第1章 通用基础知识
1.1 电动机分类
简单地讲,将电能转化为机械能并产生机械运动的机械叫电动机。
电动机分类方法有很多,从运行方式来分,有旋转电动机(含连续旋转、断续旋转和步进旋转三大类)、直线电动机、平面电动机等;从所用电源来分,有交流电动机(含单相和三相、同步和异步、工频和中频等多种分类)和直流电动机两大类;另外,还可从电压高低、结构形式、安装方式、冷却方式、工作制、体积或功率大小、用途、适用环境等多方面进行分类。下面简要地介绍几种主要的分类。
1.1.1 按尺寸大小或电压高低分类
按外形尺寸[含机座号(或中心高,单位为mm)和铁心外径]大小分为大、中、小、微共4类;按所用电源额定电压的高低,分为高压和低压两大类。具体分类方法见表1-1。
表1-1 按尺寸大小或电压高低分类
1.1.2 按使用时的安装方式分类
电动机的安装方式是指它在机械系统中与构架或其他部件的联结方式。用特定的代码表示,常用的代码形式有两种,一种是IM Bx;另一种是IM Vy。其中IM是国际通用的安装方式代码(分别取“国际”和“安装方式”两个词的英文单词International和Mounting type的首字母I和M);B表示卧式,即电机轴线水平;V表示立式,即电机轴线竖直;x和y各是1~2个阿拉伯数字,表示联结部位和方向。常用的几种安装方式见表1-2和表1-3(摘自GB/T 997—2008),表中字母D代表伸端,对于两端都有轴伸的,代表主轴伸端或较粗的一端。图1-1给出了5种最常用的安装方式。
表1-2 常用卧式安装方式图示和代码
表1-3 常用立式安装方式图示和代码
(续)
图1-1 常用安装方式示意图
1.1.3 按外壳防护能力分类
根据外壳防护其内部电器元件和运行元件避免外部物质(含人体)进入或触及的能力,对于防固体分0~6共7个等级,对于防液体分0~8共9个等级,两种防护组合分若干个等级。用“IP”(国际通用防护等级代码,是英语Ingress Protection的两个首字母)加1个表征防固体能力和1个表征防水能力的数字表示。表1-4和表1-5给出了简单表述的内容,例如IP54是可防止尘土进入同时可防止溅水进入的电机。图1-2是部分示例。
表1-4 第一位数字-防固体能力——不能进入的固体尺寸(单位:mm)
表1-5 第二位数字-防水能力——不能进入体内水的状态
图1-2 按外壳防护能力分类示例
1.1.4 按冷却方式分类
根据冷却器、冷却介质及其运行方式等分若干种。用“IC”(国际通用冷却方式代码,是英文International Cooling的两个首字母)加一些表征冷却介质及其运行方式、散热器件等信息的字母或数字表示。表1-6给出了几种常用类型的冷却方式电机示例、示意图和简写(省去了代表用空气作为冷却介质的字母“A”)代码,其中“外风扇”代表由转轴自带、安装在机壳外部的风扇;“内风扇”代表由转轴自带、安装在机壳内部的风扇(含铸铝转子端环上的扇叶);“自扇风”则是风扇由转子(或转轴)带动风扇运转产生用于冷却的风。
表1-6 几种常用类型的冷却方式电机示例、示意图和简写代码
1.1.5 按电机工作制分类
电机的工作制实际上就是电机在运行时,起动、加负载运行、空转或停转、制动等工作过程的时间安排,就像我们工作人员每一周、每一天的生活和工作时间安排一样。
电机的工作制分10种,分别用S1~S10共10个代码来表示,其中前8种使用较多,分类内容见表1-7,图1-3给出的是这8种工作制输入功率与时间的关系图,图中横轴(时间轴)上方的部分为吸收电功率(电动机状态),下方的部分为输出电功率(发电机状态)。
表1-7 电机工作制分类及各工作制的内容
1.1.6 按使用环境分类
1.普通电机对使用环境的要求
1)使用地点的海拔不超过1000m。
2)使用地点的环境(电机周边,含室内和箱内)温度最高不超过40℃;最低不低于-15℃,但输出功率<600W、带换向器、使用滑动轴承和以水为冷却介质的电机,规定为0℃。
3)使用地点的最湿月月平均最高空气相对湿度不超过90%,同时该月月平均最低温度不应超过25℃。
图1-3 S1~S8工作制输入功率与时间关系图解
D—起动 N—运行 R—停转 V—空转 F—电制动
2.可适应的特殊使用环境代码
按可适应的特殊使用环境,可分为高原(海拔超过1000m)型、船(海)上型、户(屋)外型、化学防腐型、热带使用型、湿热带使用型、干热带使用型等多种,分别在电机型号的最后一部分内容中以字母的形式给出,各类型的字母代码见表1-8。
表1-8 电机适用特殊环境代码
1.1.7 按转子的结构形式分类
三相异步电动机的转子有笼型转子和绕线转子两大类。
1.笼型转子
根据使用的导条材料不同,又可分为铸铝转子和铜条转子两种。近几年在高效电机领域又出现了铸铜转子。笼型转子的槽数一般会少于(个别会多于)定子的槽数,并且不一定是3的整数倍,也没有相数之分;但绕线转子的绕组相数一定要与定子绕组的相数相同。
2.绕线转子
其绕组用事先绕制的线圈组成,线圈的结构与定子绕组没有本质的区别,其相数与定子完全相同。
1.1.8 防爆电机分类
防爆电机分类见表1-9。国家标准规定,标志防爆电机的符号应以阳文(文字凸出平面)的形式铸造在部件上,ExdⅠ代表Ⅰ类,Ex代表Ⅱ类。图1-4给出了两种类型防爆电机的外形示例。
表1-9 防爆电机分类
图1-4 防爆电机特征符号标注示例