电动机

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3．7．1 选择电动机的原则

(1)决定电动机的输出

计算电动机负荷，例如，排风机所需动力，选择比计算结果大20%～50%输出的电动机。

(2)负荷的飞轮效果

如果是大型排风机，不仅需计算所需动力，还要求出飞轮效果(GD²)，以便决定容量。

(3)确认电源

一般是三相交流电，要确认电压、频率，根据希望达到的转数，决定电动机极数。

(4)选择电动机类型

集尘装置和气体处理装置的电动机所处环境均不太理想，要使用全封闭式的，尽量避免使用开放式的。如果环境特殊，还可选用室外式、防蚀式、防爆式的等。

3．7．2 绝缘种类与最高允许温度

绝缘种类与最高允许温度见表3－21。

表3－21 绝缘种类与最高允许温度表

3．7．3 三相感应电动机起动法

(1)全电压起动

①直接起动——利用磁性开关，直接加额定电压，起动电流为额定的六倍。可用在电源容量大、起动电流很高且安全的场所。一般5．5千瓦以下的小马达采用此方式，见图3－85。

图3－85 直接起动电路图

图3－84 高压涡轮排风机叶片顺序与性能(1450rpm)

②离合器起动——让电动机在无负荷状态下起动，达到全速后，用离合器机械性地接续负荷。离合器有：磨擦离合器、磁离合器和流体离合器。

(2)减电压起动

①Y－△起动——改变电动机内的接线方法，减小起动电流。它只有直接起动的1／3，转矩也是1／3，所以，如果负荷大则难以加速。它适用于MG、工作机械，可用于5．5千瓦以上的电机(见图3－86)。排风机和电动机的布置图如图3－87示。

图3－86 Y－△起动电路图

图3－87 排风机和电动机

②电抗器起动——在电源与电动机之间插入电抗器，限制起动电流。电流为1／N，则转矩为(1／N)²。其可用于Y－△起动难以加速或需防止起动时冲击的场合，适于大型鼓风机和泵(见图3－88)。

图3－88 电抗器起动电路图

③补偿器起动——用自耦变压器向电动机供应低电压，以控制电流。电流为1／N时，转矩为(1／N)²。其用途同电抗器起动(见图3－89)。

图3－89 补偿器起动电路图

④冲击式起动——为消除补偿器起动时，MC－1、MC－2切换时的过渡现象，附加MC－3。此种起动最顺利(见图3－90)。

图3－90 冲击式起动电路图

各种启动方式所用变压器如图3－91所示。

图3－91 变压器图示(日本三菱电机产品)

3．7．4 电动机电流与保险丝容量

电动机电流与保险丝容量见表3－22。

表322 电动机电流与保险丝容量(200／220V)

注：400V用电动机的电流值为上述值的1／2

电动机所用的保险丝一般是总负荷电流的三倍。由于排风机起动时间较其他机器长，因此，保险丝容量较大。由于保险丝只能保护线路，不能保护超负荷的电机，所以，要同时采用带过电流继电器的电磁开闭器。

小型集尘装置(排风机)使用的保险丝容量如表3－23所示。

表3－23 小型集尘装置(排风机)使用的保险丝容量

注：括号内的数字表示一般机械直接起动时的保险丝容量。

3．7．5 防爆结构

(1)耐压防爆结构

耐压防爆结构的电器保证其内部进入易爆气体时不致爆炸。主要考虑的问题是易爆气体侵入机器内部的难易程度以及安装场所的气体浓度。

(2)充气防爆结构

此种结构的电器以清洁气体为保护气体。如果该结构设置地点附近清洁气体供应充足，可使用通风式的，否则可用封闭式或密闭式的。

(3)增加安全系数防爆结构

此种结构的电器是在温度上升时，增加其安全系数。由于它不能确保发生事故时具有防爆性能，因此，不能用于危险场所。

易爆气体的起火度如表3－24所列。

表3－24 易爆气体的起火度

危险地点(场所)作业时应注意下列各项：

(1)通常状态下，有可能发生危险的场合

①易爆气体在正常使用状态下不断累积；

②在维修、保养时，或有泄漏时，使易爆气体累积；

③机械装置受到破坏或误操作使易爆气体溢出，达到危险浓度同时，电器发生故障。

(2)特殊状态下，容易发生危险的场合

①存封着可燃气体或液体的容器、设备由于事故或误操作发生泄漏；

②机械换气装置一般不会累积易爆气体，但要警惕意外事故的场合；

③在第(1)种场合的周围或邻室内，常常有危险浓度的易爆气体侵入。

3．7．6 电动机速度控制

在设备运转过程中．可以根据情况调整其能力。准备暂时或周期性地减轻排风机和泵的负荷时，可以降低电动机转速，收到节省能源的效果。使用三相交流电的速度控制用下式：

式中 N——电动机转速(rpm)；

P——电动机极数；

S——电动机转差率；

f——电源频率(Hz)。

要改变电动机转速时：

①改变电动机极数；

②改变转差率；

③改变电源频率。

电机所用的防爆安全阀如图3－92所示。

图3－92 防爆安全阀

电动机速度控制的方法：

①调整极数——改变电动机内部的接线，调整极数。速度调整范围：单卷线为1∶2；双卷线为1∶3。特点：此种方法最简便。速度调整可达两极或三极(见图3－93)。

图3－93 调整极数说明

②调整转差率——使用过电流联结器，调整转差率。速度调整范围：1∶10。特点：在零极可以将转速调至1∶10。速度太低时的其效果不好(见图3－94)。

图3－94 调整转差率说明

③调整频率——改变频率，以改变电动机转速。速度调整范围：1∶10，1∶20。特点：通用三相诱导电动机可以直接使用频率变换器。改造正在使用的电机也很简便(见图3－95)。

图3－95 调整频率说明

④改变电压——对三相交流进行整流，使用直流串绕或并绕电动机，改变电压，调节速度。速度调整范围：1∶15。特点：能够非常准确地调整速度，但设备费价格很贵(见图3－96)。

图3－96 改变电压说明