運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試（第2版）課件 3.2.6三相異步電機(jī)的銘牌分析與選型 b2

運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試主講：南工機(jī)電教學(xué)團(tuán)隊(duì)高等教育出版社3.2.6三相異步電機(jī)的銘牌分析與選型銘牌數(shù)據(jù)1每臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)座上都有一塊銘牌，上面標(biāo)有該電動(dòng)機(jī)的主要數(shù)據(jù)。為了能正確選擇并使用電動(dòng)機(jī)，必然要了解銘牌。電機(jī)銘牌如圖3-42所示。3.2.6三相異步電機(jī)的銘牌分析與選型（1）型號(hào)型號(hào)主要用以表明電動(dòng)機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)等。表3-1中列出了各種電動(dòng)機(jī)的系列代號(hào)。型號(hào)舉例：Y132M－4，其中Y：三相異步電動(dòng)機(jī)；132：機(jī)座中心高，單位為mm；M：機(jī)座長度（S—短機(jī)座；M—中機(jī)座；L—長機(jī)座）；4：磁極數(shù)（極對(duì)數(shù)p=2）。3.2.6三相異步電機(jī)的銘牌分析與選型（2）定子繞組接線方式接線方式主要分為星形（Y）連接和三角形（△）連接。定子接線盒內(nèi)部連接如圖3-11所示。Y連接如圖3-43所示，△連接如圖3-43所示。圖3-43Y連接

圖3-44△連接3.2.6三相異步電機(jī)的銘牌分析與選型（3）額定電壓電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組上應(yīng)加的線電壓值。一般規(guī)定，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓不能高于或低于額定值的5%。因?yàn)樵陔妱?dòng)機(jī)滿載或接近滿載情況下運(yùn)行時(shí)，電壓過高或過低都會(huì)使電動(dòng)機(jī)的電流大于額定值,從而使電動(dòng)機(jī)過熱。三相異步電動(dòng)機(jī)的額定電壓有380V，3000V及6000V等多種。例如：380/220V、Y/

：是指線電壓為380V時(shí)，采用Y連接；線電壓為220V時(shí)采用△連接。（4）額定電流電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線電流值。例如：Y/

6.73/11.64A：表示星形聯(lián)結(jié)下電機(jī)的線電流為6.73A；三角形聯(lián)結(jié)下線電流為11.64A。兩種接法下相電流均為6.73A。3.2.6三相異步電機(jī)的銘牌分析與選型（5）額定功率與效率

效率是指電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)輸出的功率對(duì)定子輸入功率的比值η。額定功率是指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)械功率P2，它不等于從電源吸取的電功率P1。兩者的關(guān)系為：P2=η×P1，對(duì)于鼠籠異步電機(jī)來說，η=72～93%。其中：UN——電源輸入線電壓；IN——電源輸入線電流；cosφ——功率因數(shù)；φ——電壓與電流相位角3.2.6三相異步電機(jī)的銘牌分析與選型（6）功率因數(shù)

功率因數(shù)（PowerFactor）是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要的技術(shù)數(shù)據(jù)。功率因數(shù)是衡量電氣設(shè)備效率高低的一個(gè)系數(shù)。功率因數(shù)低，說明電路用于交變磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換的無功功率大，從而降低了設(shè)備的利用率，增加了線路供電損失。

在交流電路中，電壓與電流之間的相位角φ的余弦叫做功率因數(shù)。在數(shù)值上，功率因數(shù)是有功功率和總功率的比值，即cosφ=P/S。顯然在任何情況下功率因數(shù)都不可能大于1。

功率因數(shù)的大小與電路的負(fù)荷性質(zhì)有關(guān)，如白熾燈泡、電阻爐等電阻負(fù)荷的功率因數(shù)為1，一般具有電感性負(fù)載的電路功率因數(shù)都小于1。

