从铭牌参数解读电机性能|163

从铭牌参数解读电机性能

任何一台电机，铭牌上显示的参数是客户最为关注的。核算能否胜任预期功能，预估特定运行工况下性能指标的优劣，配套供电设备等,每一项技术准备都是以铭牌参数为依据。铭牌参数诠释了电机的身份、技术经济指标和功能，研读明白了，这台电机的概况也就把握得八九不离十了。

电机铭牌概述

每台电机应具有一块或多块、采用耐久性材料制造的铭牌，并牢固地装在电机上。所有铭牌应根据电机的结构及安装型式装在使用时易于见到的部位。如电机安装于设备之内，或与设备组合为整体，不容易见到铭牌，制造厂应按要求提供第二块铭牌装在设备上。

标记额定输出为750 W(或VA)及以下且结构尺寸不在GB/T 4772系列标准范围内以及额定输出为3 kW(或kVA)及以下特殊用途的装入式电机。其他情况下，按适用情况在铭牌上应永久性地标出以下诸项内容。这些项目不必全部标在同一块铭牌上。量值和单位的字母符号应符合IEC 60027-1和GB/T 13394-1992的要求。如制造厂提供更多的资料，则无须标志在铭牌上。为便于参考，诸项目冠以编号，但在铭牌上的顺序不作规定，诸项目可作适当的组合。

1、制造厂名或标记。

2、制造厂的产品编号或识别标记。

注:单纯的识别标记可用以识别每类型电机，该类电机是按同一电气和机械设计且每一批均采用同样工艺制造的。

3、识别制造年份的信息。该信息应标志在铭牌上或列于单独的数据表中随电机供给用户。

注:如援引第2项规定的资料可以从制造厂得知这一信息，也可在铭牌和单独的数据表中略去此项。

4、制造厂的电机型号。

5、交流电机的相数。

6、所采用的定额和性能标准的编号(如GB 755) 。

7、符合GB/T 4942. 1-2006规定的旋转电机整体结构防护等级(IP代码)分级。

8、热分级和温度限值或温升限值(当低于热分级时)，必要时，对带水冷冷却器电机还缀以温升是由初级或次级冷却介质起算的测量方法，用“P"(初级)或“S"(次级)字母表示，见8. 2。当定子和转子热分级不同时，应分别表示(用斜线分开)。

9、除连续定额Sl工作制以外的电机定额类别。

10、额定输出或额定输出范围。

三相异步电动机的铭牌数据

三相异步电动机的额定值刻印在每台电动机的铭牌上,一般包括下列几种：

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。例如 Y 132 M- 4

Y →三相异步电动机，其中三相异步电动机的产品名称代号还有：YR为绕线式异步电动机;YB为防爆型异步电动机;YQ为高起动转距异步电动机。

132→机座中心高(mm)

M →机座长度代号

4 →磁极数

2、接法：这是指定子三相绕组的接法。一般鼠笼式电动机的接线盒中有六根引出线,标有U1、V1 、W1、U2、V2、W2。其中：U1 U2是第一相绕组的两端;V1 V2是第二相绕组的两端;W1 W2是第三相绕组的两端。

如果U1、V1 、W1分别为三相绕组的始端(头) ,则U2、V2、W2是相应的末端(尾)。这六个引出线端在接电源之前,相互间必须正确联接。联接方法有星形(Y)联接和三角形( )联接两种(下图所示)。通常三相异步电动机自3kW以下者,联接成星形;自4kW以上者, 联接成三角形。

3、额定功率PN：是指电动机在制造厂所规定的额定情况下运行时,其输出端的机械功率,单位一般为千瓦(kW)。

对三相异步电机，其额定功率：PN= UNINηNcos N式中ηN和cos N分别为额定情况下的效率和功率因数。

4、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,单位为伏(V)。

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。

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380 V，绕组为三角形联接。额定功率在3 kW及以下的,额定电压为380/220V,绕组为Y/ 联接(即电源线电压为380 V时,电动机绕组为星形联接;电源线电压为220 V时,电动机绕组为三角形联接)。

5、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,单位为安(A)。

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随着相应增大,如下图中的I1=f(P2)曲线所示。

图中是一台10kW三相异步电动机的工作特性曲线。

6、额定频率fN：我国电力网的频率为50赫兹(Hz)，因此除外销产品外,国内用的异步电动机的额定频率为50赫兹。

7、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,单位为转/分(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。最常用的是四个极的异步电动机(n0=l500 r/min)。

8、额定效率ηN：是指电动机在额定情况下运行时的效率, 是额定输出功率与额定输入功率的比值。即ηN= ×100%= ×100%

异步电动机的额定效率ηN约为75%～92%。从下图中的η=f(P2)曲线可以看出，在额定功率的75%左右时效率最高。

9、额定功率因数cos N：因为电动机是电感性负载,定子相电流比相电压滞后一个角，cos 就是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之间，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"，并力求缩短空载的时间。上图中的cos =f(P2)曲线反映的是功率因数和输出功率之间的关系。

