6.1.3 三相异步电动机的铭牌数据
三相异步电动机的铭牌数据
1.三相异步电动机的技术数据
三相异步电动机的铭牌主要是向使用者说明电动机的一些额定数据和使用方法，因此读懂铭牌数据，并按照规定要求去操作，是正确使用电动机的前提条件。表6.1.2所示为某一三相异步电动机的铭牌数据。
表6.1.2 某一三相异步电动机的铭牌数据
下面就铭牌中的数据逐一做介绍。
1）型号
为了满足各种不同用途和不同工作环境的需要，电机制造厂把电动机制成各种系列，每个系列的不同电动机用不同的型号表示。型号主要由产品名称中最具有意义的汉语拼音大写字母、国际通用符号和阿拉伯数字三部分组成，如型号Y90L-4。
国产电动机主要有：
Y系列：全封闭、自扇自冷、笼型转子异步电动机。
Y2系列：该系列电动机是在原有Y系列基础上更新设计的一般用途的基本系列电动机。
2）额定值
额定值是指设备在一定条件下正常运行时对电压、电流、功率等所规定的数值，是反映设备重要技术性能的数据，是生产、设计、制造和使用产品时的技术依据。通常这些数据都会刻在产品的铭牌上，因此又称铭牌值。三相异步电动机的额定值主要有以下几个：
（1）额定电压。
额定电压，即铭牌上所标的电压值，是指三相异步电动机在额定运行时三相定子绕组上所加的线电压值。一般规定电动机的电压不应高于或低于额定值的5%。额定电压与电动机的定子绕组接法有对应关系。目前常见的电动机的额定电压有380 V和220 V。
必须注意：在低于额定电压下运行时，最大转矩Tmax和启动转矩Tst会显著地降低，这对电动机的运行是不利的。
（2）额定电流。
额定电流即铭牌上所标的电流值，是指电动机在额定运行时定子绕组允许通过的最大线电流值。
当电动机空载时，转子转速接近于旋转磁场的转速，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随着相应增大。
（3）额定功率。
额定功率是指电动机在额定情况下运行时，转子轴上输出的机械功率。三相异步电动机额定电压、额定电流和额定功率之间的关系为
式中，UN为额定电压；IN为额定电流；cosφN为功率因数，因为电动机是感性负载，定子相电流滞后于相电压。三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载时为0.7～0.9，而在轻载和空载时更低，空载时只有0.2～0.3。选择电动机时应注意其容量，防止“大马拉小车”，并力求缩短空载时间。ηN为效率，即输出功率与输入功率的比值，一般鼠笼式电动机在额定运行时的效率为72%～93%。
（4）额定转速。
额定转速是指额定运行时电动机的转速，单位为r／min。不同的磁极对数对应有不同的转速等级。
（5）额定频率。
我国电网频率为50 Hz，国内异步电动机的频率均为50 Hz。
3）接法
电动机的接法是指电动机三相定子绕组的连接方式。一般鼠笼式电动机的接线盒中有六根引出线，分别标有U1、V1、W1、U2、V2、W2，其中，U1、V1、W1为每相绕组的首端，U2、V2、W2为每相绕组的末端。三相异步电动机的连接方法有两种：星形（
）连接和三角形（△）连接。通常三相异步电动机功率在4 kW以下者接成星形；在4 kW（不含）以上者，接成三角形，如图6.1.3所示。
4）温升和绝缘等级
温升是指电动机运行时绕组温度允许高出周围环境的极限温度数值，允许高出数值的多少由电动机绕组所用绝缘材料的耐热程度决定，绝缘材料的耐热程度称为绝缘等级。绝缘等级是按电动机绕组所用的绝缘材料在使用时容许的极限温度来分级的，不同的绝缘材料，其最高允许温升是不同的。中小型电动机常用的绝缘材料分五个等级，其中，最高允许温升值是按环境温度40℃算出来的。绝缘材料温升限值如表6.1.3所示。
表6.1.3 绝缘材料温升限值
5）工作方式
为了适应不同的负载工作，按照负载持续工作时间的不同，把电动机的工作方式分为三种：连续工作、短时工作和断续周期工作。
2.三相异步电动机的选择
正确选择三相异步电动机的功率、种类、形式是极为重要的。
1）功率的选择
电动机的功率根据负载的情况选择合适的功率，选大了虽然能保证正常运行，但是不经济，电动机的效率和功率因数都不高；选小了就不能保证电动机和生产机械的正常运行，不能充分发挥生产机械的效能，并使电动机由于过载而过早地损坏。
（1）连续运行电动机功率的选择：对连续运行的电动机，先算出生产机械的功率，所选电动机的额定功率等于或稍大于生产机械的功率即可。
（2）短时运行电动机功率的选择：如果没有合适的专为短时运行设计的电动机，可选用连续运行的电动机。由于发热惯性，在短时运行时可以容许过载。工作时间越短，则过载可以越大，但电动机的过载是受到限制的。通常是根据过载系数λ来选择短时运行电动机的功率。电动机的额定功率可以是生产机械所要求的功率的1／λ。
2）种类和形式的选择
（1）种类的选择：选择电动机的种类是从交流或直流、机械特性、调速与启动性能、维护及价格等方面来考虑的。
①交、直流电动机的选择：如没有特殊要求，一般都应采用交流电动机。
②鼠笼式与绕线式的选择：三相鼠笼式异步电动机结构简单、坚固耐用、工作可靠、价格低廉、维护方便，但调速困难，功率因数较低，启动性能较差。因此在要求机械特性较硬而无特殊调速要求的一般生产机械的拖动应尽可能采用鼠笼式电动机。只有在不方便采用鼠笼式异步电动机时才采用绕线式电动机。
（2）结构形式的选择，电动机常制成以下几种结构形式：
①开启式：在构造上无特殊防护装置，用于干燥无灰尘的场所，通风非常良好。
②防护式：在机壳或端盖下面有通风罩，以防止铁屑等杂物掉入，也有将外壳做成挡板状，以防止在一定角度内有雨水滴溅入其中。
③封闭式：它的外壳严密封闭，靠自身风扇或外部风扇冷却，并在外壳带有散热片。在灰尘多、潮湿或含有酸性气体的场所可采用。
④防爆式：整个电动机严密封闭，用于有爆炸性气体的场所。
（3）安装结构形式的选择。
①机座带底脚，端盖无凸缘（B3）。
②机座不带底脚，端盖有凸缘（B5）。
③机座带底脚，端盖有凸缘（B35）。
（4）电压和转速的选择。
①电压的选择：电动机电压等级的选择，要根据电动机类型、功率以及使用地点的电源电压来决定。Y系列鼠笼式电动机的额定电压只有380 V一个等级。只有大功率异步电动机才采用3 000 V和6 000 V。
②转速的选择：电动机的额定转速是根据生产机械的要求而选定的。但通常转速不低于500 r／min。因为当功率一定时，电动机的转速越低，则其尺寸越大、价格越贵，且效率也较低，所以就不如购买一台高速电动机再另配减速器来得合算。异步电动机通常采用4个极的，即同步转速n0＝1 500 r／min。