电器公式.docx

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电器公式

目录

1．三相异步电动机

2.同步电动机的技术测定

3.直流电动机技术测定

4.通风机的性能参数

5.

6.

7.

8.

1.三相异步电动机

三相异步电动机的出厂技术性能指标已由《电机基本技术要求（GB55—65）》与《中小型三相异步电动机试验方法（GBl032—68）》规定了的。

但经过长期运转后，它的技术性能指标是否有了变化，应重新测定。

三相异步电动机主要技术要求与性能指标为：

1，力能特性

   2．运转特性

3．温升

4．运转可靠性

1，力能特性

为了减少异步电动机使用期间的用电和功率因数补偿费用，

异步电动机在额定工况下的力能指标——功率和功率因数应达到

技术条件规定的保证值，或在其容差范围内。

空载和负载试验可

以考核电动机的力能指标。

容差是指电机性能指标的试验实测值与技术条件保证值之间

的容许偏差，用来补偿许可范围内的原材料性能差异，加工偏差

及测试误差所造成的影响。

异步电动机力能指标的容差如下：

（1）效率容差

间接测定法，额定功率50千瓦以下

额定功率50千瓦以上

接测定法：

　最少为0.007。

<2>功率因数容差:

最少为-0.02,最多为-0.07.其中 

  与 

   为效率与功率因数的保证值。

容差计算到小数点后三位数止。

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2．运转特性

异步电动机必需具有与其拖动机械相适应的运转特性I才能

保证生产机械在各种工作状态下稳定地运转，并适应电力系统的

要求。

技术条件对不同类型、用途、容量和转速的电动机，规定

了运转特性指标的保证值及其容差。

短路试验，最大转矩和最小转矩测定实验的主要目的于是

考核电动机的以下运转特性

1·）起动性能（仅对鼠笼型异步电动机考核）

（1）起动初始电流与额定电流的比值IQ/Ie，应低于技术条

件的保证值（一般为5--7倍），最多不得超过保证值的1.2倍,

即容差为+20％。

（2）起动初始力矩与额定力矩的比值蛰应达到技术条件的保证值（一般为0．9、1.8倍），容差为—10％。

（3）起动过程中的最小力矩与额定力矩之比MQmin/Me   应不低于技术条件的保证值，但至少应不低于0.5倍起动初始力矩的保证值（计及容差）o．8倍（100千瓦及以下的电机）或0.6倍

（100千瓦以上的电机）的额定力矩。

对于检修后的高压异步电

动机，起动力矩不应低于规定值的15％。

起动力矩或最小力矩太低，会使电动机的起动时间加长，甚至在电网电压较低时，不能带负载起动到额定转速。

2）最大力矩

最大力矩与额定力矩的比值Mmax/Mmin，应达到技术条件的保证值，容差为—10％，计及容差后，连续或短时定额的电动机不应低于1．6倍，断续定额的电动机不应低于2倍。

最大力矩太小，当电网电压短时下降或机6S短时过载时；电动机就难以可靠工作。

绕线型异步电动机都是转子串电阻起动，其最大力矩实际上还影响起动性能。

3）转差率

对于异步电动机的额定转差率，一般不严加控制，只要求不因转差*过大而影响效率，不因转差率过小而影响起动性能。

但当用户提出特殊要求时，额定转差率应符合技术条件的保证值（容差为20％），以免因电动机的转速一转矩特性改变，不能适应拖动机械的特性，或不能满足多台电动机在机械上并联运转的要求。

