专用结构和特殊要求详解

1.定子与转子

对于增安型电动机的定子来说，主要是定子绕组的结构和绝缘处理。

当额定电压为200V及以上时，各相的散嵌绕组之间应该有附加的相间绝缘（涂刷清漆不能被看做是一种有效的绝缘措施）。

当额定电压为1000V以下时，绕组的浸漆应该采用浸渍法、滴注法或真空压力浸渍法（VPI）进行绝缘处理；或者，在电动机上使用额定电压1000V以上的绕组。

当额定电压等于或大于1000V时，绕组应该采用模绕法线圈来制作，并且采用真空压力浸渍法进行绝缘处理。除此之外，还应该对绕组进行防电晕处理。

经过这样绝缘处理的绕组还应该进行介电强度试验，以检验这种绝缘处理和防电晕措施的有效性。

对于增安型电动机的转子来说，笼型转子的导条和槽必须配合紧密，例如，采用压力铸铝方法，或者采用附加槽衬、槽楔及其他胀紧方法，都可以达到目的。这样就可以防止电动机起动时导条在槽内振颤而在导条和转子铁心之间产生电气放电火花。

如果笼型转子的导条和端环不是压铸在一起，那么，导条和端环应该采用硬钎焊或熔焊的方法进行连接。

在电动机起动过程中，笼型转子的表面温度不应该超过电动机的极限温度，最高也不要超过300℃。通常情况下，转子笼型导条是由铸铝制成的，铸铝的工作温度因铸铝的成分不同而各异。例如，牌号为ZL201的铸铝，它的工作温度最高为300℃，是目前各种铸铝材料中工作温度较高的一种。此外，长时间的过高的表面温度还会降低邻近的定子绕组绝缘材料的寿命，对定子绕组产生不利影响。

还应该注意的是，在电动机失速工况下，转子上有些处于漏磁通路径中的部分，例如，保持环、平衡环、定心环等部件的温度，可能超过导条的温度。这一点也应该引起人们的注意。

2.接线端子和电气连接

接线端子是电动机电源引入的部件，常常由导电螺栓、压紧螺母以及垫圈组成，当然，也可以由导电导体和相应的压紧环节组成（参见第4.2.2节）。对于增安型电动机来说，接线端子和外部电源的电气连接是相当重要的，即使在电动机发生堵转时，在t_E时间内，连接部位的温度也不得超过它的极限温度。

因此，接线端子和外部电源连接部位的接触电阻应该尽可能的小，尤其对于低压大功率的电动机，即使一个小的接触电阻也可能产生高的温度。显然，减小这个接触电阻是至关重要的。

事实上，在实际的工业应用中，已经发生了多次因连接部位温度过高而烧毁绝缘部件的严重事故。对于增安型电动机来说，这是绝对不能容忍的。

3.最小径向单边气隙

旋转电机在定子和转子之间存在着一定的间隙（气隙）。如果这一间隙值在设计时选择得不合理，例如过小，再加上相关部位加工、装配带来的积累误差，电机运行起来可能会出现所谓的“扫膛”现象。“扫膛”现象对任何旋转机械来说，都是不允许的，对于增安型旋转机械，更会造成极大的危险。

因此，对于增安型电动机来说，提出了最小径向单边气隙的要求。所谓最小径向单边气隙，是指增安型电动机在静止状态下定子铁心与转子在径向出现的单边气隙最小值。这个值，除与电动机的结构有关，还与所选用轴承的种类有关。

增安型电动机定子和转子之间的最小径向单边气隙，在电动机静止时，不应该小于下式的计算值，即

其中

式中 k——最小径向单边气隙（mm）；

D——转子直径（mm），最小值取75mm，最大值取750mm；

n——最大额定转速（r/min），最小值取1000r/min；

l——转子铁心长度（mm）；

b——系数，滚动轴承时取1.0，滑动轴承时取1.5。

【例4.1】 这里按照式（4.1），对使用滚动轴承的2极增安型三相异步电动机进行示例计算：电源频率为50Hz；转子直径为60mm，取最小值75mm；铁心长度为80mm；n取最大值为3000r/min；b取1.0；r=80/（1.75×60）≈0.76，取1.0。将这些数值代入式（4.1）中计算求得

