電機技術，電機的技術要求包括：額定值；工作制與定額；運行條件；絕緣等級與溫升；介電性能；外殼防護等級；冷卻方法；結構及安裝形式；線端標誌和旋轉方向；外形和安裝尺寸及其公差；噪聲與震動限值；電氣性能；工作期限或可靠性；表觀質量；電機的安全性能等
基本介紹
- 中文名：電機技術
- EEx：防爆電機
- EEx p\ ：防火電機
- 增安型：EEx nA
術語詳解,節能電機,步進電機原理,變頻電機,
術語詳解
d\EEx de\EEx e\EEx nA\ CEI/IEC 各個代表的意義。國內通常所講的，，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的套用環境區域比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表示表麵粉塵高防護類別，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:用於礦井地下部分的設備和用於這些礦井地面設施部分的設備，能因沼氣和/或易燃粉塵而發生危險。 II類設備：工廠用電設備，用於能因爆炸環境而發生危險的其他場合的設備。
Ⅱ類設備進一步細分為：ⅡA類（丙烷）；ⅡB類（乙烯）；ⅡC類（氫氣）；Ⅱ類（所有氣體），其中A表示氣體環境為丙烷，B表示氣體環境為乙烯，C類表示氣體環境為氫氣。
IIB和IIC是電氣設備和氣體的防爆級別
IIB代表最小點燃能量為60微焦
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 度之間的關係如下所示。
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生故障是相當重要的,其中最重要的環節是巡迴檢查和及
時排除任何不正常現象的引發根源.出現事故後認真進行事故分析,採取對策,則是減少事故次數和修
理停歇台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情況,如短路,過載,斷相等.為了使電機在出現這些情況的條件下
不至於被損壞,必須採取一些運行保護措施
保持電機清潔.電機內部不允許進入水珠,油污,灰塵等,並定期清除電機內外的灰塵.
注意負載電流不要超過額定值.
注意檢查軸承發熱,漏油等情況,尤其要按規定加油.
電機的溫升不能超過額定值.
（2）異步電機過負荷原因
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。②由於電機本身工作條件低劣而造成的。如通風不良，周圍環境溫度過高，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由於供電電網質量不佳，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、調速及其它控制性能應滿足機械特性和生產工藝過程的要求，電動機工作過程中對電源供電質量的影響（如電壓波動、謝波干擾等），應在容許的範圍內；
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範圍內；
根據環境條件、運行條件、安裝方式、傳動方式，選定電動機的結構、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，整個驅動系統經濟、節能、合理、可靠和安全。
節能電機
據《中國高新技術產業導報》報導：國家質量監督檢驗檢疫總局於2002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能評價值》，於2002年8月實施，同時中國節能產品認證中心也啟動了認證工作。基於此，日前，由國家經貿委資源節約與綜合利用司主辦、中國標準研究中心聯合中國節能產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能產品認證專題研討會”，介紹了我國及國外電動機能效標準、測試方法、節能認證程式等。
國家經貿委資源司節能新能源處徐志強處長介紹：我國對能源的利用與已開發國家相比還有很大差距，特別是很多企業對能源的消耗很大，例如某些企業的主要產品單位能耗甚至超過國外的40%左右，節能空間還是很大。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，占交流電動機總產量的20%，是我國重要的出口機電產品之一，隨著加入WTO後，國際貿易加強，國外電機能效標準作為一項非貿易性壁壘，對我國電動機產品出口將產生一定壓力。
國家認證機構認可委員會陳雲華處長談到，標準是企業生產的根本依據，直接影響著產品的質量和競爭力。GB18613-2002《中小型三相異步電動機能效限定值及節能評價值》是我國第一個工業設備的能效標準，它既是電動機生產的技術依據，也是今後我國能源政策在電動機生產和套用領域中實施的主要依據，其在技術指標上與歐盟協定指標相當，測試方法採用了美國的先進方法。
據悉，經貿委資源司已將主要工業耗能設備能效標準制定、修訂工作列為重點工作之一，中小型電動機能效標準是我國制定的第一個工業產品能效標準，今後還將陸續組織制定空氣壓縮機、風機、水泵等工業品能效標準。
步進電機原理
比較常用的步進電機包括反應式步進電機（VR）、永磁式步進電機（PM）、混合式步進電機（HB）和單相式步進電機等。
伺服電機內部的轉子是永磁鐵，驅動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉子在此磁場的作用下轉動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅動器，驅動器根據反饋值與目標值進行比較，調整轉子轉動的角度。伺服電機的精度決定於編碼器的精度（線數）。