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3．温升

电动机绕组、轴承以及其他部件，只有在低于其最高容许工

作温度下使用，才能保障其经济使用寿命和运转可靠性。

温升试

验的目的，就是考核电动机额定运转时各部分的温升。

在—般使用条件下（冷却介质温度低于４０ºＣ，海拔不超过1000米），电动机额定运转时各部件的温升限度如下：

1）绕组

容量小于5000千瓦，铁心长度短于1米的电动机，各级绝缘

绕组的温升限度列于表6-1中。

绕组温升过高，其寿命将缩短甚至烧毁，例如，A级绝缘绕组

中最热点工作温度每超过允许工作温度8ºＣ，E，B级绝缘每

超过100ºＣ，H级绝缘每超过12ºＣ，其热老化寿命将缩短——半。

2）与绕组接触的铁心及其他部件

这些部件的温升（指温度计法测温），不应超过所接触的绝

缘绕组用电阻法测温的温升限度（见表6-1）。

3）不与绕组接触的铁心及其他部件

对不绝缘的短路绕组（如鼠笼绕组），不与绕组接触的铁心

及其它部件的温升，不应达到足以使任何邻近的绝缘或其他材料

有损坏危险的数值。

4）集电环

集电环的温升。

（温度计法）应不超过本身所用的绝缘等级的

容许限度,短时定额电动机的温升，比上述数值提高1０ºＣ。

因为短时负

载的电动机，温升只是在短时间内高出1０ºＣ，而长期处于冷状

态，因而其使用寿命仍可与连续负载正常温升的电动机接近。

5）轴承

在环境温度４０ºＣ时，滑动轴承的温度应不超过8０8０ºＣ，   滚动轴

承应不超过95ºＣ       ，特种轴承采用特殊的润滑脂后，工作温度允许

升高到制造厂规定的数值。

滑动轴承工作温度过高时，会加速润滑油氧化变质，并使其粘度降低、油膜不稳定、甚至引起轴承合金与转轴干摩擦而熔化。

●各种耐热等级绝缘材料的最高允许工作温度如下：

A级，105ºＣ，E级、12０ºＣ、

p级、13０ºＣ、F级155ºＣ、H级18０ºＣ、C级、18０ºＣ以上。

滚动轴承温度过高，会引起润攒脂变质、硬化，分解，有效润滑期缩短（润滑脂温度每超过其允许工作温度1０ºＣ，有效润滑期约缩短一半）；轴承退火、硬度降低，寿命缩短，轴承游隙减小，摩擦损耗剧增，润滑脂熔化而严重漏油，轴承发生干摩擦而损坏。

