(接上期)
1.3異步電動(dòng)機(jī)的工作原理
1.3.1異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理
(1)轉(zhuǎn)子得到電流
提起異步電動(dòng)機(jī)的工作原理，小李顯得很有信心，他拿出了事先畫好的圖，說(shuō)：“旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)被靜止著的轉(zhuǎn)子繞組切割，轉(zhuǎn)子繞組中將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，又因?yàn)檗D(zhuǎn)子繞組是自成回路的，所以同時(shí)產(chǎn)生了感應(yīng)電流，如圖1-18a所示。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流的方向由右手定則來(lái)判定，如圖1-18b所示。右手手掌對(duì)著n極，大拇指指向?qū)w切割磁力線的方向，因?yàn)槭嵌ㄗ拥拇帕€在旋轉(zhuǎn)，所以轉(zhuǎn)子的導(dǎo)體切割磁力線的方向和磁動(dòng)勢(shì)旋轉(zhuǎn)的方向相反，則四個(gè)指頭所指就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流的方向。
所以，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電流是切割了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)感應(yīng)而得?！?BR>

圖1-18　轉(zhuǎn)子電流的產(chǎn)生

“等一等?！睆埨蠋煷驍嗾f(shuō)：“前面在討論交變電流產(chǎn)生磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)時(shí)，為了排除磁路飽和等因素，我們都用磁動(dòng)勢(shì)來(lái)分析?，F(xiàn)在，要具體討論磁場(chǎng)和電流的相互作用了，就必須用實(shí)實(shí)在在的磁通量或磁感應(yīng)強(qiáng)度了，或者統(tǒng)稱磁場(chǎng)?！?BR>“真嚴(yán)密?！毙±钔铝送律囝^，然后繼續(xù)說(shuō)：“轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電流又和定子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生電磁力，如圖1-19a所示。導(dǎo)體受力的方向由左手定則判定，如圖1-19b所示：左手手掌對(duì)著n極，四個(gè)指頭指電流的方向，則大拇指所指就是導(dǎo)體受力的方向。因?yàn)樯习氩繉?dǎo)體的受力方向和下半部導(dǎo)體的受力方向正好相反，就形成電磁轉(zhuǎn)矩tm，由圖可知，電磁轉(zhuǎn)矩的方向和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向是相同的。在電磁轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)子將旋轉(zhuǎn)起來(lái)，轉(zhuǎn)速為nm。


圖1-19　電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生

因?yàn)檗D(zhuǎn)子產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的前提條件是轉(zhuǎn)子繞組必須切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，所以，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總要低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，故稱為異步電動(dòng)機(jī)。對(duì)不對(duì)？”
“說(shuō)得很好，有關(guān)轉(zhuǎn)速的基本公式還記得嗎？”張老師問(wèn)。
小李略思考了一下，說(shuō)：“估計(jì)問(wèn)題不大。
1.3.2關(guān)于轉(zhuǎn)速的基本公式 　
同步轉(zhuǎn)速的公式如式(1-13)所示，因?yàn)檗D(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總要比同步轉(zhuǎn)速低一些，所以有：
(1)轉(zhuǎn)差
即轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速之差：
δn=n1-nm    (1-14)
式中，δn—轉(zhuǎn)差，r/min；
nm—轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，r/min。
(2)轉(zhuǎn)差率 　
轉(zhuǎn)差與同步轉(zhuǎn)速之比，稱為轉(zhuǎn)差率：
s＝＝×100%        (1-15)
式中，s—轉(zhuǎn)差率，常用百分?jǐn)?shù)表示。
在起動(dòng)瞬間，nm=0時(shí)，s=1；
如果轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到同步轉(zhuǎn)速，即nm=n1時(shí)，s=0。
所以，s的取值范圍是s=(0～100)%。通常，在額定運(yùn)行的狀態(tài)下，s=(2～5)%。
(3)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速
由式(1-13)、(1-14)、(1-15)，可推導(dǎo)得到：
nm=n1(1-s)=(1-s)            (1-16)
δn＝s n1   (1-17)
基本公式就是這些吧？”
張老師點(diǎn)點(diǎn)頭說(shuō)：“很好。不過(guò)，你在實(shí)際工作中，有一些基本規(guī)律也應(yīng)該了解。例如，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率和容量之間的規(guī)律。不同磁極對(duì)數(shù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)差率見表1-2。
表1-2　不同磁極對(duì)數(shù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差與轉(zhuǎn)差率


