电动机 设计要求？

9.2.1 本节适用于额定功率0.55kW及以上、额定电压不超过1000V的一般用途电动机。

9.2.2 电动机的起动
　1 电动机起动时，其端子电压应保证机械要求的起动转矩，且在配电系统中引起的电压波动不应妨碍其他用电设备的工作。 交流电动机起动时，其配电母线上的电压应符合下列要求：
　　1）电动机频繁起动时，不宜低于额定电压的90％；电动机不频繁起动时，不宜低于额定电压的85％。
　　2）当电动机不与照明或其它对电压波动敏感的负荷合用变压器，且不频繁起动时，不应低于额定电压的80％。
　　3）当电动机由单独的变压器供电时，其允许值应按机械要求的起动转矩确定。 对于低压电动机，还应保证接触器线圈的电压不低于释放电压。
　2 当符合下列条件时，鼠笼电动机应全压起动：
　　1）机械能承受电动机全压起动时的冲击转矩；
　　2）电动机起动时，配电母线的电压应符合本条第1款的规定；
　　3）电动机起动时，应不影响其他负荷的正常运行；
　　4）制造厂对电动机的起动方式无特殊要求。
　3 当不符合全压起动条件时，鼠笼电动机应降压起动，宜采用切换绕组接线、自耦变压器或软起动等方式起动。
　4 当机械有调速要求时，鼠笼电动机的起动方式应与调速方式相配合。
　5 大型鼠笼电动机可根据具体情况，选择其他适当的起动方式，构造特殊的鼠笼电动机应按制造厂规定方式起动。
　6 绕线型电动机起动方式的选择，应符合下列要求：
　　1）起动电流的平均值不超过额定电流的2倍；
　　2）起动转矩满足机械的要求；
　　3）当机械有调速要求时，电动机的起动方式应与调速方式相配合。 绕线型电动机一般采用在转子回路中接入频敏变阻器的方式起动，但对在低速运行和起动力矩大的传动装置，其电动机不宜采用频敏变阻器起动，而宜采用电阻器起动。
　7 直流电动机宜采用调节电源电压或电阻器降压起动，并应符合下列要求：
　　1）起动电流不超过电动机的最大允许电流；
　　2）起动转矩和调速特性应满足机械的要求。
　8 由城市低压网络直接受电的场合，电动机允许全电压起动的容量应与地区供电部门的规定相协调。如当地供电部门对允许鼠笼型电动机全压起动容量无明确规定时，可按下列条件确定：
　　1）由公共低压网络供电时，容量在11kW及以下者，可全压起动。
　　2）由居住小区变电所低压配电装置供电时，容量在15kW及以下者，可采用全压起动。

