空壓機電機銘牌全面解讀，超詳細

空壓機是將原動(dòng)（通常是電機或柴油機）的機械能轉換成氣體勢能（壓力表現）的裝置。

電機就是空壓機電能消耗的輸入點(diǎn)。

空壓機電機分類(lèi)如下：

由于空壓機工作是長(cháng)時(shí)間連續運轉，且工作環(huán)境好壞不一。因此與普通電機有所區別：

特制服務(wù)系數：1.05以上；

絕緣等級：F；

防護等級：IP54/IP23；

溫升等級：B級;

軸承采用：重載軸承；

效率可達95％以上；

起動(dòng)電流不能增大；

轉差率要求高<1%。

每臺空壓機的電機，都會(huì )安裝一個(gè)銘牌，在銘牌上會(huì )提供該電機的主要參數。我們可以從電動(dòng)機銘牌上了解到電機的性能及空壓機的性能。

1.電機型號：YE2-315S-2

從電機的型號，我們可以了解到電機的能效等級，機座號和極數：

√電機的能效等級為1～3級能效，絕大部分空壓機使用感應電機為3級能效；永磁電機為1級能效；

√機座號（中心高度）是指電機底座到軸中心的高度，也是衡量電機采購成本的重要指標。同樣功率的空壓機電機可能會(huì )有兩種中心高度，數值越大，可靠性越好，價(jià)格也越高；

√極數就是磁極數，空壓機電機通常為2極或4極，跟電機轉數有關(guān)。

空壓機需要更換電機時(shí)，機座中心高和極數是不可遷就的。

2.額定功率：110kW

額定功率指電動(dòng)機在額定運行狀態(tài)下運行時(shí)，電機軸上輸出的機械功率，單位為kW。是空壓機主機軸功率對應值，也是空壓機的三大參數“氣量、壓力、功率”之一。通常，我們的空壓機都是超功率運行，因此，實(shí)際輸入功率要大于銘牌標注。

在筆者文章《軸功率對噴油螺桿空壓機節能影響》中有對電動(dòng)機額定功率詳細描述。

3.額定電流：197A

指電動(dòng)機加額定電壓，輸出額定功率時(shí)，流入定子繞組中的線(xiàn)電流，單位為A。

在筆者文章《壓縮空氣的節能》中有通過(guò)電流計算節能比較的介紹。（見(jiàn)圖8）

4.額定功率因數：cosψ 0.90

額定功率因數指電動(dòng)機在額定運行狀態(tài)下運行時(shí)輸入有效功率與視在功率之比。這個(gè)參數是設計和銷(xiāo)售節能性空壓機時(shí)進(jìn)行節能計算必須使用的參數。

在筆者文章《壓縮空氣應用手冊》中有詳細介紹：

功率因數的提高往往會(huì )節省大量成本。通過(guò)減少無(wú)功功率可以提高功率因數：

①使用較高功率因數的設備：高效電機；

②采用超前功率因數的同步電動(dòng)機，保持負載平穩；

③使用可改善功率因數的電容器。

5.電機效率：94.3%

指電機滿(mǎn)載時(shí)輸出機械功率與輸入電功率之比，通常用百分數表示。它是空壓機重要的能耗參數，電機效率提高一個(gè)等級，采購成本也相應提高不少。

圖10的“效率IE2-94.3%”為GB18613 -2012《中小型三相異步電動(dòng)機能效限定值及能效等級》中的3級能效（相當于國際標準的IE2）。從2021年6月1日開(kāi)始執行新版本標準GB18613-2020，IE2電機將被停止銷(xiāo)售。

在GB18613-2020《電動(dòng)機能效限定值及能效等級》標準中，110kW/2極電機的3級/2級/1級能效的效率值規定分別為：95.2% -96%-96.8%，1級能效比3級能效節能1.6%。

6.能效標準：GB18613-2012

圖11為GB18613-2012標準，根據國家規定：從2021年6月1日起2012版本作廢，IE2電機將不能上市了，開(kāi)始執行2020版，我國最低的執行標準就是IE3的要求。

GB18613-2020《電動(dòng)機能效限定值及能效等級》標準中的能效等級分為1級、2級和3級，其中1、2級為節能電機，3級為準入。分別對應國際標準能效等級分別為IE5、IE4、IE3三個(gè)等級。見(jiàn)圖12。

例1，110kW/2極電機按GB18613-2020 要求，1級能效和3級能效電機輸入功率比較：（見(jiàn)圖13）。

收益比較：

1.91kWx1RMBx6000hrs=11469 RMB

7.額定電壓及頻率：380V/50Hz

額定電壓指電動(dòng)機在額定運行狀態(tài)下運行時(shí)定子繞組所加的線(xiàn)電壓，單位為V或kV。

在我國通常有以下規格：380V、660V、6KV、10Kv/50Hz?？諌簷C功率越大，選擇電壓越高有利于減少電流引起的線(xiàn)損，也就是效率越高。同時(shí)根據客戶(hù)現有的電網(wǎng)，對于大功率空壓機，電壓越高越節能。

壓縮空氣系統設備電源輸入一般使用交流電，世界各國電力系統普遍輸送正弦交流電，但電壓和頻率卻各不相同，這是個(gè)歷史遺留問(wèn)題。所以應該根據壓縮空氣系統設備用戶(hù)所在地適用電源選擇設備電源配置。

世界各國電力系統的頻率分歐美兩大陣營(yíng)。即歐洲及其影響力地區（歐洲大陸、非洲、大洋洲、亞洲大部分國家和地區，包括中國在內，南美洲的南部地區如阿根廷、智利、烏拉圭等）使用50Hz，美國及其影響力地區（北美洲、南美洲北部分國家如巴西、秘魯、委內瑞拉等等；亞洲韓國、菲律賓、中國臺灣、沙特阿拉伯、敘利亞等等）使用60Hz。有些國家和地區有多種電壓和兩種頻率，但一般都是在其中的某一個(gè)區域執行一種，而非混合使用。如日本由于二戰后美國的介入變混亂，東日本的頻率是50Hz，西日本的頻率是60Hz。