由表1-2可以看出，小容量電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差與轉(zhuǎn)差率較大，而大容量電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差與轉(zhuǎn)差率較小?！?BR>--------------------------------------------------------------------------
小李的筆記
磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)被切割　　轉(zhuǎn)子電流感應(yīng)得
磁場(chǎng)電流相互推　　產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩樂(lè)呵呵
＊＊＊＊＊＊　　　＊＊＊＊＊＊
磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速永不低　　轉(zhuǎn)子追得差不離
眼看快要追上了　　怎奈轉(zhuǎn)差是前提
--------------------------------------------------------------------------
1.4異步電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)
1.4.1額定電壓和額定電流
(1)額定電壓
關(guān)于異步電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)，小李事先在廠里抄錄了兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的銘牌。一臺(tái)國(guó)產(chǎn)的，一臺(tái)日本的，如圖1-20所示。他首先發(fā)問(wèn)道：“額定電壓和額定電流指的是線電壓和線電流呢，還是相電壓和相電流？從國(guó)產(chǎn)電動(dòng)機(jī)的銘牌看，應(yīng)該是線電壓和線電流，但是：
(a)日本電動(dòng)機(jī)的銘牌上的額定電壓又好像是相電壓似的？
(b)記得在等效電路里用的是相電壓。
所以就有點(diǎn)拿不準(zhǔn)了。”