9.2.3 低压电动机的保护
　1 所有交流电动机均应装设相间短路保护、接地故障保护，并根据具体情况分别装设过载、断相及低电压保护。
　2 交流电动机的相间短路保护，应按下列规定装设：
　　1）每台电动机应单独装设相间短路保护，但符合下列条件之一时，数台电动机可共用一套相间短路保护电器：
　　　——总计算电流不超过20A，且允许无选择地切断的不重要负荷。
　　　——工艺上密切相关的一组电动机，且允许同时起、停时。
　　2）短路保护电器宜采用熔断器或低压断路器的瞬动过电流脱扣器，必要时可采用带瞬动元件的过电流继电器。保护器件的装设应符合下列要求：
　　　——短路保护兼作接地故障保护时，应在每个不接地的相线上装设；
　　　——仅作相间短路保护时，熔断器应在每个不接地的相线上装设，过电流脱扣器或继电器应至少在两相上装设；
　　——当只在两相上装设时，在有直接电气联系的同一网络中，保护器件应装设在相同的两相上。
　3 当电动机正常运行、正常起动或自起动时，短路保护器件不应误动作。为此，应符合下列要求：
　　1）正确选择保护电器的使用类别，熔断器、低压断路器和过电流继电器，宜选用保护电动机型；
　　2）熔断体的额定电流应根据其安秒特性曲线计及偏差后略高于电动机起动电流和起动时间的交点来选取，但不得小于电动机的额定电流；
　　3）瞬动过电流脱扣器或过电流继电器瞬动元件的整定电流应取电动机起动电流的2～2.5倍。 经常有人操作的电动机，用过电流继电器保护时，宜选用自动复归的过电流继电器；经常无人操作的电动机，用过电流继电器保护时，宜选用手动复归的过电流继电器。
　4 交流电动机的接地故障保护，应按下列规定装设：
　　1）间接接触保护采用自动断电法时，每台电动机宜单独装设接地故障保护。但符合下列条件之一时，数台电动机可共用一套接地故障保护器件：
　　　——共用一套短路保护电器的一组电动机。
　　　——用电设备允许无选择地断电的一组次要的末端线路。
　　2）在TN、TT系统中，电动机接地故障保护的装设要求，应符合本规范第7章的有关规定。
　5 交流电动机的过载保护，应按下列规定装设：
　　1）运行中容易过载的和连续运行的电动机，以及起动或自起动条件严酷而要求限制起动时间的电动机，应装设过载保护。过载保护宜动作于断开电源。
　　2）额定功率大于3kW的连续运行电动机宜装设过载保护。
　　3）短时工作或断续周期工作的电动机，可不装设过载保护。但运行中可能堵转时，应装设堵转保护，其时限应保证电动机起动时不动作。
　　4）突然断电将导致比过载损失更大的电动机，不宜装设过载保护。如装设过载保护，可使过载保护作用于报警信号。
　　5）过载保护器件宜采用热继电器或过载继电器，优先采用电子式的热继电器。对容量较大的电动机，也可采用反时限的过电流继电器。有条件时也可采用温度保护装置。
　　6）过载保护器件的动作特性应与电动机的过载特性相配合。当电动机正常运行、正常起动或自起动时，保护器件不应误动作，并应符合下列要求：
　　　——热继电器或过载继电器的整定电流应接近但不小于电动机的额定电流；
　　　——过载电流继电器的整定值应按下式确定：
　　　　　Izd=KkKjxIed/Khn (9.2.3)
　　　式中 Izd——过电流继电器的整定电流（A）；
　　　　　　Kk——可靠系数，动作于断电时取1.2，作用与信号时取1.05；
　　　　　　Kjx——接线系数，接于相电流时取1.0，接于相电流差时取1.732；
　　　　　　Ied——电动机的额定电流（A）；
　　　　　　Kh——继电器的返回系数，取0.85；
　　　　　　n ——电流互感器变比。
　　7）过载保护器件应根据机械的特点选择合适的类型，标准的过载保护器件类型如表9.2.3所示。