三相異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載時(shí)約為0.7~0.9?？蛰d時(shí)功率因數(shù)很低，只有0.2~0.3。額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最高。如圖3-45所示。注意：實(shí)用中應(yīng)選擇容量合適的電機(jī)，防止出現(xiàn)“大馬拉小車”的現(xiàn)象。3.2.6三相異步電機(jī)的銘牌分析與選型（7）額定轉(zhuǎn)速電機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速nN。額定轉(zhuǎn)差率為：例如：nN=1440，則可以通過上述公式計(jì)算得：sN=0.04。（8）絕緣等級(jí)指電機(jī)絕緣材料能夠承受的極限溫度等級(jí)，分為A、E、B、F、H五級(jí)，A級(jí)最低（極限允許溫度105oC），H級(jí)最高（極限允許溫度180oC）。（9）工作方式

工作方式是對(duì)電動(dòng)機(jī)按銘牌上等額定功率持續(xù)運(yùn)行時(shí)間的限制，分為“連續(xù)”、“短時(shí)”和“斷續(xù)”等。S1工作制是連續(xù)工作制。S2工作制是短時(shí)工作制。S3是斷續(xù)周期工作制。3.2.6三相異步電機(jī)的銘牌分析與選型三相異步電動(dòng)機(jī)的選型2（1）種類的選擇選擇電動(dòng)機(jī)的種類是從交流或直流、機(jī)械特性、調(diào)速與起動(dòng)性能、維護(hù)及價(jià)格等方面來考慮的。1）交、直流電動(dòng)機(jī)的選擇

如沒有特殊要求，一般都應(yīng)采用交流電動(dòng)機(jī)。2）鼠籠式與繞線式的選擇三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，堅(jiān)固耐用，工作可靠，價(jià)格低廉，維護(hù)方便，但調(diào)速困難，功率因數(shù)較低，起動(dòng)性能較差。因此在要求機(jī)械特性較硬而無特殊調(diào)速要求的一般生產(chǎn)機(jī)械的拖動(dòng)應(yīng)盡可能采用鼠籠式電動(dòng)機(jī)。因此只有在不方便采用鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)時(shí)才采用繞線式電動(dòng)機(jī)。3.2.6三相異步電機(jī)的銘牌分析與選型（2）結(jié)構(gòu)的選擇電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)選擇主要考慮電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)和防護(hù)等級(jí)。由低到高絕緣等級(jí)包括A級(jí)、E級(jí)、B級(jí)、F級(jí)、H級(jí)、C級(jí)在直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)已做介紹。防護(hù)等級(jí)是針對(duì)電氣設(shè)備外殼對(duì)異物侵入的防護(hù)能力規(guī)定的等級(jí)。電機(jī)常用的防護(hù)等級(jí)有IP23、IP44、IP54、IP55、IP56、IP65。IP防護(hù)等級(jí)是由兩個(gè)數(shù)字所組成第1個(gè)數(shù)字表示燈具離塵、防止外物侵入的等級(jí)第2個(gè)數(shù)字表示燈具防濕氣、防水侵入的密閉程度數(shù)字越大表示其防護(hù)等級(jí)越高。3.2.6三相異步電機(jī)的銘牌分析與選型（2）結(jié)構(gòu)的選擇防塵等級(jí)(第一個(gè)數(shù)字)防水等級(jí)(第二個(gè)數(shù)字)

