1,马达的名词解释:马达又叫电机(中国大陆叫电机或电动机)在西方的国家都叫马达,是由美国的一为铁匠发明,雨田电机前期主要是经营进口马达为主所以在工作中习惯叫马达,(以下的培训课程全部用马达);马达是一种把电能转变为机械能的机器;如果这种电能是交流电,则马达为交流马达,如果电能是直流电,则为直流马达。
绝大部分情况下,是先有交流电源,再通过整流设备,把交流电转化成为直流电。
比如,我们经常看到的水力发电,风力发电,核能发电,热电厂,等等,他们生产的电能均为交流电源。
马达的使用范围非常广。
而且,随着生活水平的提高,自动化程度的提高,人类变得越来越“懒”时,这种趋势更加明显。
没有特殊指出,本文所指的马达,是指没有减速器的单一马达。
2,马达的基本参数:要了解一个电机,首先要知道马达的铭牌数据,马达的铭牌相当于一个人的身份证,从这些铭牌数据,我们可以基本了解这个马达。
马达的铭牌数据大致如下:2.1 型号(TYPE):这是马达最基础的特征我们现在的马达大致可以分下面几种:单相交流马达、三相交流马达、直流马达、等等,具体的型号命名方法见雨田电机资料和到雨田马达网查阅。
2.2 电压(VOLTAGE):国际单位是伏特,V这个电压可以是交流(AC),也可以是直流(DC),并分别对应交流马达和直流马达。
发电机的最高电压可以达到10万伏以上,这个高电压便于电力的传输,减少电力传输过程中损耗,它的缺点是有很大的危险。
较低的电压,如我们经常使用的由小干电池提供的直流电压,用于驱动小功率的直流马达。
我们现在的电机中,交流电机的电压有:24V,100V,110V,115V,120V,200V,220V,230V,240V,380V,400V,415V,440V等等。
我们的马达的电压主要单相马达110V 和220V,三相马达220V,380V,440直流马达的电压有:1.5V,3V,6V,9V,12V,24V,36V,48V,90V,110V,220V。
我们的直流马达电压主要有:12V,24V,36V,48V,90V,110V,180V,220V等在理论上,不同于上述电压的电机均可以设计和生产。
2.3 功率(POWER):国际单位是瓦特,W(瓦),KW(千瓦)没有特别说明的情况下,铭牌上所说的功率均是指马达在额定电压、额定转速下的额定输出功率,也称为马达的轴功率。
马达的输出功率、转速、输出转矩之间有下列关系:(功率的单位除了瓦特外好叫马力,马力的单位为匹HP读“匹”,马力和瓦特之间的单位换算;1马力=1HP(1匹)=735W=0.735KW)T=9.55*P2/N其中:T——马达的转矩,N.M(牛.米)P2——马达的输出功率,WN——马达的转速,RPM(每分种多少转)马达还有另外的几种功率的定义,如输入功率,它反应的是马达所消耗的电能,输入功率乘以马达的效率后,就是马达的输出功率。
马达的最大输出功率反应了马达的过载能力,就是说,马达能短时间承受超过额定的负载。
比如我们的80-25W马达,额定功率是25W,实际上它的最大输出功率有35W左右。
2.4 电流(CURRENT):国际单位是安培,A当马达的功率、电压确定后,马达的电流也基本确定。
铭牌上提供电流的主要目的,是给用户配置马达引出线的线规时提供依据。
在马达设计时,马达的大小决定了漆包线直径的大小。
电流越大,线规越大。
马达的电流、电压、功率等等有下面的相互关系:单相马达:P2=P1xη=UxIxCOSΦxη三相马达:P2=P1xη=1.732*UxIxCOSΦxη(1.732= 根号3)直流马达:P2=P1xη=UxIxη其中:P1——马达的输入功率,W,可以在交流电参数表中显示P2——马达的输出功率,W,可以在测功机的配套仪表中显示η——马达的效率,%,一般情况下,功率越大,效率越高U——马达的工作电压,V,可以在交流电参数表中显示I——马达的工作电流,A,可以在交流电参数表中显示COSΦ——功率因数,单相马达一般在0.9以上,三相马达在0.7以上,直流马达为1。
2.5 频率(FREQUENCY):国际单位是赫兹,Hz交流马达的铭牌有时候要表明电源的频率;直流马达的频率为0,一般知道直流就可以不用再次说明。
马达的频率一般由发电厂确定,现在通用的频率由两种,50Hz和60Hz。
交流马达的电压和频率要配套说明,不同国家有不同的电压和频率,如国内有220V/50Hz,美国有115V/60Hz,欧洲有230V/50Hz,日本有100V/50Hz /60Hz,韩国有220V/60Hz,澳洲有240V/50Hz,等等。
2.6 相数(PHASE):一般情况下,交流马达有单相和三相之分。
对于我们工厂的马达,他们最大的区别就是单相马达有电容,三相马达没有电容。
同样输出功率下,单相马达的缺点是成本要比三相的高,马达的性能要相对要差,但是,它的优点是单相电源的获得比较方便,一般的家庭或者办公场地均有。
直流马达没有相数的区别。
2.7 转速(SPEED):一般的单位是每分钟多少转,RPM(RA TATIONS PER MINUTE)马达的转数用极数来定,用字母P表示读“极”。
一般分为2P(2极)2800转/分,4P(4极)1400/分,6P(6极)960转/分,8P(8极)600/分,还有12P(12极)等,我们现在的交流减速马达均为4极,在50Hz和60Hz的情况下,马达的同步转速分别为1500RPM 和1800RPM(RPM,也可以表达为r/min,指电机每分钟多少转)。
