电动机基础知识

第一节、三相异步电动机介绍

一、电动机的分类

1、按电源分：

（1）、直流电动机：直流电通入定子形成磁极，直流电由电刷和整流子通入电梳转子，两者作用产生转矩，将电能转变成机械能。

（2）、交流电动机：交流电通入定子产生旋转磁场，和转子带电流导体相作用产生转矩，而使电能转换成机械能。据转子导体中电流的产生方法不同，又分为同步电动机和异步电动机。两者的定子结构是相同的，只是转子不同。

A、 同步电动机：一般是从外部将直流电由滑环通入转子线圈，此转子线圈中的带流导

体和定子旋转磁场作用而产生转矩，使转子旋转与定子的旋转同步。

B、 异步电动机：转子导体中的电流是由定子磁场感应产生，气隙旋转磁场与转子导体 中的感应电流相互作用产生转矩，从而实现电能转换成机械能的一种交流电动机其运行转速与旋转磁场转速间存在一定差异，即所谓异步。固称为异步电动机。又由于转子导体中的电流是由气隙旋转磁场感应产生，故亦称为感应电动机。使用电流单相和三相的不同，又有单相异步电动机和三相异步电动之分。由于三相异步电动机具有结构简单、制造、使用、维护方便，运行可靠等优点，因而广泛用于驱动机床、水泵、鼓风机、压缩机、起重卷杨设备、矿山机械、轻工机械及农用机械等，电力传动机械中有90﹪左右是由异步电动机驱动，其用电量约占总用电量的50﹪以上。

2、异步电动机的分类。异步电动机一般为系列产品，其系列、品种、规格繁多，又可分为许多类别。

（1）、按电机尺寸或功率大小分：

大型电机 定小铁心外经＞1000mm或机座中心高＞630mm。

中型电机 定子铁心外经500-1000mm或机座中心高在355mm-630mm。 小型电机 定子铁心外经在100-500mm或机座中心高在80-315mm （2）、按系列产品用途分：

基本系列 产量最大，使用范围最广的通用电机系列。如：Y系列、Y2系列小型三 相异步电动机。

派生系列 为满足不同使用要求，在基本系列的基础上作部分改动而派生的系列产品， 其零部件与基本系列有较高的通用性和一定程度的统一性。如：YR系列绕线转子电动机，Y-WF系列户外防腐型电动机，YB系列隔爆型电动机。

专用系列 为满足特殊使用要求而专门设计制造的系列产品。如：YZR、YZ系列起 重冶金用电动机，DFP系列屏风电动机。 （3）、按冷却方式分：有自扇冷和自冷式两种

（4）、按安装方式分：有卧式安装、立式安装等安装型式。

对于各类电动机，还可按电动机的电源相数（三相或单相）、电流电压（380V、3KV、 6KV）、电源频率（50HZ、60HZ）、绝缘等级（E级、B级、F级、H级）等进行分类。 二、三相异步电动机的型号及铭牌

电动机的铭牌 电动机的铭牌相当于一个人的户口簿、身份证，其标明项目有：电动机型号、外壳防护等级、额定功率、额定频率、额定电流、额定电压、额定转速、绝缘等级、接线方法、噪声限值、标准编号等。对于派生系列和专用系列还需标明其他一些内容，如防爆电动机须标明防爆标志和防爆类别、等级及合格证编号等。

1、产品型号 其编制方法是根据国家标准规定，型号采用汉语拼音字母，以及国际通用符号和阿拉伯数字组成。一般由四部分组成：产品代号、规格代号、特殊环境代号、补充代号。

