空壓機電機銘牌全面解讀，超詳細(xì)

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

電機就是空壓機電能消耗的輸入點。

空壓機電機分類如下：

由于空壓機工作是長時間連續(xù)運轉(zhuǎn)，且工作環(huán)境好壞不一。因此與普通電機有所區(qū)別：

特制服務(wù)系數(shù)：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(dá)95％以上；

起動電流不能增大；

轉(zhuǎn)差率要求高<1%。

每臺空壓機的電機，都會安裝一個銘牌，在銘牌上會提供該電機的主要參數(shù)。我們可以從電動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(shù)：

√電機的能效等級為1～3級能效，絕大部分空壓機使用感應(yīng)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(biāo)。同樣功率的空壓機電機可能會有兩種中心高度，數(shù)值越大，可靠性越好，價格也越高；

√極數(shù)就是磁極數(shù)，空壓機電機通常為2極或4極，跟電機轉(zhuǎn)數(shù)有關(guān)。

空壓機需要更換電機時，機座中心高和極數(shù)是不可遷就的。

2.額定功率：110kW

額定功率指電動機在額定運行狀態(tài)下運行時，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(yīng)值，也是空壓機的三大參數(shù)“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，實際輸入功率要大于銘牌標(biāo)注。

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

3.額定電流：197A

指電動機加額定電壓，輸出額定功率時，流入定子繞組中的線電流，單位為A。

在筆者文章《壓縮空氣的節(jié)能》中有通過電流計算節(jié)能比較的介紹。（見圖8）

4.額定功率因數(shù)：cosψ 0.90

額定功率因數(shù)指電動機在額定運行狀態(tài)下運行時輸入有效功率與視在功率之比。這個參數(shù)是設(shè)計和銷售節(jié)能性空壓機時進行節(jié)能計算必須使用的參數(shù)。

在筆者文章《壓縮空氣應(yīng)用手冊》中有詳細(xì)介紹：

功率因數(shù)的提高往往會節(jié)省大量成本。通過減少無功功率可以提高功率因數(shù)：

①使用較高功率因數(shù)的設(shè)備：高效電機；

②采用超前功率因數(shù)的同步電動機，保持負(fù)載平穩(wěn)；

③使用可改善功率因數(shù)的電容器。

5.電機效率：94.3%

指電機滿載時輸出機械功率與輸入電功率之比，通常用百分?jǐn)?shù)表示。它是空壓機重要的能耗參數(shù)，電機效率提高一個等級，采購成本也相應(yīng)提高不少。

圖10的“效率IE2-94.3%”為GB18613 -2012《中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級》中的3級能效（相當(dāng)于國際標(biāo)準(zhǔn)的IE2）。從2021年6月1日開始執(zhí)行新版本標(biāo)準(zhǔn)GB18613-2020，IE2電機將被停止銷售。

在GB18613-2020《電動機能效限定值及能效等級》標(biāo)準(zhǔn)中，110kW/2極電機的3級/2級/1級能效的效率值規(guī)定分別為：95.2% -96%-96.8%，1級能效比3級能效節(jié)能1.6%。

6.能效標(biāo)準(zhǔn)：GB18613-2012

圖11為GB18613-2012標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)國家規(guī)定：從2021年6月1日起2012版本作廢，IE2電機將不能上市了，開始執(zhí)行2020版，我國最低的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)就是IE3的要求。

GB18613-2020《電動機能效限定值及能效等級》標(biāo)準(zhǔn)中的能效等級分為1級、2級和3級，其中1、2級為節(jié)能電機，3級為準(zhǔn)入。分別對應(yīng)國際標(biāo)準(zhǔn)能效等級分別為IE5、IE4、IE3三個等級。見圖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

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

在我國通常有以下規(guī)格：380V、660V、6KV、10Kv/50Hz。空壓機功率越大，選擇電壓越高有利于減少電流引起的線損，也就是效率越高。同時根據(jù)客戶現(xiàn)有的電網(wǎng)，對于大功率空壓機，電壓越高越節(jié)能。

壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備電源輸入一般使用交流電，世界各國電力系統(tǒng)普遍輸送正弦交流電，但電壓和頻率卻各不相同，這是個歷史遺留問題。所以應(yīng)該根據(jù)壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備用戶所在地適用電源選擇設(shè)備電源配置。

世界各國電力系統(tǒng)的頻率分歐美兩大陣營。即歐洲及其影響力地區(qū)（歐洲大陸、非洲、大洋洲、亞洲大部分國家和地區(qū)，包括中國在內(nèi)，南美洲的南部地區(qū)如阿根廷、智利、烏拉圭等）使用50Hz，美國及其影響力地區(qū)（北美洲、南美洲北部分國家如巴西、秘魯、委內(nèi)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(qū)有多種電壓和兩種頻率，但一般都是在其中的某一個區(qū)域執(zhí)行一種，而非混合使用。如日本由于二戰(zhàn)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(tǒng)的選型很重要（七）電源要求》中有詳細(xì)解讀。

8.額定轉(zhuǎn)數(shù)：2980

指電動機在額定運行狀態(tài)下運行轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)，單位為r/min。

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

9.重量：950

指電動機的凈重，單位為kg。

比較電機的成本時可以一眼看重量數(shù)值，同規(guī)格的電機，不同的電機供應(yīng)商提供的電機重量是不一樣的，越重價格越貴，同時質(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(jù)國際電工技術(shù)委員會頒布的IEC 60085標(biāo)準(zhǔn)，電動機繞組的絕緣材料分為不同的絕緣等級。每個等級根據(jù)絕緣材料使用的溫度上限進行劃分，分別有一個字母與其對應(yīng)。

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

如果超出上限溫度10℃并持續(xù)一段時間，絕緣材料將會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，進口品牌一般為IP55。

根據(jù)IEC 60034-5標(biāo)準(zhǔn)，電動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(shù)字表示。這跟電機的采購成本有關(guān)。數(shù)字越大，成本越高。見圖21，藍(lán)色為IP23，黃色為IP54。

12.服務(wù)系數(shù)：SF1.25

指電機超過額定負(fù)載的能力，通常以SF來標(biāo)識。

空壓機電機一般都會超額定功率運行，以獲取更大的排氣量，在不考慮節(jié)能的情況下，這個指標(biāo)我們認(rèn)為：

①服務(wù)系數(shù)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(shù)以內(nèi)，電機的運行是安全的：如果是110kW的電機，系數(shù)是1.25，那么它的運行功率<110×1.25=137.5kW。但通常為了安全，設(shè)計軸功率時要留5～8%的富裕量。

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

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

13.能效等級：3級

GB18613-2012《中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級》中的3級能效（相當(dāng)于國際標(biāo)準(zhǔn)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，開始執(zhí)行2020版。我國最低的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)就是IE3的要求，在電機的機身上要求貼上能效標(biāo)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。因此在出口時必須要注意目的地國家的要求。

14.接法：Δ

三相電動機有兩種連接方法：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，外觀像一個星形（Y）。見圖28。

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

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，形成一個三角形（Δ)。見圖29。

三角形（Δ）接法時線電壓等于相電壓，線電流等于相電流的約1.73倍。通過一相的電流為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，降低了啟動電流。缺點，電機功率減小。在我國一般3-4kW以下較小電機都規(guī)定接成星形；

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

c)當(dāng)較大功率電機輕載啟動時，可采用Y-△降壓啟動（啟動時接成星形，運行時換接成三角形），好處是啟動電流可以降低到1/3。

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