2 电 动 机
2.1 电动机的选择
2.1.2 本条的宗旨是在满足使用要求的前提下,尽量选用简单、可靠、经济、节能的电动机;即优先选用笼型电动机,一般不宜选用直流电动机。
1 关于笼型电动机变频调速问题参见本条第3款说明。本款包括多速笼型电动机,仅要求数种转速时,应优先予以选用。
选用同步电动机,除个别情况是为稳速外,通常是为了提高功率因数。采用同步电动机是否合理,不仅与额定功率大小有关,还涉及同步转速、运行方式、所在系统无功负荷的大小和分布、制造和价格情况等,规范中不宜对功率界限作出硬性规定,而应通过技术经济比较确定。
2 重载起动的笼型电动机应按起动条件进行校验,这在本规范第2.2.3条第1款中有明确规定。当不能满足要求或加大功率不合理时,则应按本款规定选用绕线转子电动机。在起动过程中,堵转转矩(亦称起动转矩)、最小转矩、最大转矩共同起作用,均需校验。能否克服静阻转矩决定于堵转转矩;能否顺利加速则最小转矩是关键;最大转矩除影响起动过程外,还决定了电动机的过载能力。绕线转子电动机的转矩——转差特性曲线可通过调节转子回路的电阻而改变,从而适应重载起动条件,并能在一定范围内调节转速。
3 机械对起动、调速及制动有特殊要求时,有多种方案可供选择,如机械调速、液压调速、串级调速、变频调速等。这些方案各有优缺点,因此,电动机调速选择需结合传动设计,通过技术经济比较确定。随着电力电子技术的发展,应优先选用交流变频调速。
4 关于风机和水泵出于节能目的而调速的问题,多年来,国家相关部门十分重视,据统计,我国发电总量60%以上是通过电动机消耗的,其中一半以上用于各种风机和水泵设备。而我国一些企业中变负荷运行的风机、水泵占70%,如果以调速传动代替原有的不调速传动,通过改变转速来调节流量和压力,取代传统的用挡板和阀门调节的方法,平均可节电30%左右。
2.1.3 作为定额一部分的额定输出功率(简称额定功率)是以工作制为基准的。不同工作制的机械应选用相应定额的电动机。根据现行国家标准《旋转电机 定额和性能》GB 755中的定义,“定额”是“一组额定值和运行条件”,“工作制”是“电机承受的一系列负载情况的说明,包括起动、电制动、空载、停机和断能及其持续时间和先后顺序等”。
电动机的工作制分为10类:连续工作制——S1;短时工作制——S2;断续周期工作制——S3;包括起动的断续周期工作制——S4;包括电制动的断续周期工作制——S5;连续周期工作制——S6;包括电制动的连续周期工作制——S7;包括负载-转速相应变化的连续周期工作制——S8;负载和转速做非周期变化的工作制——S9;离散恒定负载工作制——S10。
按此分类,连续工作制(S1)为恒定负载(运行时间足以达到热稳定);连续周期工作制(包括S6~S8)则为可变负载。
电动机的定额分为6类:连续工作制定额(S1);短时工作制定额(S2)——持续运行时间为10min、30min、60min或90min;周期工作制定额(S3~S8)——负载持续率为15%、25%、40%或60%,工作周期的持续时间为10min;非周期定额(S9);离散恒定负载工作制定额(S10);等效负载定额(应标志为“equ”)——制造厂为试验目的而规定的定额,与S3~S10工作制之一等效。
2.1.4 直流电动机的电压主要由功率决定。交流电动机的电压选择涉及电机本身和配电系统两个方面。一般情况下,中小型电动机为380V或660V,大中型电动机为10kV。对恒速负载,功率大于200kW的电动机其额定电压宜选10kV。对变速负载宜采用变频调速,功率在200kW~1500kW的电动机其额定电压宜选660V。
将现行的380V电压升为660V电压,可增加输电距离,提高输电能力;可减少变压器数量,简化工厂配电系统,提高供电可靠性;可缩小电缆截面,节省有色金属;可降低功率损耗及短路电流值,并扩大异步电动机的制造容量等,因而是有效的节电手段之一。提高配电电压,这在世界各国已成为发展趋势。在我国,660V等级电压在矿井中广泛使用,并已列入了国家标准《标准电压》GB/T 156。
2.1.5 本条对电动机防护形式问题只作了原则规定,关于爆炸和火灾危险、化工腐蚀等特殊环境条件,另有专用规范。
2.1.6 关于电动机的结构及安装形式,详见现行国家标准《旋转电机结构型式、安装型式及接线盒位置的分类(IM代码)》GB/T 997。