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電機技術
基本信息
| 中文名 | 電機技術 |
| EEx | 防爆電機 |
| 增安型 | EEx nA |
| EExp | 防火電機 |
術語詳解
d\EEx de\EEx e\EEx nA\ CEI/IEC 各個代表的意義。國內(nèi)通常所講的，，隔爆電機、增安電機是否都能用以上字母表示？如何可以用以上字母表示，該如何用行業(yè)字母術語表示？
EExp：正壓型；EEx d：隔爆型EEx de：隔爆增安型；
EEx e：：無火花防爆型；CEI：IEC：國際電工委員會
防爆電機：電機的統(tǒng)稱，指各種防爆標準的電機，包括各種防爆類型；
防火電機：flameproof motor，電機的統(tǒng)稱，沒有具體的一種標準，我們一般認為防火電機也可以叫防爆電機；
隔爆電機：EEx d
增安電機；EEx e
隔爆電機(EEx d)和增安電機（EEx e）是最常用的2種類型防爆電機，EEx d的應用環(huán)境區(qū)域比EEx e更高。
2G、2D、2GD代表的意義。
2G表示表面氣體高防護類別，2D表示表面粉塵高防護類別，2GD表示表面氣體和粉塵高防護類別。其中G、D表示爆炸環(huán)境的類型：G（氣體、蒸氣或薄霧）和D（粉塵）
Group I、IIB、IIC；其中I和IIB，IIC代表的意義。
Ⅰ類設備：用于礦井地下部分的設備和用于這些礦井地面設施部分的設備，能因沼氣和/或易燃粉塵而發(fā)生危險。 II類設備：工廠用電設備，用于能因爆炸環(huán)境而發(fā)生危險的其他場合的設備。
IIB和IIC是電氣設備和氣體的防爆級別
IIC代表最小點燃能量為20微焦
溫度等級 T3、T4、T5、T6意義。
電氣設備按其最高表面溫度分為T1～T6組，使得對應的T1～T6組的電氣設備的最高表面溫度 不能超過對應的溫度組別的允許值。溫度組別、設備表面溫度和可燃性氣體或蒸氣的引燃溫 度之間的關系如下所示。
電動機的日常維護
（1）電動機的日常維護
日常維護對減少和避免電機在運行中發(fā)生故障是相當重要的，其中最重要的環(huán)節(jié)是巡回檢查和及
時排除任何不正?，F(xiàn)象的引發(fā)根源。出現(xiàn)事故后認真進行事故分析，采取對策，則是減少事故次數(shù)和修
理停歇臺時提高電機運行效率必不可少的技術工作。電機的日常維護對其正常運行固然非常重要，但
運行中的電機往往會遇到許多突發(fā)情況，如短路，過載，斷相等。為了使電機在出現(xiàn)這些情況的條件下
不至于被損壞，必須采取一些運行保護措施
保持電機清潔。電機內(nèi)部不允許進入水珠，油污，灰塵等，并定期清除電機內(nèi)外的灰塵.
注意負載電流不要超過額定值.
注意檢查軸承發(fā)熱，漏油等情況，尤其要按規(guī)定加油.
電機的溫升不能超過額定值.