主要产品型号举例： （A）、小型异步电动机

Y2—132S2—2—极数

规格代号，表示中心高132mm，短机座，第二改心长度Z 产品代号，表示异步电动机第二次改型设计

（B）、户外化工防腐用异步电动机

Y—180M—4 WF1 特殊环境代号，W表示户外用，F表示化工防腐用，1表示中等防腐

规格代号，表示中心高180mm，中机座4极 产品代号，表示异步电动机

（C）、隔防型防爆电动机

YB—200L—4 规格代号，表示中心高200mm，长机座，4极 产品代号，表隔爆型防爆异步电动机

三相异步电动机的型号很多，最保守估计也有50种以上，可根据不同用途的需要进行选型，只有选型合适才能保证可靠、安全、经济运行。

2、外壳防护等级 有IP23、IP44、IP等

IP—4—4 第二位表征数字，表示由于外壳进水而引起有害影响的防护 第一位表征数字，表示外壳对人和壳内部件的防护 表征字母，意为国际防护等级

第一位数字分0-5共6个等级，字数越大要求越严格，为：6级防尘电机，能防止进尘量不足以影响电机的正常运行。

第二位数字分0-8共9个等级，4为防溅水电机，5为防喷水电机，8为潜水电机 3、额定功率 表示电动机的额定输出轴功率KW，如YZ系列有0.55、0.75、1.1、1.5、2.2、3、4、5.5………132、160、200等等。

4、额定频率 表示电动机所运行的电源频率，一般有50HZ、60HZ、我国通用的电源

频率为50HZ，而美国等国家使用的电源频率为60HZ，因此有些出口产品要求60HZ的电源频率。

5、额定电压 表示电动机运行时所要求的电源电压，我国通用的电压：低压电动机一般为380伏，高压电动机一般为3000伏、6000伏和10000伏。

6、额定电流 额定电压下，额定输出功率的负载电流。

7、额定转速 额定电压，额定频率下，达到额定输出功率时的转速，如：4极电动机定子旋转磁场50HZ时的同步转速为1500转/分，而异步电动机的转速不可能达到同步转速。如4极异步电动机一般转速在1400多转，而且随电机功率大小而变化，同台电动机随负载大小而变化，当然也随电源频率变化而变。

8、绝缘等级 根据电机制造时所使用的绝缘材料的耐热等级一般可分为E、B、F、H、C等几个等级，如：B极耐热1300C，F级耐热1550C，H级耐热1800C。

9、接线方式 指三相绕组六个引线相互连接后再接至三相电源的接法。我国标准规定：3kw及以下功率的电动机为Y接，4kw及以上功率的电动机为 接（大功率有便于Y/起动）。

10、噪声限值 对电动机噪声的要求越来越严格，Y系列考核空载噪声，而Yz系列要考核负载负声。噪声过大超过限值为不合格品。

11、运行工作制 有连续工作制S1，短时工作制S2，同期性工作制S3—S8。 12、标准编号 一般是指该系列产品的技术条件的编号，许多技术参数、性能在标准中有明确规定，如：电动机的效率、功率因数、温升、起动转矩、最大转矩、起动电源等在标准中都有明确规定，某一项超标就视为不合格品。有了标准编号就可查到有关的标准数据。 三、常用三相异步电动机产品

1、 Y2系列三相异步电动机

Y2系列电动机是全封闭自扇冷式笼型转子异步电动机，是我国20世纪90年代中期最 新设计的基本系列产品，用以替代Y系列的更新换代产品，产品的技术指标达到国外同类产品90年代水平。Y2系列的功率等级和安装尺寸的关系基本上Y系一致，在原先使用Y系列的场合均可用Y2系列产品替代。

Y2系列电动机采用F级绝缘，温升按B级绝缘考核，以提高其使用的可靠性，防护等 级提高到IP（Y系列为IP44），机座采用平行垂直分布的散热筋，接线盒采用铝合金压铸，在Y系列的基础上改进了电磁和结构设计，降低了电机的噪声和振动，节约了有效材料，使电机的结构更为合理，且外形新颖美观。Y2系列电动机为一般用途电动机，可用于无特殊要求的各种机械设备，如作为机床、水泵、风机、运输机械、农业机械等设备的驱动动力之用。

2、 Y系列三相异步电动机

Y系列电动机（IP44），采用B级绝缘，它是我国80年代初投入生产的基本系列产品， 是当时替代JO2系列的换代产品。随着Y2新系列产品推广，今后Y系列电动机将逐步被淘汰（国家机械局今年初已下达通知）。Y系列电动机的使用场合与Y2系列基本相同，YZ系列电机通过对结构改进，将电机的防护等级提高到IP，适用范围较Y系列（IP44）电机扩大了。