润滑油和润滑脂的粘度随温度升高而降低。

环境温度升高

时，轴承摩擦损耗减小，轴承温升也稍降低。

因此，轴承是否过

热以工作温度来考核。

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4．运转可靠性

电动机运转的可靠性关系到电动机能否正常使用及人身设备

的安全问题。

绝缘电阻测定，耐压试验，都是为了考核产品的运

转可靠性，以保证电动机具有经济的使用寿命。

标准对电动机安全运转方面的要求如下：

1）绕组绝缘的介电强度

（1）绝缘电阻：

在电动机的热状态下，绕组对机壳及其相

互间的绝缘电阻，不应低于下式的计算值

式中p。

——电机的额定功率（kW）：

Uo——绕组的额定电压（V）。

（2）对地及相间耐压，绕组对地及相间绝缘，应能承受交流50赫电压数值为2U。

+1．0千伏并历时1分钟试验而不被损坏。

但对于2—6千伏高压电动机更换定子绕组及更换绕线式转子绕组时交流耐压试验标准如表6-2所示。

（3）匝间耐压，电动机在空载情况下应能承受1．3倍的额

定电压并历时5分钟的耐压试验，而匝间绝缘不被损坏。

2）机械强度一般用途的异步电动机，应能经受住1．2倍ne的转速，空载运转2分钟不产生损坏或残余变形。

3）过载能力

在额定电压与额定频率下，异步电动机应能承受1．6倍（连

续定额及短时定额的电动机）或2倍（断续定额的电动机）额定

转矩作用历时15秒钟而不被损坏，并在逐步增加转矩时不致出现

堵转或转速突降的现象。

表6-2a

4）运转平稳性

一般用途的三相异步电动机，在额定电压及额定频率下空载

运转时，机座和轴承座上任何一点在纵向、轴向和水平方向振动

的最大等效双振幅，不应超过袭6—3所规定的数值，且无显著的

周期性变化。

电动机振动过大，可能引起轴承过热，电刷冒火，加速集电

环磨损，绝缘发生机械损伤，噪声增大，甚至导致动静部分互相

摩擦，零部件松脱或疲劳损伤等现象。

此外，还会对所拖动机械

本身的性能造成不良的影响，特别大型电动机甚至造成建筑物的

寿命缩短。

表6-3一般用途三相异步电动机容许振动范围

 同步转速（r.p.m）

3000

1500

1000

750以下

两倍振幅度值（mm）

0.050

0.085

0.100

0.120

电动机在起动过程的某一转速下，振动可能特别大，但只要不引起动静部分摩擦

和零件损坏，且临界转速与额定转速相差较大，可不予考核

2.同步电动机的技术测定　

同步电动机各种损耗的测定

同步机的测定方法和异步机差不多。

试验时的线路图和异步机相同。

区别是同步机有励磁机的损耗。

因为励磁机的损耗是从线路上取得的能量，所以应该算入输入功率，同时同步机的转子不计损耗，只计算励磁损耗。

下面分别谈谈同步机功率及效率的计算。

1．同步机的损耗

1）铁损．△Pti

2）机械损耗△Pj

3）定子绕组的铜损△Pti

4）杂散损耗△Pz

5）励磁机损耗△Pe

2．各种损耗的确定

1）铁损耗△Pt：

和机械损耗△Pj之和：

应使同步机在额定电压

和额定频率下空载运行，调节励磁机电流使定予绕组中的输入电

流为最小值时，测量同步机的输入功率并由（6-49）式计算求出。

△Pti+△Pj=P。

—3I2Rw（kW）（6-49）

式中△Pt：

——同步机的铁损（kW），

△Pj——同步机的机械损耗（kW），

Po——同步机空载功率（kW），—

I。

——同步机的空载电流（A），

Rw—一基准温度时的定子相电阻（Q）。

为了计算方便，我们把铁损△Pti与机械损耗△Pj之和，称为固定损耗如公式（6-50）所示。

△P=△Pti+△Pj（kw）（6-50）

若该同步机是由附设的励磁机供给励磁，在空载输入功率中：

^

除减去空载电枢电阻损耗外，还要减去励磁线路中的基本铜耗及励磁机的铁损和铜耗，而附设励磁机的机械损耗贝咂并入被测同步电动机的机械损耗之内。

2）定子绕组的铜耗计算

△Ptl=3I2Rw*10-3（kW）

式中I1——带负载时的相电流。

3）励磁损耗△Pe。

当被测同步机直接由外界直流励磁时，

励磁损耗△Pe按（6-52）式计算

△Pe=I2Re*10-3（kW）（6-52）

式中△Pe——励磁损耗（kw）

I。

——励磁电流（A）。

Re·—标准工作温度（75

）时励磁绕组的直流电阻值（

）。

如果励磁电流是通过滑环电刷引入，则励磁损耗还应包括电刷电能损耗，它可由给定负载时的励磁电流与电刷接触电压降乘积求出。

若无其他规定，电刷接触电压降可按每极性“碳精石墨”为1伏，“金属石墨”为0.3伏计算。

由外电源励磁，外电源中的损耗不被计入。

在有附设励磁机的同步电动机中，励磁绕组中的铜耗。

集电环上电刷电能的损耗，励磁机中的损耗，如果励磁电路内有变阻器，还有变阻器损耗，它们皆应列入励磁损耗中。

励磁机的机械损耗，应包括在同步电动机的机械损耗内，励磁机的其他损耗可由同步电动机励磁绕组中的基本铜耗与电刷电能损耗之和除以励磁机的效率先求出励磁机的输入功率，再减去励磁机的输出功率而求得。

4）杂散损耗△PZ，在矿井条件下一般按下式计算：

式中Pe——铭牌给出的额定功率（kW）

Ie——额定电流（A）;

I——负载时的电流（A）。

3．同步机效率计算

同步机的效率计算公式如（6-54）式                      

式中

——总损耗（kW）

P1——输入功率（kW）

qt——同步机的效率。

4、同步机输出功率计算

具体同步机的试验方法，可参阅国家标准（GBl029-67）。

二、同步电动机V型曲线[I=f（Ic）]的测定

矿井电网的主要负载多为异步电动机与变压器，这类负载都要从电网中吸收电感性无功功率，造成电网功率因数较低，增大了电网酌压降与矿井电费，为此矿井大型固定机械负载在机械性能要求允许的情况下，尽可能采用同步电动机拖动方式