在计算了最小径向单边气隙以后，对于大型增安型电动机，人们还应该设置测隙孔，定期检测气隙的大小。

测隙孔应该设置在电动机的两个端盖上。每一个端盖应该有3个这样的孔。这些孔要均匀地分布在直径和气隙所处直径相等的圆周上。测隙孔在不测隙时应该用螺塞封堵，防止外物进入电动机内部造成附加危险。(www.xing528.com)

4.电位均衡

在大型电动机中，特别在起动时，杂散磁场可能会在电动机外壳中产生较大的感应电流流动。要避免这种电流的间歇性中断可能形成的放电火花，是十分重要的。因而，人们必须对这样的电动机，尤其是外壳由多段壳体组成的电动机，进行等电位联结。

设计人员应该根据电动机的结构和额定值来确定等电位联结导体的截面积和结构形式。等电位联结导体，应该具有至少相导体的截面积，应该与电动机转轴轴线平行且对称地配置。并且，这样的配置和安装还要保证杂散磁场引起的电流经过这些连接流动。

此外，等电位联结要牢固可靠，在电动机的整个运行过程中不应该发生松动和被腐蚀。这样，在电动机充分可靠接地的情况下，杂散磁场引起的这种电流就会流入大地。

在电动机某些部位设置的绝缘能够阻断这种电流流动时，也可以不专门设置等电位联结。

5.外壳防护等级的特殊规定

当增安型电动机使用在清洁的室内，而且又由经过专门培训的人员操作和管理时，它的外壳防止固体异物和水进入其内的防护等级，除接线盒内和裸露带电部件的外壳以外，可以为：

●Ⅰ类设备，IP23；

●Ⅱ类设备，IP20。

在这种情况下，设计人员应该在电动机的明显部位标志出警告标志：“本电动机只允许使用在干净清洁的室内！”。

对于立式电动机，安装人员应该在电动机的上方设置必要的防护措施，防止固体异物和水通过通风孔落入外壳内。

6.温度保护与t_E时间

在增安型电动机中，设计人员应该设置温度保护装置，以防止电动机在正常运行过程中或认可的异常情况下出现超过极限温度的危险温度。

温度保护装置应该采用反时限延时过载保护方法，不仅能够随时监视电动机的运行电流，而且还能够当电动机发生堵转时在t_E时间（标准规定，保护装置的t_E时间整定值为5s）内切断电动机的电源。此外，设计人员还应该给出保护装置过载继电器或脱扣机构的延时时间与起动电流比（I_A/I_N）关系的电流-时间特性曲线，如图4.13所示。

温度保护装置的这种电流-时间特性曲线应该指出，电动机在环境温度为20℃、起动电流比为3～8（无论如何起动电流比不得大于10）的情况下从冷态起动开始的延时时间。

通常情况下，连续运行的电动机应该采用反时限延时过载保护装置；起动困难或起动频繁的电动机可以采用其他合适的保护装置。不管是什么样的保护装置，都必须防止电动机在相应的运行状态下可能出现的超过极限温度的危险温度。

增安型电动机固有的t_E时间应该被标志在电动机的铭牌上和写入它的有关技术文件中，以便使用者选择合适的保护装置。

图4.13 电动机t_E与起动电流比（I_A/I_N）的关系曲线示意图

7.单相交流异步电动机特殊防爆技术措施的思考

对于单相交流异步电动机，有一种叫做“电容分相电动机”，在它的辅助绕组（起动绕组）中串联了一只电容器。这只电容器，在电容值选择合适的情况下，既可以使电动机成功起动，又可以改善电动机功率因数，还可以提高电动机过载能力。

对于这种电动机，假若“起动电容器”与电动机集成在一起时，人们要想把它制成增安型电动机，除应该符合上述的通用技术要求外，还必须附加一些特殊技术措施。

这些特殊防爆技术措施如下：

①电容器必须是固体绝缘介质的，例如，纸介质的、云母介质的，不允许使用如电解电容器、钽电容器之类的电容器。

②两只电容器串联起来使用。每一只电容器的额定电压至少为电路中工作电压的1.5倍值。而且，串联电容器组还应该浇封在一起。

③不允许使用电容器的金属外壳作为电极。

④电容器必须承受和电动机同样要求的介电强度试验。

除此之外，这样的电动机同样应该设置温度保护装置，防止过载时温度超过极限温度。