10、绝缘等级：它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。

所谓极限温度,是指电动机绝缘结构中最热点的最高容许温度。其技术数据见下表：

11、工作方式：反映异步电动机的运行情况，可分为三种基本方式：连续运行、短时运行和断续运行。

直流电动机铭牌数据

直流机铭牌上的数据是额定值，做为选择和使用直流机的依据。直流机铭牌见下图。

1、型号

型号包含电机的系列、机座号、铁心长度、设计次数、极数等，。

2、额定功率(容量)

对于直流电动机是指在长期使用时，轴上允许输出的机械功率。一般用KW表示单位。

3、额定电压

对于直流电动机是指在额定条件下运行时从电刷两端施加给电动机的输入电压。单位用V表示。

4、额定电流

对于电动机是指在额定电压下输出额定功率时，长期运转允许输入的工作电流。单位用A表示。

5、额定转速

当电机在额定工况下(额定功率、额定电压、额定电流)运转时，转子的转速为额定转速。单位用r/min(转/分)表示。直流电机铭牌往往有低、高两种转速，低转速是基本转速，高转速是指最高转速。

6、励磁方式

是指励磁绕组的供电方式。通常有自励、他励和复励三种，。

7、励磁电压

是指励磁绕组供电的电压值。一般有110V、220V等。单位是V。

8、励磁电流

在额定励磁电压下，励磁绕组中所流通的电流大小。单位是A。

9、定额(工作制)

也就是电动机的工作方式，是指电动机在正常使用的持续时间。一般分为连续制(S1)、断续制(S2-S10)。

10、绝缘等级

是指直流机制造时所用绝缘材料的耐热等级。一般有B级 F级 H级 C级。

11、额定温升

指电机在额定工况下运行时，电机所允许的工作温度减去绕组环境温度的数值。单位用K表示。

12、技术条件((标准编号)

国家标准

如中小型直流机的型号Z4-112/2-1 Z：直流电动机 4：第四次系列设计 112：机座中心高，单位为mm 2：极数 1：电枢铁心长度代号。

下面，我们来通过解析功率、电压、频率、额定电流、效率和功率因数等有内在关联性的电机参数，谈谈大家再熟悉不过的效率和功率因数究竟寓意了电机有怎样的技术特性。功率、电压和频率是最基本的电机参数，功率标示电机容量或电机轴功率的大小，电压和频率为供电电源条件。只有在规定的供电电源条件下，电机才能输出规定的电容量或轴功率。

基本参数解读

● 额定电流是指输出铭牌标示的电容量或轴功率时流过电枢绕组的电流。

● 功率因数是发电状态运行时，等于输送给电网或用电设备的有功功率与输送给电网或用电设备的视在功率的比值；电动机状态运行时，等于电网输入给电机的有功功率与电网输入给电机的视在功率的比值。视在功率包含有功功率与无功功率。

●效率是发电状态运行时，等于输送给电网或用电设备的有功功率与轴上输入的机械功率的比值；电动机状态运行时，等于电机轴上输出的机械功率与电网输入给电机的有功功率的比值。

参数关系分析

电机的效率和功率因数与功率、电压和频率呈一一对应关系。不同负荷或功率，总有一最佳效率和功率因数与某一固定的电压、频率组合值对应。为实现变负荷或实际负荷区域效率和功率因数最佳组合，配用变频器是必要条件。

以设计一台异步电动机为例，对应于一组功率、频率，电机输入电压可有多种选项：输入电压过大，磁路饱和状态加剧，会导致输入电流变大，电流电机线圈的发热量增加，电机的效率会降低。输入电压过低，磁路处不饱和状态，负载不变时电网输入到有功功率加大，弥补低输入电压情况下扭矩偏的缺陷，同样有可能输入电流偏大、电机的效率会降低。

于是，存在唯一最佳输入电压值，磁路饱和状态不至于加剧到输入电流过大或电网输入到有功功率过大，输入电流最小，效率最高。工频供电时，频率值固定，若输入电压可变，最佳状态依然存在，但输入电压可变的工频电源条件在实际运行场合几乎不存在。

不同属性功率

● 有功功率：又叫平均功率。交流电的瞬时功率不是一个恒定值，功率在一个周期内的平均值叫做有功功率，它是指在电路中电阻和电阻类负荷所消耗的功率，对电动机来说是指它的出力。

●无功功率：在具有电感（或电容）的电路里，电感（或电容）在半周期的时间里把电源的能量变成磁场（或电场）的能量贮存起来，在另外半周期的时间里又把贮存的磁场（或电场）能量送还给电源。它们只是与电源进行能量交换，并没有真正消耗能量。我们把与电源交换能量的振幅值叫做无功功率。

参数关联关系

对于配套电机，客户会通过电机的电流、电压和功率选择设备参数，使用最为广泛的是电机的电压、额定电机和功率。不少的情况下，特别是对于新产品，我们需要通过设计值来与客户进行一个参数对接，对于不同的系列产品，电机的效率、功率因数会在一个相对稳定的范围，那我们完全可以通过几个参数的相互关系计算出额定电流值。

电机额定电流的计算方法

一、学院派：计算公式。

1、三相电动机的额定电流的计算公式：

P=1.732×U×I×cosφ

(功率因数：阻性负载=1，感性负载≈0.7～0.85之间，P=功率：W)

2、单相电动机额定电流的计算公式：