1环境条件
a）海拔不超过1000m;最高环境温度不超过40C，最低环境温度对采用滚动轴承的电动机为一15C，对采用滑动轴承的电动机为5C,对YKS型高压三相异步电动机为5C。
b）对Y（P）KS型高压三相异步电动机，冷却器进水口处的冷却水温度不超过33C，最低温度为5C。
冷却水质需清洁，一般为经过沉淀的自来水。
c）电动机的额定工作方式为连续工作制（S1）,也可为其它工作制；
d）最湿月月平均最高相对湿度为90%，同时该月月平均最低温度不高于25C;
e）不允许有白蚁（订货有要求的除外）；
f）当环境有过多灰尘，有盐雾及腐蚀性气体等时，应按特殊订货提出。
g）电动机不允许在运行时反接电源逆转或制动。
i）电动机轴伸端不允许承受外加的轴向力和联轴器重量以外的径向力。
当电动机有轴向力和径向力方面的要求时应先与技术人员协商。
j）对滑动轴承，除满足上述相关条件外，还应满足下列条件：
轴承应平行于水平面工作，承受径向负荷，不允许承受外来轴向力；
压力供油的的供油压力为50kPa进油温度为15C〜40C；
绝缘轴承的对地绝缘电阻不小于1MQ。
2电机本身
a）设计电机必须要提供的参数
电压相数（一般为3相）安装方式接法（指丫接或△接）旋转方向
绝缘等级额定功率极数工作制（一般为S1）防护等级冷却方式
环境温度是否有轴向力跟负载的传动方式电机基本型式
b）如用户不提，可按常规决定的参数
电机外观颜色是否安装8点（定子绕组测温6点，轴承测温2点）测温元件
轴承（进口或国产，滚动或滑动轴承）电机的安装尺寸是否有变化
3.3负载
负载类型（如风机、泵等）负载的转动惯量（kg•m2）跟电机的联接
方式（直接传动、夜力耦合器，如采用皮带传动，必须签定特殊订货协议）
3.4其它要求
1电机是否带底座
2有特殊要求，应签定技术协议
3不提供基础螺栓，不提供联轴器
4标准电机或非标准电机。
一般，样本或标准上有的电机称为标准电机，反之则
称为非标准电机。
非标准电机一般要另行设计或特殊设计。
4现场服务
我们应能指导用户在常规下使用和维护电机，能处理一些简单的问题。
这样也能加深自己对电机的认识和加强跟用户的沟通。
有时候用户反映的问题并不难，只是因为用户对电机不了解造成的，这时只要认真阅读电机使用维护说明书并按照使用维护说明书上要求的去做一般是能解决的。
①进行电机检查
a）新的或久未运转的电动机，虽然制造时已经过干燥处理和出厂试验，但在准备使用前，即使绕组对机座的绝缘电阻显示良好，仍须进行干燥处理。
处理完毕后测量电机绝缘电阻。
首先要选择摇表的电压等级。
对额定电压在1000V以下的电动机用500V兆欧表测量，对1000V及3000V以下的电动机用1000V兆欧表测量，对3000V及以上的电动机用2500V兆欧表测量。
绝缘电阻在热态下应不低于1MQ/kV的要求。
b）测量电机的冷态直流电阻。
三相电阻的不对称度应不大于2%。
如是△接法，一般要把绕组之间的连接片卸下。
c）清除电动机内部及冷却器、风罩和导风罩的杂物灰尘。
d）检查线路电压与频率是否符合电动机铭牌上所示的电压数值与频率数值。
e）检查电动机的螺栓是否拧紧，机械方面是否牢固；
f）端盖轴承的润滑为润滑脂，润滑脂见外形图的规定；
g）检查电动机转子是否能自由旋转；
h）检查定子引出线上的标志，电动机定子引出线的标志为U、V、W或V、
Wi、U2、V2、W2；并按电动机铭牌上规定接法接成丫或△（见下图）。
J-WVV1LiV1训
««*41II41
3接线柱6接线柱丫接法6接线柱△接法
当任意更换两相电源相序时，电动机的转向和原来的相反。
i）对变频电机，应先让冷却风机电机通电运转；对YKS电机，应在空-水冷却器中通以额定水量的水，对滑动轴承的电机，应先通以额定油压和油量的润滑油。
具体要求见外形图。
②电机空转
a）电机通电空转。
要注意电机的启动次数，为了延长电机的寿命，起动次数在冷
态下最多连续起动两次，在两次起动之间，应自然停机；热态下最多起动一次（有特
殊要求的除外）。
