电机是依据电磁感应定律而制造出来的旋转机械，主要用于实现电能和机械能之间的相互转换。根据电能和机械能之间转换的过程，电机可分为发电机和电动机。发电机是由机械能转化为电能，向电网或用电设备输送电能；电动机则是由电能转化为机械能，向机械系统输出动力。各种类型的电动机作为驱动各种机械设备的动力源，广泛应用于工业、农业及国民经济的各行各业。

一、基本原理及结构

由电磁感应定律可知，导体在磁场中作切割磁感应线运动时，就会在导体中产生感应电势，当导体形成回路后，就会在导体回路中产生感应电流。这就是发电机的基本原理。

如果把通电的导体放在磁场当中，通电的导体就会受到力的作用而发生运动。这就是电动机的基本原理。发电机和电动机的典型结构如图1-1和图1 _ 2 所示。伴随着科学技术的不断进步，各种类型的发电机和电动机也越来越多。虽然不同用途的电机其结构有所不同，但它们的基本结构都由定子、转子及辅助件等三个部

分组成。以电动机为例，将电动机拆开后，其典型的电机结构零部件如图1- 3 所示。

二、基本参数及技术要求

电机在计算时所涉及的基本参数可分为性能参数和制造参数两部分。性能参数主要是指电机在运行时所表现出来的力能指标;制造参数主要指电机制造时所必需的有效材料的结构参数。

1. 性能参数

性能参数主要包含额定功率或转矩、额定电压(V)、额定频率（HZ)、相数及接法、额定转速<^/丨111 11)、额定电流（八）、额定效率（％)、功率因

2、效率等级

1. 电动机效率发展情况简述

中小型电机是量大面广、实现机电能量转换的重要驱动机械。据统计，中小型电机系统的用电量约占工业系统总用电量的75%、占全国总发电量的50%以上，因此，近几年世界上主要发达国家和国际组织对中小型电机系统的节能给予了高度重视。1992 年美国通过了电动机有关节能的新能源法令(EPACT) ,规定自1997 年10 月24 日起，在美国生产和进口到美国市场的电动机必须达到该法令所规定的效率标准，否则就不能进人市场。该法令所规定的电动机为一般用途、单速、在230 V/460 V 和恒定60 Hz 的电源下运行的三相笼型异步电动机，功率范围为1-200 hp，极数为2 极、4 极和6 极。该法令所规定的电动机最低效率标准比当时一般工业用电动机的效率平均提高了2. 7%，电动机损耗分别下降了15%-33%，平均下降了24. 3%。2001 年美国又制定了超高效率电机标准（NEMA Premium标准），其功率范围为1?500 hp，单速,2 极、4 极和6 极，为连续定额的三相笼型异步电动机，并自2011 年起在全球范围内率先强制推行超高效率电动机。欧盟于1999 年制订了电动机能效标准(EU—CEMEP 协议），将电动机的效率水平分为Effl、Eff2 和Eff3 三级，其中Eff3 电机为低效率( low efficiency)电动机，Eff2 电动机为效率改善(improved efficiency)电动机，Effl 电动机为高效率( high efficiency)电动机。该协议规定制造商应在产品铭牌和样本数据表上列出效率级别的标识及效率数值，以便于用户选用和识别。EU—CEMEP 协议还规定，制造商除应标明电动机在额定负载时的效率数值外，还应标明电动机在3/4 负载时的效率数值。EU—CEMEP 协议所覆盖的产品为全封闭扇冷型OP54 或IP55)三相交流笼型异步电动机，功率范围为1. 1?90 kW，极数为2 极和4 极，电压为400 V、50 Hz、S1 工作制(即连续定额），标准设计（即其起动性

能符合IEC 60034—12 中N 设计的技术要求)。鉴于世界上许多国家和地区都相继制订了低压三相异步电动机的能效标准，如美国、加拿大、欧盟、澳大利亚、新西兰、巴西、中国等，由于在有关高效电机的标准定义方面存在较大的差异，给各国对高效电机的认同及全球贸易带来了一些障碍，为此，国际电工委员会IEC 组织于2008年10月颁布了 IEC 60034—3“0 单速、三相笼型感应电动机的能效分级”标准，统一了全球的电机效率标准。

根据各国不同的情况，IEC 60034—30 统一将电动机能效标准分为IE1、IE2、IE3、IE4 四个等级，其中IE1 为标准效率、IE2 为高效率、IE3为超高效率、1E4 为目前的最高效率等级，并制

订了50 Hz 和60 Hz 两套标准体系，分别用于电源频率50 Hz 和60 Hz的国家和地区；同时统一

了效率的测试方法。该标准适用范围为：额定电压为1 000 V 及以下，输出功率为0. 75 ?