由于我们的马达是异步电机,马达的实际转速肯定要比上面的同步转速低,并且,负载越大转速越低。
一般情况下,马达在额定功率时的转速为1300RPM(50Hz)和1550RPM(60Hz)。
我们现在的有些光马达,马达的极数为2P,转速比较高,马达的额定转速可以达到2800RPM(50Hz)和3300RPM(60Hz)左右。
直流马达的转速范围很广,小功率的直流马达最高的转速有20000转/分以上。
我们现在的直流马达中,转速范围大致在3300RPM到800RPM。
(直流马达不讲极数)。
2.8 极数:2.9 转向(DIRECTION):顺时针或者逆时针,CW或者CCW(COUNTER CLOCKWISE)马达的转向有时候对用户非常重要,如水泵马达和风扇马达,由于叶轮有方向性,马达的转向一定要惟一确定。
我们现在的单相交流减速马达,由于绝大部分均采用了定子主付绕组的对称设计,马达正反转的性能一样,同时,外部接线很方便,只要把电容同主付绕组的接头对调就可以。
但是,当用户对马达的转向有非常明确的要求时,一定要表明不同颜色接线时的马达转向。
三相马达的转向调换很方便,只要对调任意两根引线的位置就可以,马达的性能也一样。
按照标准,三相马达的三根引出线颜色应该区别,同时表明特定相序时的马达转向。
我们现在的大部分马达均没有做到这点。
单马达的转向同齿轮减速马达的转向又是两回事情,而且非常容易搞错。
在我们最新样本上的接线图中,表明了不同接线颜色时,马达的旋转方向——这个旋转方向实际上指的是单马达的旋转方向,而不一定是减速马达整机的转向,整机的转向同减速的级数有关系。
当齿轮箱为2、4级偶数级减速时,减速马达整机的转向同单马达的转向一样;当齿轮箱为3、5级奇数级减速时,减速马达整机的转向同单马达的转向相反。
2.9 绝缘等级(INSULATION CLASS):它反应了马达耐高温的能力。
我们现在大部分马达的绝缘等级为B级,也就是说,马达可以长时间承受130℃的高温,我们可以这样理解,马达最容易烧毁的部件是定子,而定子在浸漆过程中,就已经经过了4个小时的130℃高温固化。
在我们的产品使用说明中,一般规定马达使用环境的最高温度不超过40℃,所以,我们经常说,马达的温升不要超过80℃,是来自下面的温度计算公式:130℃-40℃-10℃=80℃。
其中的10℃是考虑到电压波动、负载波动等影响马达内部要体现绝缘等级的主要另部件有:漆包线、槽绝缘纸、槽楔、绑扎线、绝缘漆、套管、引出线等,均为定子的零件。
这里说的长时间,一般是指马达在正常条件下,可以一天24小时的连续工作2年以上(轴承内部的油脂更换除外)。
如果马达的温度比130℃低,则可以工作更长的时间。
如果温度超过了130℃,则马达的寿命减短,并且有下面的参考寿命计算方法:每超过上述温度限值8℃,马达的寿命减短一半。
如马达工作时由于马达发热或者环境温度比较高,而使马达内部的温度达到了138℃,则马达的使用寿命只能保证1年。
实际上,我们现在的马达温升均很低,一般不超过60℃,所以正常情况下可以使用5年以上。
在我们的返修马达中,几乎没有因为马达发热而烧毁的,如果有,也是另外原因造成的,如引出线连接不良,如定子和转子相檫,如电容毁坏,如电源错误。
等等。
用户在使用过程中经常抱怨说,马达表面用手摸上去太热,担心马达烧毁。
其实,这些担心完全是多余的,想想我们的定子在130℃的烘箱内承受的高温就可以了。
当然,用户提出的要求我们应该理解,如果用户一定要坚持低温,只有两个办法:降低其他性能要求,或者增加成本。
我们已经开发了一种高温马达,其绝缘等级为F级,也就是说马达能长时间承受155℃的温度,在生产过程中,除了前面说到的定子的零件要达到F级,马达的轴承也要能承受高温。
我们的部分马达已经通过UL认证。
由于美国UL公司对马达的绝缘等级审核要求非常严格,虽然我们现在使用的材料均达到 B 级的要求,但是要得到他们的承认,需要花费很多时间和费用。
所以,现在我们的UL马达的绝缘等级为A级,这是最低的绝缘等级,UL公司自动认可,相当于我们降低了自己的要求,A级绝缘的最高允许温度为95℃,而不是我们实际可以承受的130℃。
2.10 工作制(DUTY):马达的工作制大致分为连续工作S1、短时工作S2、短时周期工作S3等,相当于我们样本上的“额定时间”。
我们现在的马达大部分是适合连续工作的。
短时工作制S2要说明工作的时间,如同样本上所表明的“30min”。
如果短时工作后马达又要工作,按照标准规定,再次工作时,马达内部的温度不能超过环境温度2℃。
短时周期工作制S3要说明工作周期的时间,其中多少时间停机多少时间工作。
比如,正在开发的杭州速普的90-120W刹车马达,它的工作制为S3-50%-6S,就是3秒工作3秒停机。
马达在实际使用时,有时很难确定短时工作的时间和再次工作的时间,就把S3改为S2,并根据情况适当加长工作时间。
了解了马达的工作制,我们在设计马达时就可以有针对性。
比如,同样的90-90W马达,按连续工作设计,温升为60℃时,马达的最大功率大致在110W;同样的电机成本,如果是30min的短时工作,马达的温升也是60℃,马达的最大功率可以达到150W以上;反之,如果这个短时间工作的马达只要110W的最大功率,那么,马达的成本就可以下降。