表9.2.3 过载保护器件通电时的动作电流


类别 1.05Ie时的脱扣时间
1.2Ie时的脱扣时间
1.5Ie时的脱扣时间
7.2Ie时的脱扣时间

10A
＞2h
＜2h
＜2min
2～10s

10
＞2h
＜2h
＜4min
4～10s

20
＞2h
＜2h
＜8min
6～20s

30
＞2h
＜2h
＜12min
9～30s


　　　当电动机起动时间超过30s时，应向厂家订购与电动机过载特性相配合的非标准过载保护器件，或在起动过程的一定时限内短接或切除过载保护器件。
　6 交流电动机的断相保护，应按下列规定装设：
　　1）连续运行的三相电动机，用熔断器保护时，应装设断相保护；用低压断路器保护时，宜装设断相保护。
　　2）短时工作或断续周期工作的电动机或额定功率不超过3kW的电动机，可不装设断相保护。
　　3）断相保护器件宜采用带断相保护的热继电器，也可采用温度保护或专用的断相保护装置。
　7 交流电动机的低电压保护，应按下列规定装设：
　　1）按工艺或安全条件不允许自起动的电动机，应装设低电压保护。当电源电压短时降低或中断时，应断开足够数量的电动机，以保证重要电动机在电压恢复时能自起动：
　　　——次要电动机宜装设瞬时动作的低电压保护。
　　　——不允许或不需要自起动的重要电动机应装设短延时的低电压保护，其时限一般为0.5～1.5s。
　　2）需要自起动的重要电动机，不宜装设低电压保护，但按工艺要求或安全条件在长时间停电后不允许自起动时，应装设长延时的低电压保护，其时限一般为9～20s。
　　3）低电压保护器件宜采用低压断路器的欠电压脱扣器或接触器的电磁线圈。当用接触器的电磁线圈作低电压保护时，其控制回路宜由电动机主回路供电；如由其他电源供电，则主回路失压时，应自动断开控制电源。
　　4）当采用低压断路器—接触器的保护、控制线路时，其接触器的失压释放动作时间，必须长于断路器的断开电流时间。
　　5）对于不装设低电压保护或延时低电压保护的重要电动机，当电源电压中断后在规定的时限内恢复时，其接触器应维持吸合状态或能重新吸合。
　8 直流电动机应装设短路保护，并根据需要装设过载保护、堵转保护。他励、并励、复励电动机宜装设弱磁或失磁保护。串励电动机和机械有超速危险的直流电动机应装设超速保护。

9.2.4 低压交流电动机的主回路
　1 低压交流电动机的主回路由隔离电器、短路保护电器、控制电器、过载保护电器、附加保护器件、导线等组成。
　2 隔离电器的装设应符合下列规定：
　　1）每台电动机主回路上应装设隔离电器，但符合下列条件之一时，数台电动机可共用一套隔离电器：
　　　——共用一套短路保护电器的一组电动机；
　　　——由同一配电箱（屏）供电，且允许无选择性地断开的一组电动机。
　　2）隔离电器应把电动机及其控制电器与带电体有效的隔离。
　　3）隔离电器宜装设在控制电器附近，或其他便于操作和维修的地点。无载开断的隔离电器应防止被无意识的开断。
　3 下列设备可做为隔离电器：
　　1）符合本规范第7.5.1条4款所规定的器件。
　　2）符合本条第4款的短路保护电器可兼做为隔离电器。
　4 隔离电器附加安全要求：隔离电器在其触头处于断开情况下，必须满足隔离功能所要求的绝缘距离，绝缘距离应符合GB14048有关条款的规定。隔离电器还应装设指示动触头位置的指示装置，该位置指示器应以可靠的方式与动触头相连接。
　5 短路保护电器应与其负荷侧的控制电器和过载保护电器相配合。
　　1）电动机的保护配合分为1类配合和2类配合。
　　　——1类配合要求在短路情况下接触器、热继电器的可以损坏，但不能危及操作人员的安全和其它器件不能损坏；
　　　——2类配合规定：短路时，接触器、起动器触点可容许熔化，且能够继续使用，但不能危及操作人员的安全和不能损坏其它器件。
　　2）电动机主回路各保护器件在短路条件下的性能、过载继电器与短路保护电器之间选择性配合应满足国家标准《低压开关设备和控制设备》GB14048有关条款的规定。
　　3）电动机所拖动的机械按其起动、运行特性可分为三类，保护电器的动作特性应与机械的运行特性相配合。
轻载：起动时间短，起始转矩小；
中载：起动时间较长，起始转矩较大；
重载：起动时间长，起始转矩大。
　　4）接触器或起动器的限制短路电流不应小于安装处的预期短路电流。短路保护电器宜采用接触器或起动器产品标准中规定的型式和规格。
　6 短路保护电器的性能应符合下列规定：
　　1）保护特性应符合本章第9.2.3条第2款的规定，兼作接地故障保护时，还应符合本规范第12章有关条款的规定。
　　2）短路保护电器应满足短路分断能力的要求。
　7 控制电器及过载保护电器的装设应符合下列要求：
　　1）每台电动机应单独装设控制电器。当工艺要求或使用条件许可时，一组电动机可共用一套控制电器。
　　2）控制电器宜采用接触器、起动器或其它电动机专用控制开关。起动次数较少的电动机，可使用低压断路器兼作控制电器。当符合保护和控制要求时，3kW及以下电动机可采用封闭式负荷开关。
　　3）控制电器应能接通和分断电动机的堵转电流，其使用类别和操作频率应符合电动机的类型和机械的工作制。
　　4）控制电器宜装设在电动机附近，或其它便于操作和维修的地点，过载保护电器宜靠近控制电器或为其一部分。
　8 电线或电缆（以下简称导线）的选择应符合下列规定：
　　1）电动机主回路导线的载流量不应小于电动机的额定电流。当电动机为短时或断续工作时，应使导线在短时负载下或断续负载下的载流量不小于电动机的短时工作电流或标称负载持续率下的额定电流。
　　2）电动机主回路导线应满足机械强度、电压损失、短路时的热稳定、间接接触保护配合等要求。
　　3）绕线式电动机转子回路导线的载流量应符合下列规定：
　　　——起动后电刷不短接：不应小于转子额定电流。当电动机为断续工作时，应采用导线在断续负载下的载流量。
　　　——起动后电刷短接：当机械的起动静阻转矩不超过电动机额定转矩的35％时，不宜小于转子额定电流的35％；当机械的起动静阻转矩为电动机额转矩的35%~65%时，不宜小于转子额定电流的50%；当机械的起动静阻转矩超过电动机额定转矩的65%时，不宜小于转子额定电流的65%；当导线小于16mm2时，宜选大一级。