a)國(guó)產(chǎn)電動(dòng)機(jī)銘牌     　b)日本電動(dòng)機(jī)銘牌
圖1-20　電動(dòng)機(jī)的銘牌

張老師說(shuō)：“在對(duì)電動(dòng)機(jī)的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行定量分析時(shí)，針對(duì)的是每一相里各種參數(shù)的變化規(guī)律，應(yīng)該用相電壓。但是，銘牌是給用戶看的，是告訴用戶：應(yīng)該接到多大電壓的電源上去。所以，應(yīng)該是線電壓。
至于日本電動(dòng)機(jī)的額定電壓只有200v或220v，那是你看得不夠仔細(xì)，日本出口到中國(guó)的設(shè)備里，還帶著一臺(tái)380/200v的三相變壓器呢，就是說(shuō)，日本電動(dòng)機(jī)的額定線電壓只有200v?！?BR>(2)額定電流
小李又問(wèn)：“那么說(shuō)，銘牌上的額定電流也應(yīng)該是線電流了？”
張老師說(shuō)：“銘牌上的額定電流是告訴用戶，從電源到電動(dòng)機(jī)的連接線應(yīng)該用多粗的導(dǎo)線？所以，當(dāng)然應(yīng)該是線電流了?！?BR>1.4.2額定頻率和轉(zhuǎn)速
小李說(shuō)：“國(guó)產(chǎn)電動(dòng)機(jī)的額定頻率是50hz，日本電動(dòng)機(jī)可以用到50hz的電源上，也可以用到60hz的電源上，這些都沒(méi)有問(wèn)題。但是，在日本電動(dòng)機(jī)的銘牌上表明：在同樣頻率下，200v時(shí)的額定轉(zhuǎn)速要比220v時(shí)的低一些，這是為什么？”
張老師說(shuō)：“前面說(shuō)過(guò)，異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的前提是，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和同步轉(zhuǎn)速之間必須有轉(zhuǎn)差。進(jìn)一步說(shuō)，電磁轉(zhuǎn)矩的大小，是和轉(zhuǎn)差有關(guān)的。電壓較低時(shí)，電動(dòng)機(jī)的磁通量有所減少，在轉(zhuǎn)差相同的情況下，電磁轉(zhuǎn)矩也會(huì)有所減小，為了能夠帶動(dòng)額定負(fù)載，必須加大轉(zhuǎn)差，所以轉(zhuǎn)速就低了。這個(gè)問(wèn)題，后面還要詳細(xì)討論?！?BR>1.4.3功率、功率因數(shù)和效率
(1)額定功率和轉(zhuǎn)矩
張老師問(wèn)小李：“電動(dòng)機(jī)的額定功率指的是輸入功率，還是輸出功率？”
小李想了一想，又在紙上算了一會(huì)兒，說(shuō)：“從電動(dòng)機(jī)需要向電源取用功率來(lái)說(shuō)，好像應(yīng)該是輸入功率。但是，從計(jì)算結(jié)果看，它指的是輸出功率?！?BR>張老師又問(wèn)：“電動(dòng)機(jī)是干什么用的？”
“帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)呀，”小李不假思索地回答。接著，他拍著腦袋說(shuō)：“所以，電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)該是輸出軸上的機(jī)械功率?？墒牵@機(jī)械功率是怎么計(jì)算的？”
張老師說(shuō)：“電動(dòng)機(jī)在輸出機(jī)械功率時(shí)，最關(guān)鍵的兩個(gè)要素是：轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。所以機(jī)械功率的計(jì)算公式是：
p2＝
       (1-18)
式中，p2—電動(dòng)機(jī)軸上的輸出功率，kw；
tm—電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，n∙m；
nm—電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，r/min。
在電力拖動(dòng)里，公式(1-18)非常重要，一定要牢牢掌握?！?BR>“在銘牌數(shù)據(jù)里，好像沒(méi)有額定轉(zhuǎn)矩，為什么？”小李又問(wèn)。
張老師說(shuō)：“這個(gè)原因是多方面的：
首先，如你所說(shuō)，銘牌數(shù)據(jù)應(yīng)該告訴用戶，電動(dòng)機(jī)需要向電源取用多少功率，以便用戶決定配置車間甚或全廠變壓器的容量。
其次，許多生產(chǎn)機(jī)械常常要求恒功率運(yùn)行。例如，金屬切削機(jī)床都具有許多擋切削速度，但不管在哪一擋切削速度，都要求具有相同的切削功率。所以，生產(chǎn)機(jī)械的設(shè)計(jì)人員配用電動(dòng)機(jī)時(shí)，主要看功率。
再其次，有了式(1-18)，電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩就可以推算出來(lái)了：
tm＝                (1-19)
還有一點(diǎn)要注意，額定功率相同，而磁極對(duì)數(shù)不同的電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩是很不一樣的，舉例如表1-3所示。
表1-3　同容量電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩(以75kw為例)



至于輸入功率，你是怎么計(jì)算的？”
(2)輸入功率和功率因數(shù)
小李說(shuō)：“我正要問(wèn)呢。根據(jù)電工基礎(chǔ)的知識(shí)，輸入功率的計(jì)算公式是：
p1＝u1i1cosφ1    (1-20)
式中，p1—電動(dòng)機(jī)的輸入功率，kw；
u1—電動(dòng)機(jī)輸入的線電壓，v；
i1—電動(dòng)機(jī)輸入的線電流，a；
cosφ1—電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)。
式(1-20)中，用了線電壓和線電流，那么，這功率因數(shù)cosφ1是線的，還是相的？”
張老師拿出紙來(lái)，畫了一個(gè)圖，然后說(shuō)：
“我們從外部測(cè)量數(shù)據(jù)，只能測(cè)量線電壓和線電流，如圖1-21a所示。以y形接法為例，內(nèi)部的電路圖如圖1-21b所示。

a)運(yùn)行數(shù)據(jù)的測(cè)量      　b)三相電路圖　      c)瞬時(shí)值                   
圖1-21　電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)