異步電機過負荷原因大致分為如下幾種情況。①由所拖動的機械設備造成。如排灌機械水路阻塞，機軸不同心等，造成電機負荷過大，甚至堵轉(zhuǎn)。②由于電機本身工作條件低劣而造成的。如通風不良，周圍環(huán)境溫度過高，電機機械部分故障等原因引起的電機過熱，絕緣水平降低．甚至短路。③由于供電電網(wǎng)質(zhì)量不佳，如電壓過低、三相不平衡等原因造成的電機電流增加等。
（3）正確選用電動機的基本原則
電動機的機械特性、啟動、制動、調(diào)速及其它控制性能應滿足機械特性和生產(chǎn)工藝過程的要求，電動機工作過程中對電源供電質(zhì)量的影響（如電壓波動、謝波干擾等），應在容許的范圍內(nèi)；
按預定的工作制、冷卻方法基輔在情況所確定的電動機功率，電動機的溫升應在限定的范圍內(nèi)；
根據(jù)環(huán)境條件、運行條件、安裝方式、傳動方式，選定電動機的結(jié)構(gòu)、安裝、防護形式，保證電動機可靠工作；
綜合考慮一次投資幾運行費用，整個驅(qū)動系統(tǒng)經(jīng)濟、節(jié)能、合理、可靠和安全。
節(jié)能電機
據(jù)《中國高新技術產(chǎn)業(yè)導報》報道：國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局于今年1月1日頒布了國家強制性標準GB18613-2002《中小型三相異步電動機能效限定值及節(jié)能評價值》，于2002年8月實施，同時中國節(jié)能產(chǎn)品認證中心也啟動了認證工作。基于此，日前，由國家經(jīng)貿(mào)委資源節(jié)約與綜合利用司主辦、中國標準研究中心聯(lián)合中國節(jié)能產(chǎn)品認證中心等單位舉辦了“中小型三相異步電動機能效國家標準及節(jié)能產(chǎn)品認證專題研討會”，介紹了我國及國外電動機能效標準、測試方法、節(jié)能認證程序等。
國家經(jīng)貿(mào)委資源司節(jié)能新能源處徐志強處長介紹：我國對能源的利用與發(fā)達國家相比還有很大差距，特別是很多企業(yè)對能源的消耗很大，例如某些企業(yè)的主要產(chǎn)品單位能耗甚至超過國外的40%左右，節(jié)能空間還是很大。我國電動機消耗的電量約占全國用電量的60%，而中小型電動機占全國電動機功率的75%，若把中小型電動機的效率平均提高一個百分點，一年可節(jié)電20多億kw/h。中小型電動機出口量每年約為700萬kw，占交流電動機總產(chǎn)量的20%，是我國重要的出口機電產(chǎn)品之一，隨著加入WTO后，國際貿(mào)易加強，國外電機能效標準作為一項非貿(mào)易性壁壘，對我國電動機產(chǎn)品出口將產(chǎn)生一定壓力。
國家認證機構(gòu)認可委員會陳云華處長談到，標準是企業(yè)生產(chǎn)的根本依據(jù)，直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量和競爭力。GB18613-2002《中小型三相異步電動機能效限定值及節(jié)能評價值》是我國第一個工業(yè)設備的能效標準，它既是電動機生產(chǎn)的技術依據(jù)，也是今后我國能源政策在電動機生產(chǎn)和應用領域中實施的主要依據(jù)，其在技術指標上與歐盟協(xié)議指標相當，測試方法采用了美國的先進方法。
步進電機原理
步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。步進電機可以作為一種控制用的特種電機，利用其沒有積累誤差(精度為100%)的特點，廣泛應用于各種開環(huán)控制。
伺服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標值進行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。
步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉(zhuǎn)過一個步距角。這一線性關系的存在，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點。使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。
雖然步進電機已被廣泛地應用，但步進電機并不能象普通的直流電機，交流電機在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進電機卻非易事，它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業(yè)知識。
變頻電機
1、電動機的效率和溫升的問題
2、電動機絕緣強度問題
4、電動機對頻繁啟動、制動的適應能力
5、低轉(zhuǎn)速時的冷卻問題
二、變頻電動機的特點