3、 YB系列隔三相异步电动机

YB系列隔爆型电机是在Y基本系列电机的基础上派生的，其内部铁心及线圈数据和Y 系列基本相同，其安装尺寸和Y系列也相同，只是在机壳、端盖、轴承盖、土线盒等零部件和Y系列有所不同，设计有隔爆面等结构。隔暴型电机产品不是所有电机厂均可制造，必须取得经国家有关部门严格审查取得防爆审查合格证的企业方可生产，其产品铭牌上必须有防爆审查合格证号，并标明防爆等级标志，如：ExdⅡBT3，Ex为防保标志，d表示隔暴型，适用于电气设备级，温度组别为T1—T3的可燃性气体或蒸气与空气形成的爆炸性混合物场所。

以上提到的只是和水泵配套使用的常用电动机，事实上三相异步电动机的品种很多，可 有近百种。此外还有几大类的电动机，如：单相电动机、同步电动机、直流电动机等。 四、三相异步电动机的常见故障及损坏状况

1、电动机运行中应正确维护和定期维修，才能保证电动机的正常运转。对较大功率的电动机应安装电流表监视负载电流，并应有过电流保护装置。电动机运行中应当观察其电源电压、频率的变化，否则有可能引起电动机过热或不正常运行。

2、常见电动机定子绕组损坏状况及原因分析

（1）、绕组对地击穿 一般在定子槽口或槽底对地击穿较多，对地击穿后具火花烧毁相邻导线漆皮而造成匝间击穿。对于新品或使用时间不长的电动机发生此类情况，大多应属于制造质量问题。

（2）、绕组匝间击穿 大多在定子绕圈端部发现此种损坏情况，往往局部有几根导线被烧断。造成匝间击穿损坏可能有两种原因：一是漆色线质量问题；二是可能嵌线时划伤了导线漆皮或工件搬运过程中有碰伤导线漆皮的。

（3）、一相或二相绕组烧毁 这种损坏情况很可能是缺相运行，一般应是用户使用不当造成。

（4）、三相绕组全部烧毁 一般是由于运行中长期过电流造成，过电流的原因可有电压偏低或过负载等，而过电流保护不起作用，以致电动机长时间温升过高，发生冒烟直至线圈全部烧毁。亦也能是设备机械故障，卡死而使电机处于堵转状态，6、7倍的电流，过电流保护又失灵，电机绕组很快全部烧毁。这种损坏应是用户原因造成。

（5）、电动机带负载运行时转速低于额定值 可能原因有电源电压过低，笼型转子断条，负载过大等。

附表：Y2系列电动机的机座型号与转速及功率的对应关系。

YZ系列电动机的机座号与转速及功率的对应关系

附表： 同步转速r/min 机座号 3000 1500 1000 功率kw 8012 90S 90L 100L12 112M 132S12 132M12 160M12 160L 180M 180L 200L2 225S 225M 250M 280S 280M 315S 315M 315L2 355M12 355L 11750 600 0.75 1.1 1.5 2.2 3 4 5.5 7.5 / 11 15 18.5 22 / 30 37 / 45 55 75 90 110 132 160 200 250 315 0.55 0.75 1.1 1.5 2.2 3 4 5.5 *0.37 *0.55 0.75 1.1 1.5 2.2 3 4 5.5 7.5 11 / 15 18.5 22 / 30 37 45 55 75 90 110 132 160 200 250 *0.18 *0.25 *0.37 *0.55 *0.75 *1.1 *1.5 2.2 7.5 3 4 5.5 7.5 / 11 15 18.5 22 30 37 45 55 75 90 110 132 160 200 45 55 *75 *90 *110 *132 *160 11 15 18.5 22 30 37 45 55 75 90 110 132 160 200 250 315 第二节、防暴电动机知识介绍

根据用户的要求我公司有些水泵或化工泵配用了防爆电动机。因此，公司销售系统及驻外人员常向技术部问起防爆电机方面的一些问题。现略谈一下防爆电动机有关问题。

石油、化工、煤炭等许多部门，在其工作场所和生产过程中可能存在易烯易爆气体、液体、粉尘等物质（易爆物质有数百种）。这些物质与空气混合成为具有爆炸危险性的混合物，并使周围空间成为不同程度的爆炸危险场所。一旦在这些场所存在点火源，就可能引起燃烧和爆炸的严重事故，造成生命财产的巨大损失。我们常听说某某煤矿瓦斯爆炸就是这类事故。为了防止爆炸事故的发生，这些危险场所使用的电气产品如：电动机、电气开关、照明灯具、电话机等都要采用特殊结构经国家许可制造的防爆产品，就电动机而言，煤矿井下几乎全部采用防爆电机，在石化工业所用电动机中，防爆电机点50～80%。