所謂功率因數(shù)，是指相電流和相電壓之間相位差角的余弦，即cosφ1，如圖1-21c中之曲線①和曲線②所示。
根據(jù)電工基礎(chǔ)的知識(shí)，線電壓在數(shù)值上等于相電壓的倍，同時(shí)在相位上，要比相電壓超前π/6(30°)，如圖c中之曲線③所示，而線電流和相電流是同一個(gè)電流?，F(xiàn)在你看看，這線電壓和線電流之間的相位差角說(shuō)明了什么？”
小李恍然大悟，說(shuō)：“原來(lái)，所謂線電壓和線電流之間的功率因數(shù)是不存在的?；蛘哒f(shuō)，是毫無(wú)意義的。
還有，影響電動(dòng)機(jī)效率的損耗功率有哪些？”
1.4.4電動(dòng)機(jī)的效率和過(guò)載能力
(1)電動(dòng)機(jī)的損耗和效率
張老師說(shuō)：“電動(dòng)機(jī)里的損耗功率主要有：
(a)銅損。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的繞組總是有電阻的，電流通過(guò)電阻，必然要轉(zhuǎn)換成熱能而損失掉。顯然，負(fù)載越重，電流越大，銅損也越大。所以，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，銅損也是變化的，稱為可變損耗。
(b)鐵損。就是鐵心里的渦流損失和磁滯損失。鐵損主要和鐵心里的磁通量有關(guān)，而磁通量的多少主要和電壓有關(guān)，電壓不變時(shí)，鐵損的大小也基本不變。
(c)機(jī)械損失。主要是軸承的磨擦損失和風(fēng)扇的通風(fēng)損失。機(jī)械損失主要和轉(zhuǎn)速有關(guān)，恒速運(yùn)行時(shí)，機(jī)械損失也是不變的。
鐵損和機(jī)械損失都屬于不變損失。
所以，電動(dòng)機(jī)各部分功率之間的關(guān)系是：
p1-pcu-pfe-pme＝p2    (1-21)
式中，pcu—電動(dòng)機(jī)繞組的銅損，kw；
pfe—電動(dòng)機(jī)鐵心的鐵損，kw；
pme—電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損失，kw。
電動(dòng)機(jī)的效率是：
η＝　　   (1-22)
式中，η—電動(dòng)機(jī)的效率。
電動(dòng)機(jī)在輕載運(yùn)行時(shí)，輸出功率減小，不變損失在總功率中的比重將增加，效率較低?！?BR>(2)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力
小李問(wèn)：“電工手冊(cè)上寫的過(guò)載能力指的是功率，還是電流？”
張老師說(shuō)：“都不是，過(guò)載能力指的是電磁轉(zhuǎn)矩。因?yàn)槟懿荒軒У脛?dòng)負(fù)載，關(guān)鍵在于電磁轉(zhuǎn)矩。所以，過(guò)載能力的定義是：
kt＝    (1-23)
式中，kt—電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力；
tmax—電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，n∙m；
tmn—電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，n∙m?！?BR>--------------------------------------------------------------------------　小李的筆記
指導(dǎo)用戶銘牌編　　電壓電流都用線
功率因數(shù)只歸相　　額定功率軸上見
＊＊＊＊＊＊　　?。?BR>銅損要隨負(fù)載翹　　鐵損機(jī)損不動(dòng)搖
負(fù)載輕了效率低　　功率因數(shù)也減小
--------------------------------------------------------------------------1.5異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和接法
小李看了看兩種電動(dòng)機(jī)的銘牌，問(wèn)：“異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)說(shuō)明些什么問(wèn)題？”
1.5.1異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)
張老師說(shuō)：“國(guó)產(chǎn)異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)中：
第一項(xiàng)是產(chǎn)品代號(hào)，‘y’代表通用的籠形異步電動(dòng)機(jī)。其他如yr代表繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)、yq代表高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩異步電動(dòng)機(jī)等。”
第二項(xiàng)是機(jī)座代號(hào)，‘280’表示中心高為280mm；‘s’表示短機(jī)座(其他如l表示長(zhǎng)機(jī)座，m表示中等機(jī)座)。
第三項(xiàng)是磁極個(gè)數(shù)，‘4’就是4極電動(dòng)機(jī)。”
1.5.2繞組的接法
(1)接線端子和接法
關(guān)于電動(dòng)機(jī)繞組的接線端子和接線方法，小李對(duì)廠里的多臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了觀察，并且畫出了接線圖，如圖1-22所示，請(qǐng)張老師審核。同時(shí)，又提出了一個(gè)問(wèn)題：“我發(fā)現(xiàn)，小容量電動(dòng)機(jī)大多采用y形接法，而大容量電動(dòng)機(jī)則大多采用△形接法，是什么原因？”