如果发生第一次起动未起动起来时，可隔5min起动第二次，电机尚未起动成功，应查找原因并在相隔25min以上并确认电机为实际冷态时再起动第三次，如仍未起动起来，不得再起动，一定要查明原因，并与制造商联系，消除故障，方能起动。
b）注意电机有无异常响声。
c）测量电机的三相空载电流。
当三相电源对称时，电动机三相空载电流中任何一相与三相平均值的偏差不得大于三相平均值的10%。
d）要特别注意电机轴承的运行情况。
轴承有无异常响声（如刮擦声、咕噜声等）。
测量轴承的温升。
轴承温度的稳定，一般要2个小时左右，但一般运行1小时，轴承的温度跟运转2个小时的温度相差不大。
轴承的温升应不超过55K，温度不超过95C
e）电机的振动和噪声。
电机空载时，在自由悬置状态下（见GB/T10068）测得的振动速度有效值应不超过3.5mm/s（或在刚性安装下且电机中心高大于400mm时测得的振动速度有效值应不超过2.8mm/s）。
3电机带负载运转
加上负载后，应注意电机的电流与负载多少的关系。
当加上额定负载时，电机的电流应跟额定电流相差不大。
电机在额定电流下运行2小时左右，电机绕组、轴承
的温度差不多达到稳定值。
这时应记录下温度值和环境温度。
4温度的测量
电机绕组、轴承的温度测量，可通过测温元件进行。
测温元件的分度号为Pt100,
即在0C时的电阻为100Q。
测量出电阻值，可用下式计算温度。
空1t100t2
0.00385
式中：
R2—电阻（Q）；
t2—欲求的温度（C）。
5电机各部分的温升限值和电机的绝缘等级
电机自通风，冷却空气温度在10C〜40C之间的环境条件下，由正弦波电源进
行额定负载下的温升试验，其温升值不应超过下表规定。
电机部件
绝缘等级
测量方法
允许温升（或温度）限值
定子绕组
B级考核
电阻法
80K
定子绕组
F级考核
电阻法
105K
滚动轴承
温度计
95C
滑动轴承
（出油温度不咼于65C时）
80C
转子
温升不应危及邻近绕组或其他部件
当冷却空气温度在10C〜40C之外，则可对所测温升进行修正，修正后的温升
值不应超过上表的规定
对采用空-水冷却器的电机，温升应从初级冷却介质在冷却器出口处温度起算，
且该温度不超过40C,或按实际最高初级冷却介质温度起算，并按GB/T755的规定修正温升限值。
经协议，温升也可从空-水冷却器的进水水温起算，并按GB/T755的规定修正温升限值。
6应记录下整个服务过程，挑选重要信息向有关部门报告，以利于改进产品设计和
提咼产品质量。
5相关标准、技术条件、使用维护说明书
我们要尽量了解各种电机的标准、技术条件、使用维护说明书。
下面推荐一些标
准，请大家熟悉。
序号
名称
标准号
1
YKK系列10kV高压三相异步电动机（H450〜H630）技术条件
Q/EBC01.834-2004
2
YKS、YKS-W、YQF系列高压三相异步电动机（H355〜H630）技术条件
6KV
JB/T10315.1-2002
3
YKK、YKK-W系列高压三相异步电动机（H355〜H630）技术条件6KV
JB/T10315.2-2002
4
Y2系列高压三相异步电动机（H355〜H560）技术条件6KV或3kV
JB/T10444-2004
5
Y系列10KV三相异步电动机（H450〜H630）技术条件10KV
JB/T10446-2004
6
YR系列10KV绕线转子三相异步电动机（H450〜H630）技术条件
JB/T10445-2004
7
大型三相异步电动机（H710〜H1000）基本系列技术条件6或10KV
GB/T13957-92
8
Y系列高压三相异步电动机技术条件（H355-630）6KV
JB/T7593-94
9
风力发电机组异步发电机第1部分：
技术条件
GB/T19071.1-2003
10
中小型旋转电机安全要求
GB14711
6结束语
这里讲的知识只是电机的冰山一角，还有很多知识等待大家去学习。
最后祝大家事业有成，一帆风顺。
谢谢大家!
株洲南车电机股份有限公司
工业特种电机业务部营销室
李奔波
2010-1-25
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