2.3 三相异步电动机的铭牌数据
铭牌安装在电动机的外表面显著的地方,是电动机的主要标志。铭牌上写明了电动机的简要数据,以便用户正确选择和使用电动机。在电动机维修时,铭牌数据是绕组重绕计算的重要依据,所以必须正确地了解铭牌。
电动机制造厂按照国家标准,根据电动机的设计和试验数据而规定的每台电动机的正常运行状态和条件,称为电动机的额定运行情况。表征电动机额定运行情况的各种数值,如电压、电流、功率等称为电动机的额定值。额定值一般标记在电动机的铭牌或产品说明书上,常用下标“N”标记。三相异步电动机的铭牌如图2-17所示。
图2-17 三相异步电动机的铭牌
三相异步电动机的铭牌上一般包括下列几种数据。
(1)型号
为了适应不同用途和不同工作环境的需要,电动机制成不同的系列,每种系列用各种型号表示。三相异步电动机的型号主要由三部分构成,即产品代号、规格代号和特殊环境代号,型号的具体编制内容如图2-18所示。
图2-18 三相异步电动机的型号构成
异步电动机产品代号含义见表2-1。
表2-1 异步电动机产品代号含义
中小型Y系列三相异步电动机的型号含义举例如图2-19所示。
图2-19 中小型Y系列异步电动机的型号含义举例
我国三相异步电动机主要有第二代产品J2、JO2系列和第三代产品Y系列及其派生产品,还有少量20世纪90年代生产的第四代产品Y2系列。
Y系列三相异步电动机是一种新产品。其性能先进,具有起动转矩大、噪声低、振动小、防护性能好、安全可靠、维护方便和外形美观等优点,并且符合国际电工委员会(IEC)标准。目前,Y系列三相异步电动机已逐步取代J2、JO2等旧型号三相异步电动机。
Y2系列三相异步电动机是采用新技术、新工艺、新材料的又一代新产品,它是Y系列三相异步电动机的升级换代产品。目前,Y2系列三相异步电动机已广泛应用于机床、风机、水泵、压缩机等各类机械设备上。
(2)额定功率
在额定运行情况下,电动机轴上所输出的机械功率为电动机的额定功率(PN),单位一般为kW(千瓦)。
(3)额定电压
额定电压(UN)是指电动机额定运行时,外加于定子绕组上的线电压,单位为V(伏)。一般规定电动机的工作电压不应高于或低于额定值的5%。当工作电压高于额定值时,磁通将增大,将使励磁电流大大增加,电流大于额定电流,使绕组发热。同时,由于磁通的增大,铁损耗(与磁通平方成正比)也增大,使定子铁心过热;当工作电压低于额定值时,引起输出转矩减小,转速下降,电流增加,也使绕组过热,这对电动机的运行也是不利的。
(4)额定电流
额定电流(IN)是指电动机在额定电压和额定输出功率时,定子绕组的线电流,也称满载电流,单位为A(安)。若三相定子绕组有两种接法时,就标有两种相应的额定电流值。
当电动机空载时,转子转速接近于旋转磁场的同步转速,两者之间相对转速很小,所以转子电流近似为零,这时定子电流几乎全为建立旋转磁场的励磁电流。当输出功率增大时,转子电流和定子电流都相应增大。
(5)额定功率因数
电动机是电感性负载,定子相电流比相电压滞后一个φ角,一般用cosφ表示异步电动机的功率因数。三相异步电动机的功率因数较低,在额定负载时,约为0.7~0.9;而在轻载和空载时更低,空载时只有0.2~0.3。因此,必须正确选择电动机的容量,防止“大马拉小车”现象,并力求缩短空载的时间。
(6)额定效率
对电动机而言,输出功率与输入功率不等,其差值为电动机本身的损耗功率,包括铜损、铁损及机械损耗等。电动机在额定运行时,将输出功率与输入功率的比值称为额定效率,用ηN表示,即。笼型异步电动机运行时,其额定效率ηN为75% ~92%。
(7)额定频率
我国电力网的频率为50Hz,因此除外销产品外,国内用的异步电动机的额定频率fN=50Hz。
(8)额定转速
额定转速(nN)是指电动机在额定电压、额定频率下,输出端有额定功率输出时,转子的转速,单位为r/min。由于生产机械对转速的要求不同,需要生产不同磁极数的异步电动机,因此有不同的转速等级。最常用的是四极异步电动机(n0 =1500r/min)。
(9)绝缘等级
绝缘等级是按电动机绕组所用的绝缘材料在使用时所允许的极限温度来分级的。所谓极限温度,是指电动机绝缘结构中最热点的最高允许温度。其技术数据见表2-2。
表2-2 极限温度技术数据
我国生产的三相异步电动机中,J2、JO2为E级绝缘,Y系列为B级绝缘,Y2系列为F级绝缘。在维修电动机时要区别不同产品,选择相应耐热等级的导线及绝缘材料。
(10)防护等级
防护等级是指人体接触电动机转动部分、电动机带电部分和防止固体异物进入电动机内的防护等级,防护标志IP44的含义如下:
IP——特征标志,为“国际防护”的缩写。
44——四级防固体(防止大于1mm直径固体进入电动机),四级防水(任何方向溅水进入电动机应无影响)。
(11)LW值
LW值是指电动机的总噪声等级,LW值越小,表示电动机运行时的噪声越低。噪声单位为dB(分贝)。
(12)工作制
工作制是指电动机的运行方式,根据发热条件可分为三种基本运行方式:连续运行(S1)、短时运行(S2)和断续运行(S3)。
① 连续运行(S1):按铭牌上规定的功率长期运行,如水泵、通风机和机床设备上电动机的使用方式都是连续运行方式。
② 短时运行(S2):每次只允许规定的时间内按额定功率运行,而且再次起动之前应有符合规定的足够停机的冷却时间。
③ 断续运行(S3):电动机以间歇方式运行,例如,吊车和起重机等设备使用的电动机就是断续运行方式。
(13)连接
连接是指定子三相绕组的连接。一般笼型异步电动机的接线盒中有六根引出线,如图2-20所示,上面的三个接线柱从左到右依次为W2、U2、V2(有些记为D6、D4、D5),下面的三个接线柱从左到右依次为U1、V1、W1(有些记为D1、D2、D3)。其中,U1 U2(D1 D4)是第一相绕组的两端;V1 V2(D2 D5)是第二相绕组的两端;W1 W2(D3 D6)是第三相绕组的两端。定子绕组采用的是星形连接。
图2-20 笼型异步电动机的接线盒中有六根引出线
三相绕组的六个出线端引至机座上的接线盒内,与六个接线柱相连。定子绕组根据电源电压和电动机铭牌上标明的额定电压,可以连接成星形(Y)和三角形(△),如图2-21所示。
图2-21 定子绕组的连接
总结提高
我国生产的Y系列中、小型异步电动机,其额定功率在3kW以上的,额定电压为380V,绕组为三角形连接。额定功率在3kW及以下的,额定电压为380V/220V,绕组为Y-△连接,即电源线电压为380V时,电动机绕组为星形连接;电源线电压为220V时,电动机绕组为三角形连接。