圖1-22　電動(dòng)機(jī)繞組的接法

張老師首先對(duì)小李畫的接線圖表示贊許，接著又反問(wèn)道：“這兩種接法的主要區(qū)別是什么？”
小李略想了一想，說(shuō)：“y形接法時(shí)，每相繞組的相電壓低些，只有線電壓的，而△形接法時(shí)，每相繞組的相電壓等于線電壓?！?BR>“那么，每相繞組的相電流呢？”張老師又問(wèn)。
小李的臉上露出了一種恍然大悟的神色，說(shuō)：“我明白了，△形接法時(shí)，因?yàn)橄嚯妷狠^高，在功率相等的情況下，電流較小，繞組所用的導(dǎo)線可以細(xì)一些，節(jié)省了用銅，對(duì)不對(duì)？可是，小容量電動(dòng)機(jī)不也一樣嗎？”
張老師說(shuō)：“這又是工藝上的問(wèn)題了。如你所說(shuō)，電壓高時(shí)，繞組的導(dǎo)線可以細(xì)一些，但太細(xì)了又容易變形。同時(shí)，每相繞組的匝數(shù)必然增多，小容量電動(dòng)機(jī)定子的內(nèi)徑較小，要往定子槽里嵌入又細(xì)又多的導(dǎo)線就比較困難。采用y形接法，要容易得多。”
(2)繞組端子的判別
小李又問(wèn)道：“廠里有幾臺(tái)舊電動(dòng)機(jī)，接線盒并不如圖1-22那樣，而只有光禿禿的幾根線，上面的標(biāo)記有的已經(jīng)掉了，有的雖沒(méi)掉，但模糊不清，怎樣判斷每相繞組的頭尾？”
張老師說(shuō)：“這件事要分兩步進(jìn)行：
第一步，首先確定哪兩個(gè)端子屬于同一相？方法很簡(jiǎn)單，只需用萬(wàn)用表的電阻擋測(cè)量就可以了。不是同一相的端子間的電阻是∞，如圖1-23a所示；同一相端子間的電阻幾乎為0，如圖1-23b所示。
第二步，判斷各相繞組的頭和尾。