1、 爆炸危险场所分类

根据爆炸性气体环境出现的频率和持续时间把危险场所分为以下区域： 0区：爆炸性气体环境连续出现或长时间存在的场所； 1区：在正常运行时，可能出现爆炸性气体环境的场所；

2区：在正常运行时，不可能出现爆炸气体环境，如果出现也是偶然发生，并且仅是短时间存在的场所。

2、 防爆电机的类型

所谓防爆电机，就是指对其采取一些防爆措施，以确保在爆炸危险场所中可安全使用的电机。

防爆电机根据其达到防爆要求的基本原理不同可分为下面三种类型或它们的复合型。

（1）隔爆型，D型，（我国称为B型）在电机内部发生爆炸时，不引起外部爆炸性混合物爆炸的电机。电机外壳有足够的机械强度（高标号铸铁，钢板为机壳），使之能承受爆炸压力和外力冲击而不损坏；组成整个隔爆外壳的全部缝隙，如：端盖止口等处须符合隔爆接合面的结构参数（间隙及长度）；接线盒、进线装置等提出要求；控制外壳表面的温度，使其不能达到危险温度。

（2）增安型，E型（我国称为A型）电机密封性要好，采用IP55的防护等级要求；电磁设计要考虑降低温升；控制转子堵转时达到危险温度的时间，并配有自控电气装置；提高绕组绝缘的匝间、对地及相间试验电压；提高导体连接的可靠性；控制

定、转子最小单边间隙。总之从结构和电气方面防止意外火花、电弧或危险温度的产生，从而提高运行的安全程度。

（3）正压型，P型。向壳体内通入正压新鲜空气或充入惰性气体（如：氮气）以阻 止外部爆炸混合物进入电机内部的防爆电机。

隔爆型和正压型适用于所有爆炸危险场所，我国隔爆型电机（B型）使用得较多。增安型电机制造成本和价格要比隔爆型低，仅适用于2区场所。

3、 爆炸性气体环境电气设备（电机）分类

Ⅰ类：煤矿用电气设备（甲烷）

Ⅱ类：除煤矿外的其他爆炸性气体环境用电气设备

Ⅱ类电气设备可接所适用的爆炸性气体的特性（易爆和度）进一步分类： ⅡA：甲苯、甲醇、乙醇、柴油等一百多种 ⅡB：乙烯、煤气等近30种 ⅡC：氢、乙炔、二硫化碳等

4、 爆炸性气体按自燃温度高低分组

温度组别 最高表面温度℃ T1 450 甲苯、二甲苯 T2 300 乙苯 等 T3 200 柴油 等 T4 135 二甲醚 等 T5 100 二硫化碳 等 T6 85 亚乙酯 等

5、 防爆型电机防爆标志

（1）隔爆型三相异步电动机防爆标志举例： ExdI 煤矿用隔爆型电机

Exd II BT4 工厂用IIBod T4组 如：四氟乙烯场所 （2） 增安型三相异步电动机防爆标志举例

ExeIIT3 适用于工厂中引燃温度为T3组可燃性气体场所

6、 防爆电动机型号含义

Y B 132 S 1 —— 2

异步电动机 极数

隔爆型 第1号铁心长度

机座中心高 机座长度

Y A 160 M 2 —— 2 —— W F2

异步电动机

增安型 防腐等级 户外用 机座中心高 极数

机座长度 第2号铁心长度

7、 防爆电动机的三证要求

防爆电动机出厂时性能须符合技术条件标准要求外，还必须取得国家有关门部颁发的三证，电机铭牌要标明三证号，即：①防爆合格证书 ②防爆电机生产许可证号 ③安全认证MA号。 电机铭牌的右上角及出线盒盖上要有红色的EX标记。