9.2.5 低压交流电动机的控制回路
　1 电动机的控制回路应装设隔离电器和短路保护电器，但由电动机主回路供电，且符合下列条件之一时，可不另装设：
　　1）主回路短路保护电器的额定电流不超过20A时；
　　2）控制回路接线简单、线路很短且有可靠的机械防护时；
　　3）控制回路断电会造成严重后果时。
　2 控制回路的电源和接线应安全、可靠，并在符合机械要求的条件下做到简单适用。
　　1）TN和TT系统中的控制回路发生接地故障时，控制回路的接线方式应能防止电动机意外起动和不能停车，必要时可在控制回路中装设隔离变压器。
　　2）对可靠性要求高的复杂控制回路，可采用直流电源。直流控制回路宜采用不接地系统，并装设绝缘监视。
　　3）额定电压不超过交流50V或直流120V的控制回路的接线和布线，应能防止引入较高的电位。
　3 电动机控制按钮或控制开关，宜装设在电动机附近便于操作和观察的地点。在控制点不能观察到电动机或所拖动的机械时，应在控制点装设指示电动机工作状态的信号和仪表。
　4 自动控制、联锁或远方控制的电动机，宜有就地控制和解除远方控制的措施，当突然起动可能危及周围人员时，应在机旁装设起动预告信号和应急断电开关或自锁式按钮。 自动控制或联锁控制的电动机，还应有手动控制和解除自动控制或联锁控制的措施。
　5 在操作频繁的可逆线路中，正转接触器和反转接触器之间除应有电气联锁外，还应有机械联锁。

9.2.6 其他
　1 电动机主回路宜采用组合式保护电器。
　　1）组合式保护电器分为三类：第一类为控制与保护开关电器（CPS），CPS将断路器、接触器、热继电器以及隔离电器的功能融为一体；第二类为集隔离电器、短路保护电器、过载保护电器于一体；第三类为隔离电器、短路保护电器的组合。
　　2）组合式保护电器应按其功能要求，符合本节相关规定。
　2 民用建筑中，大功率的水泵、风机宜采用软起动装置，软起动装置可按下列要求设置：
　　1）电动机起动时，由软起动装置起动电动机。当电动机起动后，宜将软起动装置短接，由旁路接触器接通电动机主回路。
　　2）每台电动机宜单独装设软起动装置，但符合下列条件之一时，数台电动机可共用一套软起动装置：
　　　——共用一套短路保护电器和控制电器的一组电动机。
　　　——当一组具有“使用/备用”的电动机，软起动装置仅用于起动电动机时，可以共用一台软起动装置。
　　3）软起动装置应为低谐波产品，其参数应符合国家相关标准的规定。
　3 电动机主回路中可采用电动机综合保护器。电动机综合保护器应包含过载保护、断相保护、缺相保护、温度保护、三相不平衡保护等功能。