在筆者文章《壓縮空氣系統的選型很重要（七）電源要求》中有詳細解讀。

8.額定轉數：2980

指電動(dòng)機在額定運行狀態(tài)下運行轉子的轉數，單位為r/min。

這是由電網(wǎng)的頻率和電機的極對數P決定，n=60頻率/P。極對數P一般有2、4、6極，空壓機電機參見(jiàn)的一般為2或4極，風(fēng)扇電機為了追求效率和噪音值時(shí)會(huì )用6極。

9.重量：950

指電動(dòng)機的凈重，單位為kg。

比較電機的成本時(shí)可以一眼看重量數值，同規格的電機，不同的電機供應商提供的電機重量是不一樣的，越重價(jià)格越貴，同時(shí)質(zhì)量越好。

10.絕緣等級：155(F)

電機繞組的絕緣等級決定了電機的最高運行溫度和允許溫升。

根據國際電工技術(shù)委員會(huì )頒布的IEC 60085標準，電動(dòng)機繞組的絕緣材料分為不同的絕緣等級。每個(gè)等級根據絕緣材料使用的溫度上限進(jìn)行劃分，分別有一個(gè)字母與其對應。

空壓機電機絕緣等級通常為F級，隨著(zhù)絕緣等級的提高，電機的壽命越長(cháng)及可靠性越好，當然采購成本越高。反之亦然。

如果超出上限溫度10℃并持續一段時(shí)間，絕緣材料將會(huì )減少大約一半的使用壽命。

11.防護等級：IP54

指電機防塵、防水的性能，一般空壓機采用IP54或IP23較多，進(jìn)口品牌一般為IP55。

根據IEC 60034-5標準，電動(dòng)機的防護等級表示防塵、防水以及防碰撞的能力，用字母IP以及后面兩位數字表示。這跟電機的采購成本有關(guān)。數字越大，成本越高。見(jiàn)圖21，藍色為IP23，黃色為IP54。

12.服務(wù)系數：SF1.25

指電機超過(guò)額定負載的能力，通常以SF來(lái)標識。

空壓機電機一般都會(huì )超額定功率運行，以獲取更大的排氣量，在不考慮節能的情況下，這個(gè)指標我們認為：

①服務(wù)系數越大，電機的采購成本就越高，換取空壓機的排氣量越大。

②只要空壓機的軸功率超出額定功率在服務(wù)系數以?xún)?，電機的運行是安全的：如果是110kW的電機，系數是1.25，那么它的運行功率<110×1.25=137.5kW。但通常為了安全，設計軸功率時(shí)要留5～8%的富裕量。

③這就是通常我們服務(wù)人員與客戶(hù)在測量電機實(shí)際功率大于電機銘牌的額定功率時(shí)，客戶(hù)不依不饒的解釋?zhuān)姍C是安全的。

因此，空壓機電機服務(wù)系數大小只跟電機安全有關(guān)，不涉及節能。

13.能效等級：3級

GB18613-2012《中小型三相異步電動(dòng)機能效限定值及能效等級》中的3級能效（相當于國際標準的IE2）。

前面講了：從2021年6月1日起，2012版本作廢，IE2電機將不能上市了，開(kāi)始執行2020版。我國最低的執行標準就是IE3的要求，在電機的機身上要求貼上能效標識。

電機是空壓機最主要的耗能部件，也是空壓機成本大頭，很少有空壓機選擇1級（IE5)。

在國際上，由于經(jīng)濟發(fā)展不同，各國對電機能效的要求也不一樣。因此在出口時(shí)必須要注意目的地國家的要求。

14.接法：Δ

三相電動(dòng)機有兩種連接方法：星形（Y）或三角形（Δ）。電機星形接法和三角形接法都是指電機本身的繞組接法。

①星形連接是把各繞組相位的“終端”連接到一起，形成零點(diǎn)，外觀(guān)像一個(gè)星形（Y）。見(jiàn)圖28。

電機星形接法時(shí)線(xiàn)電壓等于相電壓的約1.73倍（線(xiàn)電壓=相電壓x√3；例如380V =220x√3），線(xiàn)電流等于相電流。

②三角形（Δ）連接是將不同相位的始端和末端依次連接在一起，形成一個(gè)三角形（Δ)。見(jiàn)圖29。

三角形（Δ）接法時(shí)線(xiàn)電壓等于相電壓，線(xiàn)電流等于相電流的約1.73倍。通過(guò)一相的電流為Ih=Ifx√3：

③兩種接法比較：

a)星形接法：有助于降低繞組承受電壓，降低絕緣等級，降低了啟動(dòng)電流。缺點(diǎn)，電機功率減小。在我國一般3-4kW以下較小電機都規定接成星形；

b)三角形接法：有助于提高電機功率。缺點(diǎn)，啟動(dòng)電流大，繞組承受電壓大，增大了絕緣等級。3-4kW以上較大電機都規定接成三角形；

c)當較大功率電機輕載啟動(dòng)時(shí)，可采用Y-△降壓?jiǎn)?dòng)（啟動(dòng)時(shí)接成星形，運行時(shí)換接成三角形），好處是啟動(dòng)電流可以降低到1/3。

本文主要針對空壓機電機銘牌參數進(jìn)行了分析探討。電機能效是3級還是2級或1級都會(huì )影響到空壓機的比功率；過(guò)分強調主機節能或電機節能都太片面，匹配好才能發(fā)揮其最佳的效率。