防護(hù)范圍

防護(hù)范圍名稱說明

名稱說明0無防護(hù)-0無防護(hù)-1防護(hù)50mm直徑和更大的固體外來體探測(cè)器，球體直徑為50mm,不應(yīng)完全進(jìn)入1水滴防護(hù)垂直落下的水滴不應(yīng)引起損害2防護(hù)12.5mm直徑和更大的固體外來體探測(cè)器，球體直徑為12.5mm,不應(yīng)完全進(jìn)入2柜體傾斜15度時(shí)，防護(hù)水滴柜體向任何一側(cè)傾斜15度角時(shí)，垂直落下的水滴不應(yīng)引起損害3防護(hù)2.5mm直徑和更大的固體外來體探測(cè)器，球體直徑為2.5mm,不應(yīng)完全進(jìn)入3防護(hù)濺出的水以60度角從垂直線兩側(cè)濺出的水不應(yīng)引起損害4防護(hù)1.0mm直徑和更大的固體外來體探測(cè)器，球體直徑為1.0mm,不應(yīng)完全進(jìn)入4防護(hù)噴水從每個(gè)方向?qū)?zhǔn)柜體的噴水都不應(yīng)引起損害5防護(hù)灰塵不可能完全阻止灰塵進(jìn)入，但灰塵進(jìn)入的數(shù)量不會(huì)對(duì)設(shè)備造成傷害5防護(hù)射水從每個(gè)方向?qū)?zhǔn)柜體的射水都不應(yīng)引起損害6灰塵封閉機(jī)體內(nèi)在20毫巴的低壓時(shí)不應(yīng)進(jìn)入灰塵6防護(hù)強(qiáng)射水從每個(gè)方向?qū)?zhǔn)柜體的強(qiáng)射水都不應(yīng)引起損害注：測(cè)試時(shí)，探測(cè)器的直徑不應(yīng)穿過機(jī)體的孔7防護(hù)短時(shí)浸水在標(biāo)準(zhǔn)壓力（一米水深）下短時(shí)（半小時(shí)）浸入水中時(shí)，不應(yīng)有能引起損害的水量浸入8防護(hù)長期浸水可以在特定的條件下浸入水中，不應(yīng)有能引起損害的水量浸入IP防護(hù)等級(jí)是由兩個(gè)數(shù)字所組成3.2.6三相異步電機(jī)的銘牌分析與選型（2）結(jié)構(gòu)的選擇例如開啟式電動(dòng)機(jī)防護(hù)等級(jí)為IP00，在構(gòu)造上無特殊防護(hù)裝置，用于干燥無灰塵的場(chǎng)所。通風(fēng)非常良好。封閉式電動(dòng)機(jī)，防護(hù)等級(jí)為IP65時(shí)，稱為全封閉式，電機(jī)外殼具有完全的封閉性能，能有效地隔離外界灰塵、水汽和其它污染物質(zhì)的侵害。封閉式電機(jī)具有以下特點(diǎn)：①外殼完全封閉，能在室內(nèi)和室外惡劣環(huán)境下應(yīng)用；②耐高溫、耐腐蝕、耐磨損，適用于船舶、冶金、礦山等惡劣條件下的使用；③安全可靠，能有效預(yù)防人員誤操作和灰塵、水汽等對(duì)電機(jī)內(nèi)部的侵害。此外還有密封式、防暴式等電動(dòng)機(jī)，分別適用于水下和易爆氣體場(chǎng)合等工作環(huán)境。3.2.6三相異步電機(jī)的銘牌分析與選型（3）安裝結(jié)構(gòu)型式的選擇主要是選擇機(jī)座及端蓋的形式。主要有三種，應(yīng)根據(jù)安裝空間及安裝要求選擇。1）機(jī)座帶底腳，端蓋無凸緣；2）機(jī)座不帶底腳，端蓋有凸緣；3）機(jī)座帶底腳，端蓋有凸緣。3.2.6三相異步電機(jī)的銘牌分析與選型（4）電壓和轉(zhuǎn)速的選擇1）電壓的選擇電動(dòng)機(jī)電壓等級(jí)的選擇，要根據(jù)電動(dòng)機(jī)類型、功率以及使用地點(diǎn)的電源電壓來決定。Y系列鼠籠式電動(dòng)機(jī)的額定電壓只有380V一個(gè)等級(jí)。只有大功率異步電動(dòng)機(jī)才采用3000V和6000V。2）轉(zhuǎn)速的選擇電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速是根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求而選定的。但通常轉(zhuǎn)速不低于500r/min。因?yàn)楫?dāng)功率一定時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速愈低，則其尺寸愈大，價(jià)格愈貴，且效率也較低。購買一臺(tái)高速電動(dòng)機(jī)，另配減速器方案更合理。3.2.6三相異步電機(jī)的銘牌分析與選型（5）功率的選擇電動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)與負(fù)載情況相符，選大了雖然能保證正常運(yùn)行，但是不經(jīng)濟(jì)，電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)都不高；選小了就不能保證生產(chǎn)機(jī)械正常運(yùn)行，并使電動(dòng)機(jī)由于過載而過早地?fù)p壞。1）連續(xù)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)功率的選擇對(duì)連續(xù)