1、電磁設計
2、結(jié)構(gòu)設計
一、普通異步電動機都是按恒頻恒壓設計的，不可能完全適應變頻調(diào)速的要求。以下為變頻器對電機的影響
1、電動機的效率和溫升的問題不論那種形式的變頻器，在運行中均產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和電流，使電動機在非正弦電壓、電流下運行。拒資料介紹，正弦波PWM型變頻器的低次諧波基本為零，高次諧波主要集中在載波頻率整數(shù)倍頻率附近。由于高次諧波阻抗較大，流過電機的電流波形接近正弦波，右圖為變頻器輸出的PWM電壓波形及電流波形圖。
高次諧波會引起電動機定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅（鋁）耗、鐵耗及附加損耗的增加，最為顯著的是轉(zhuǎn)子銅（鋁）耗。因為異步電動機是以接近于基波頻率所對應的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的，因此，高次諧波電壓以較大的轉(zhuǎn)差切割轉(zhuǎn)子導條后，便會產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)子損耗。除此之外，還需考慮因集膚效應所產(chǎn)生的附加銅耗。這些損耗都會使電動機額外發(fā)熱，效率降低，輸出功率減小，如將普通三相異步電動機運行于變頻器輸出的非正弦電源條件下，其溫升一般要增加10%~20%。
2、電動機絕緣強度問題
中小型變頻器大多采用PWM的控制方式。他的載波頻率約為幾千到十幾千赫，這就使得電動機定子繞組要承受很高的電壓上升率，相當于對電動機施加陡度很大的沖擊電壓，使電動機的匝間絕緣承受較為嚴酷的考驗。另外，由PWM變頻器產(chǎn)生的矩形斬波沖擊電壓疊加在電動機運行電壓上，會對電動機對地絕緣構(gòu)成威脅，對地絕緣在高壓的反復沖擊下會加速老化。
3、諧波電磁噪聲與震動
普通異步電動機采用變頻器供電時，會使由電磁、機械、通風等因素所引起的震動和噪聲變的更加復雜。變頻電源中含有的各次時間諧波與電動機電磁部分的固有空間諧波相互干涉，形成各種電磁激振力。當電磁力波的頻率和電動機機體的固有振動頻率一致或接近時，將產(chǎn)生共振現(xiàn)象，從而加大噪聲。由于電動機工作頻率范圍寬，轉(zhuǎn)速變化范圍大，各種電磁力波的頻率很難避開電動機的各構(gòu)件的固有震動頻率。
4、電動機對頻繁啟動、制動的適應能力
由于采用變頻器供電后，電動機可以在很低的頻率和電壓下以無沖擊電流的方式啟動，并可利用變頻器所供的各種制動方式進行快速制動，為實現(xiàn)頻繁啟動和制動創(chuàng)造了條件，因而電動機的機械系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)處于循環(huán)交變力的作用下，給機械結(jié)構(gòu)和絕緣結(jié)構(gòu)帶來疲勞和加速老化問題。
5、低轉(zhuǎn)速時的冷卻問題
首先，異步電動機的阻抗不盡理想，當電源頻率較底時，電源中高次諧波所引起的損耗較大。其次，普通異步電動機再轉(zhuǎn)速降低時，冷卻風量與轉(zhuǎn)速的三次方成比例減小，致使電動機的低速冷卻狀況變壞，溫升急劇增加，難以實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩輸出。
二、變頻電動機的特點
1、電磁設計
對普通異步電動機來說，再設計時主要考慮的性能參數(shù)是過載能力、啟動性能、效率和功率因數(shù)。而變頻電動機，由于臨界轉(zhuǎn)差率反比于電源頻率，可以在臨界轉(zhuǎn)差率接近1時直接啟動，因此，過載能力和啟動性能不在需要過多考慮，而要解決的關鍵問題是如何改善電動機對非正弦波電源的適應能力。方式一般如下：
減小定子電阻即可降低基波銅耗，以彌補高次諧波引起的銅耗增加
2）為抑制電流中的高次諧波，需適當增加電動機的電感。但轉(zhuǎn)子槽漏抗較大其集膚效應也大，高次諧波銅耗也增大。因此，電動機漏抗的大小要兼顧到整個調(diào)速范圍內(nèi)阻抗匹配的合理性。
2、結(jié)構(gòu)設計
再結(jié)構(gòu)設計時，主要也是考慮非正弦電源特性對變頻電機的絕緣結(jié)構(gòu)、振動、噪聲冷卻方式等方面的影響，一般注意以下問題：
1）絕緣等級，一般為F級或更高，加強對地絕緣和線匝絕緣強度，特別要考慮絕緣耐沖擊電壓的能力。
4）防止軸電流措施，對容量超過160KW電動機應采用軸承絕緣措施。主要是易產(chǎn)生磁路不對稱，也會產(chǎn)生軸電流，當其他高頻分量所產(chǎn)生的電流結(jié)合一起作用時，軸電流將大為增加，從而導致軸承損壞，所以一般要采取絕緣措施。
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