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電動(dòng)機(jī)
常見的電動(dòng)馬達(dá)是三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。這種電動(dòng)機(jī)應(yīng)用于所有類型的工業(yè)。它無聲且可靠,因此是絕大多數(shù)系統(tǒng)的一部分,包括壓縮機(jī)在內(nèi)。電動(dòng)機(jī)主要包括兩部分,靜止的定子和轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子。定子產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的磁場,轉(zhuǎn)子將此能量轉(zhuǎn)換動(dòng)能,即機(jī)械能。
定子連接到三相電源上。定子繞組中的電流加強(qiáng)了旋轉(zhuǎn)磁力場,這樣就會在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生電流,并會加強(qiáng)磁力場。定子與轉(zhuǎn)子各自的磁力場產(chǎn)生轉(zhuǎn)向力矩,結(jié)果就會使轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速
如果異步電動(dòng)機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)速度與磁場相同,轉(zhuǎn)子上的感應(yīng)電流將會是零。然而,由于軸承的各種損失,軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度總是低于磁場同步轉(zhuǎn)速(叫做“滑程”)的1-5%。
(永磁電動(dòng)機(jī)不會產(chǎn)生任何滑程。)
效率
電動(dòng)機(jī)中的能量轉(zhuǎn)換不會沒有損失。那些損失是在其它機(jī)構(gòu)中的電阻損耗、通風(fēng)損失、磁化損失和摩擦損失。
P2總是電動(dòng)機(jī)銘牌上印有的數(shù)據(jù)。
電動(dòng)機(jī)絕緣等級
電動(dòng)機(jī)繞組中的絕緣材料按照IEC60085來分級,IEC60085是由國際電工技術(shù)委員會發(fā)表的一份標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)溫度的不同,字母來代表等級數(shù),此溫度是隔離應(yīng)用領(lǐng)域的上限。
如果超出上限10℃持續(xù)一段時(shí)間,絕緣材料的使用壽命就會縮短一半左右。
絕緣等級 | B | F | H |
最大線圈溫度℃ | 130 | 155 | 180 |
環(huán)境溫度℃ | 40 | 40 | 40 |
溫度上升℃ | 80 | 105 | 125 |
熱余?!?/span> | 10 | 10 | 15 |
電動(dòng)機(jī)防護(hù)等級
按照IEC60034-5,防護(hù)等級指定了電動(dòng)機(jī)防接觸和防水的分類情況。這些都是以字母IP和兩位數(shù)字表示。第一位數(shù)字表明電動(dòng)機(jī)固體對接觸和滲透的保護(hù)程度。第二個(gè)數(shù)字表明防水的程度。例如,IP23中的(2)表示防固體物的厚度是12mm;(3)表示從垂直方向起可以防止水直接噴灑到60°的位置IP54:(5)防塵;(4)對來自各個(gè)方向水的噴灑都可以防護(hù)。IP55:(5)防塵;(5)對來自各個(gè)方向的低壓噴射的水都可以防護(hù)。
電動(dòng)機(jī)冷卻方法
按照IEC60034-6冷卻方法說明了電動(dòng)機(jī)如何冷卻。這是用字母IC、代表冷卻方式的數(shù)字(不通風(fēng)、自通風(fēng)、強(qiáng)制冷卻)和冷卻操作模式(內(nèi)部冷卻、表面冷卻、閉路冷卻、液體冷卻等等)來表示。
電動(dòng)機(jī)安裝方法
按照IEC60034-7,安裝方法明確了應(yīng)該如何安裝電動(dòng)機(jī)。這是由字母IM和四個(gè)數(shù)字表示。例如,IM1001表示:兩個(gè)軸承、一個(gè)帶有自由軸頸端的軸和帶腳定子固定機(jī)構(gòu)。IM3001表示:兩個(gè)軸承、一個(gè)帶有自由軸頸端的軸、無腳定子機(jī)構(gòu),帶有平面固定孔的大法蘭。