a)不屬于同一相　     b)屬于同一相
圖1-23　找出同一相的端子


a)測(cè)量方法　        b)測(cè)量原理
   圖1-24　尾-尾相接


a)測(cè)量方法　        b)測(cè)量原理
圖1-25　尾-首相接



(a)任意規(guī)定一相繞組為u相，并任意規(guī)定其頭(u1)和尾(u2)。
(b)另找一相繞組(設(shè)為v相)的一端和u相的尾端(u2)相接。
(c)把照明變壓器輸出的36v(或24v)加在u1和v相的另一端之間，如圖1-24a所示。
(d)用萬(wàn)用表的交流電壓擋測(cè)量未接線繞組(w相)的兩端，這時(shí)，可能有兩種結(jié)果：
結(jié)果1：電壓為0v，則判定u、v兩相是尾-尾相接(與u2相接的是v2)。
原理如圖1-24b所示，當(dāng)u相電流iu從u1進(jìn)、u2出，v相電流iv又從v2進(jìn)、v1出時(shí)，兩相繞組的合成磁力線并沒(méi)有穿過(guò)w相繞組，w相繞組里將不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故萬(wàn)用表的讀數(shù)為0v。
結(jié)果2：電壓有讀數(shù)，則判定u、v兩相是尾-首相接(與u2相接的是v1)。
原理如圖1-25b所示，當(dāng)u相電流iu從u1進(jìn)、u2出，v相電流iv又從v1進(jìn)、v2出時(shí)，兩相繞組的合成磁力線將穿過(guò)w相繞組，因?yàn)榇磐ㄊ墙蛔兊?，故w相繞組里將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，萬(wàn)用表有讀數(shù)。”
--------------------------------------------------------------------------
小李的筆記
電機(jī)接線很靈便　　只需更改聯(lián)接片
連成一線是y形　　三片分開δ形聯(lián)
＊＊＊＊＊＊　　?。?BR>標(biāo)記脫落不擔(dān)心　　三相端子先分清
任定一相頭和尾　　另外兩相分別定
--------------------------------------------------------------------------1.6異步電動(dòng)機(jī)的定額
小李問(wèn)：“銘牌上的絕緣等級(jí)和溫升是什么意思？”
張老師說(shuō)：“生產(chǎn)機(jī)械在配置電動(dòng)機(jī)時(shí)，除了考慮能不能帶得動(dòng)外，很重要的一個(gè)問(wèn)題，是會(huì)不會(huì)‘燒’壞電動(dòng)機(jī)？這是因?yàn)?，上面提到的損耗功率，都將轉(zhuǎn)換成熱能，使電動(dòng)機(jī)的溫度升高。溫度升高的主要結(jié)果是使絕緣材料炭化，失去絕緣性能，電動(dòng)機(jī)就‘燒’壞了?！?BR>1.6.1絕緣材料的耐熱等級(jí)
小李又問(wèn)：“絕緣材料能夠承受的溫度有多高？”
張老師說(shuō)：“不同的電動(dòng)機(jī)采用的絕緣材料也不盡相同，允許的最高溫度也就不一樣。異步電動(dòng)機(jī)里用得較多的絕緣材料見表1-4
表1-4　異步電動(dòng)機(jī)常用的絕緣材料