步進電機是將電脈衝信號轉變為角位移或線位移的開環控制元件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決於脈衝信號的頻率和脈衝數，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈衝信號，電機則轉過一個步距角。這一線性關係的存在，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套用，但步進電機並不能象普通的直流電機，交流電機在常規下使用。它必須由雙環形脈衝信號、功率驅動電路等組成控制系統方可使用。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知識。
生產步進電機的廠家的確不少，但具有專業技術人員，能夠自行開發，研製的廠家卻非常少，大部分的廠家只一、二十人，連最基本的設備都沒有。僅僅處於一種盲目的仿製階段。這就給戶在產品選型、使用中造成許多麻煩。簽於上述情況，我們決定以廣泛的感應子式步進電機為例。敘述其基本工作原理。望能對廣大用戶在選型、使用、及整機改進時有所幫助。
變頻電機
一、變頻器對普通異步電動機的影響
1、電動機的效率和溫升的問題
2、電動機絕緣強度問題
3、諧波電磁噪聲與震動
4、電動機對頻繁啟動、制動的適應能力
5、低轉速時的冷卻問題
二、變頻電動機的特點
1、電磁設計
2、結構設計
一、普通異步電動機都是按恆頻恆壓設計的，不可能完全適應變頻調速的要求。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倍頻率附近。由於高次諧波阻抗較大，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、轉子銅（鋁）耗、鐵耗及附加損耗的增加，最為顯著的是轉子銅（鋁）耗。因為異步電動機是以接近於基波頻率所對應的同步轉速旋轉的，因此，高次諧波電壓以較大的轉差切割轉子導條後，便會產生很大的轉子損耗。除此之外，還需考慮因集膚效應所產生的附加銅耗。這些損耗都會使電動機額外發熱，效率降低，輸出功率減小，如將普通三相異步電動機運行於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
中小型變頻器大多採用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，相當於對電動機施加陡度很大的衝擊電壓，使電動機的匝間絕緣承受較為嚴酷的考驗。另外，由PWM變頻器產生的矩形斬波衝擊電壓疊加在電動機運行電壓上，會對電動機對地絕緣構成威脅，對地絕緣在高壓的反覆衝擊下會加速老化。
3、諧波電磁噪聲與震動
普通異步電動機採用變頻器供電時，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複雜。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，將產生共振現象，從而加大噪聲。由於電動機工作頻率範圍寬，轉速變化範圍大，各種電磁力波的頻率很難避開電動機的各構件的固有震動頻率。
4、電動機對頻繁啟動、制動的適應能力
由於採用變頻器供電後，電動機可以在很低的頻率和電壓下以無衝擊電流的方式啟動，並可利用變頻器所供的各種制動方式進行快速制動，為實現頻繁啟動和制動創造了條件，因而電動機的機械系統和電磁系統處於循環交變力的作用下，給機械結構和絕緣結構帶來疲勞和加速老化問題。
5、低轉速時的冷卻問題
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速降低時，冷卻風量與轉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，難以實現恆轉矩輸出。
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是過載能力、啟動性能、效率和功率因數。而變頻電動機，由於臨界轉差率反比於電源頻率，可以在臨界轉差率接近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：
1） 儘可能的減小定子和轉子電阻。
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速範圍內阻抗匹配的合理性。
3）變頻電動機的主磁路一般設計成不飽和狀態，一是考慮高次諧波會加深磁路飽和，二是考慮在低頻時，為了提高輸出轉矩而適當提高變頻器的輸出電壓。
2、結構設計
再結構設計時，主要也是考慮非正弦電源特性對變頻電機的絕緣結構、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，特別要考慮絕緣耐衝擊電壓的能力。
2）對電機的振動、噪聲問題，要充分考慮電動機構件及整體的剛性，盡力提高其固有頻率，以避開與各次力波產生共振現象。
3）冷卻方式：一般採用強迫通風冷卻，即主電機散熱風扇採用獨立的電機驅動。
4）防止軸電流措施，對容量超過160KW電動機應採用軸承絕緣措施。主要是易產生磁路不對稱，也會產生軸電流，當其他高頻分量所產生的電流結合一起作用時，軸電流將大為增加，從而導致軸承損壞，所以一般要採取絕緣措施。
5）對恆功率變頻電動機，當轉速超過3000/min時，應採用耐高溫的特殊潤滑脂，以補償軸承的溫度升高。