該圖顯示了電機(jī)繞組的連接是星形連接,其中端頭連接在星形連接電機(jī)端子上。這個(gè)例子顯示了它連接在690V電源上。
該圖顯示了電機(jī)繞組的連接是組在三角形連接,其中端頭連接在三角形連接電機(jī)端子上。這個(gè)例子顯示了它連接在400V電源上。
電動(dòng)機(jī)星形連接(Y)和三角形(?)連接
三相電動(dòng)機(jī)有兩種連接方法:星形(Y)或三角形(Δ)。三相電動(dòng)機(jī)的繞組標(biāo)有U、V和W(U1-U2;V1-V2;W1-W2)。在美國標(biāo)準(zhǔn)則使用T1、T2、T3、T4、T5和T6。對于星形連接來講,電動(dòng)機(jī)繞組“端子”連接到一起,形成零點(diǎn),外觀像一個(gè)星形(Y)。
主電源連接在三相電機(jī)的端子上,顯示為U、V和W。位相序列分別是L1、L2和L3。該圖顯示了電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),如從“D”驅(qū)動(dòng)端部看到的一樣。為使電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),要更換連接在啟動(dòng)器或電機(jī)上的三根火線中任意兩個(gè)的接線位置。當(dāng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),要檢查冷卻風(fēng)扇的運(yùn)行。
相電壓(相電壓=主電壓/√3;例如400V=690/√3)會穿過整個(gè)繞組。朝向零點(diǎn)的電流Ih變成相電流,相應(yīng)的,相電流將會以If=Ih流過繞組。
在三角形(Δ)連接中,起點(diǎn)和終點(diǎn)在不同的相中是連在一起的,然后就形成一個(gè)三角形(Δ)。因此,將有一主電壓流過繞組。進(jìn)入電動(dòng)機(jī)的電流Ih是主電流,它將會在繞組之間分開,使每一相都通有電流,Ih/√3=If。同樣的電動(dòng)機(jī)可以連接到690V的星形連接上,也可以連接到400V的三角形連接上。在這兩種情況下,流過繞組的電壓都會達(dá)到400V。對于通往電動(dòng)機(jī)的電流,連接到電壓為690V的星形連接的電流要低于連接到電壓為400V的三角形連接的電流。電流之間是√3的關(guān)系。
例如,對于電動(dòng)機(jī)電板,它可以使用690/400V的電壓。就是說,星形連接主要用于高壓,而三角形連接主要用于低壓。也可以源于電板的電流對于星形連接電動(dòng)機(jī)來說較低,而對于三角形連接的電動(dòng)機(jī)來說就較高。
電動(dòng)機(jī)力矩
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向力矩是表示電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向能力的物理量。每臺電動(dòng)機(jī)都存在最大力矩。當(dāng)負(fù)載大于最大力矩時(shí),電動(dòng)機(jī)則不能轉(zhuǎn)動(dòng)。在低于電動(dòng)機(jī)的最大力矩的正常負(fù)荷范圍內(nèi),電動(dòng)機(jī)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。然而,啟動(dòng)序列會包括額外負(fù)載。電動(dòng)機(jī)性能通常變現(xiàn)為力矩曲線。
鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的力矩曲線,當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)力矩比平常大。Mst=啟動(dòng)力矩、Mmax=最大力矩(“切削力矩”)、Mmin=最小力矩(“鞍座力矩”)、Mn=額定力矩
螺桿式壓縮機(jī)的星形/三角形啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的力矩曲線與螺桿壓縮機(jī)的力矩需求曲線。壓縮機(jī)在星形接線時(shí)是空載(空轉(zhuǎn))。當(dāng)速度已達(dá)到約90-95%的額定速度時(shí),電機(jī)切換到三角形接線,力矩增加,壓縮機(jī)加載,并且達(dá)到了它的工作點(diǎn)。
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