電動(dòng)機(jī)的溫升指的是實(shí)際溫度和環(huán)境溫度之差，我國(guó)的最高環(huán)境溫度規(guī)定為40℃。從表中可以看出，電動(dòng)機(jī)的允許溫升和絕緣材料的允許工作溫度之間，是留有余地的。在實(shí)際工作中，電動(dòng)機(jī)外殼的溫度以不燙手為原則?！?BR>小李又問(wèn)：“銘牌上的‘定額’是什么意思？為什么要規(guī)定定額這個(gè)指標(biāo)？”
張老師說(shuō)：“這就說(shuō)來(lái)話長(zhǎng)了，需要了解電動(dòng)機(jī)在不同的工作情況下，溫升的變化規(guī)律。
1.6.2電動(dòng)機(jī)的溫升　
(1)溫度變化的基本規(guī)律
要了解電動(dòng)機(jī)溫度上升的規(guī)律，需要知道溫度變化的基本規(guī)律，主要有兩條：
(a)溫度不可能突變
你在家燒過(guò)開水吧？爐子上的火再大，鍋里的水也不可能立即沸騰，水的溫度只能逐漸上升，這叫做熱慣性。
電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，由于存在著銅損、鐵損和機(jī)械損耗等損耗功率，這些損耗功率都將轉(zhuǎn)換成熱能，使電動(dòng)機(jī)的溫度逐漸地升高。
(b)溫度的上升是非線性的
由于電動(dòng)機(jī)在溫度上升的同時(shí)，也要向周圍散熱，溫升越大，散熱越快。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的溫升上升到某一數(shù)值時(shí)，它所產(chǎn)生的熱量和散發(fā)的熱量相等，處于平衡狀態(tài)時(shí)，溫升不再增加。這時(shí)的溫升稱為穩(wěn)定溫升，用τs表示。
事實(shí)上，以上規(guī)律，就是溫度上升的過(guò)渡過(guò)程。
(2)電動(dòng)機(jī)的溫升曲線
和任何過(guò)渡過(guò)程一樣，電動(dòng)機(jī)的溫升曲線也符合指數(shù)規(guī)律：
τ＝τs(1―e-t∕t)    (1-24)
式中，τ—溫升，℃；
τs—穩(wěn)定溫升，℃；
t—時(shí)間常數(shù)。
由式(1-24)所得到的溫升曲線如圖1-26a中的曲線①所示。曲線②是曲線①的切線，電動(dòng)機(jī)的溫升如果按曲線②從0直線上升至穩(wěn)定溫升所需要的時(shí)間，稱為時(shí)間常數(shù)，用t表示。時(shí)間常數(shù)的物理意義可以解釋如下：
(a)如果電動(dòng)機(jī)在發(fā)熱過(guò)程中不向周圍散熱，達(dá)到穩(wěn)定溫升所需要的時(shí)間；
(b)電動(dòng)機(jī)的溫升上升到穩(wěn)定溫升的63.2%所需要的時(shí)間。
發(fā)熱時(shí)間常數(shù)取決于電動(dòng)機(jī)的負(fù)載輕重，負(fù)載重時(shí)，損耗增大，溫度上升得快，發(fā)熱時(shí)間常數(shù)較短。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，將向周圍散熱，其散熱曲線如圖1-26b中之曲線③所示。散熱時(shí)間常數(shù)和周圍環(huán)境有關(guān)。


圖1-26　電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱與散熱曲線

1.6.3電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行定額
根據(jù)負(fù)載的工況不同，有連續(xù)不變負(fù)載、連續(xù)變動(dòng)負(fù)載、斷續(xù)負(fù)載和短時(shí)負(fù)載。分別說(shuō)明如下：
(1)連續(xù)不變負(fù)載
負(fù)載在運(yùn)行過(guò)程中，阻轉(zhuǎn)矩基本不變的負(fù)載，稱為連續(xù)不變負(fù)載。其運(yùn)行特點(diǎn)是，在運(yùn)行期間，負(fù)載的輕重基本不變，溫升能夠達(dá)到穩(wěn)定溫升，如圖1-26a所示。工頻運(yùn)行的風(fēng)機(jī)、水泵等屬于這類負(fù)載。
(2)連續(xù)變動(dòng)負(fù)載
負(fù)載的阻轉(zhuǎn)矩不同，電動(dòng)機(jī)所能達(dá)到的穩(wěn)定溫升也不同，如圖1-27a所示。許多負(fù)載在運(yùn)行過(guò)程中，阻轉(zhuǎn)矩并不穩(wěn)定，而是時(shí)大時(shí)小地變化的，例如龍門刨床的刨臺(tái)，在切削過(guò)程中和返回過(guò)程中，負(fù)載的輕重顯然是不一樣的。這類負(fù)載的溫升曲線也隨負(fù)載的輕重而變化，如圖1-27b所示。對(duì)于這類負(fù)載，只要電動(dòng)機(jī)的溫升不超過(guò)額定溫升，短時(shí)間的過(guò)載是允許的，如圖b中的t4時(shí)間段所示。

a)負(fù)載變化時(shí)的溫升曲線    　b)連續(xù)變動(dòng)負(fù)載
圖1-27　連續(xù)變動(dòng)負(fù)載

(未完待續(xù))