375 kW,极数为2、4、6 极，S1 连续工作制或S3断续工作制(负载持续率为80%及以上）。

欧盟完全采用了IBC 60034—30 标准，并规定自2011 年6 月25 日起在欧盟范围开始强制执

行IE2 高效率标准等级，2015 年1 月1 日起7.5 kW及以上的三相异步电动机开始执行IE3 超

高效率标准等级，2017 年1月1 日则全部开始执行IE3 超高效率标准等级(功率范围0.75-375kW)。

2. 我国的电动机能效标准

自2001 年起，我国首次颁布了国标GB18613—2002《中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价值》，明确规定了我国中小型三相异步电动机必须达到的最低效率标准(即能效限

定值)以及推荐的高效率标准等级（即节能评价值)。该标准所规定的中小型三相异步电动机的最低效率标准等同于欧盟的Eff2 效率等级，所推荐的高效率标准等同于欧盟的Effl 效率等级。

2006 年12 月，又正式发布了GB 18613— 2006《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》标准，并自2007 年7 月1 日起正式实施。GB 18613—2006 与GB 18613—2002 相比，不同之处在于将电机的效率分为三级，其中效率3 级为能效限定值，即为中小型三相异步电动机必须达到的最低效率标准;效率2 级为节能评价值，即为中小型三相异步电动机的高效率标准等级；效率1级为最高效率值，即为中小型三相异步电

动机的超高效率标准等级。但GB 18613— 2006的3 级、2 级效率指标与GB 18613— 2002 的能

效限定值、节能评价值相一致。国标GB18613— 2006 标准还规定了4 年过渡期，即在2007 年7 月1 日至2011 年6 月30 日期间电动机的能效限定值仍与原标准（GB 18613— 2002)

相同，但自2011 年7 月1 日以后，原节能评价值将作为能效限定值实施。

2006 年7 月“ 电机系统节能工程”列人“ 十一五”期间国家十大重点节能工程之一; 2008 年

1 月国家发展改革委、国家质检总局和国家认监委联合发布了《中华人民共和国实行能源效率标

识的产品目录(第三批）》及相关实施规则，规定自2008 年6 月1 日起，在中国生产、销售、进口

的中小型三相异步电动机产品均强制要求粘贴相应的能效标识。2010 年中小型三相异步电动机产品列人国家惠民工程，即用户购买使用符合国标(GB 18613— 2006 )中的高效率标准三相异

步电动机可得到国家财政补贴。随着国际电工委员会IEC 60034—30 标准的发布，我国再次对国标GB 18613 进行了修订，并于2012 年5 月正式发布，新国标GB 18613—2012 从2012 年9 月1日起已开始强制实施。新国标GB 18613—2012 将效率等级分为三级，其效率等级与老国标GB 18613—2006 及IEC60034—30 的对应关系如表1- 2 所示。由表中的对应关系可知，我国的新3 级能效限定值标准与国际IEC 60034—30 中的IE2 高效率等级相同，我国的新2 级节能评价值标准与国际IEC60034—30 中的IE3 超髙效率等级相同。实际上新国标中的3 级、2 级效率指标完全等同采用

了IEC 60034—30 标准中的IE2 和IE3 效率等级标准，新国标中的1 级效率指标与IEC60034—30 标准中的IE4 效率等级相当。新国标GB 18613—2012 的实施还表明，自2012 年9 月1日起,我国中小型三相异步电动机产品的效率比GB 18613— 2006 提升了一个等级，平均约提高了3%，这也是我国中小型三相异步电动机产品进行了一次更新换代的重要标志，即我国中小型三相异步电动机的最低效率等级要求(即能效限定值)已升级为国际IE2 高效率标准等级,我国中小型三相异步电动机的节能评价值水平则升级为国际E3 超高效率标准等级。国标GB 18613— 2012《中小型三相异步电

动机能效限定值及能效等级》适用于1 000 V 以下的电压、50 Hz 三相交流电源供电，额定功率

在0. 75?375 kW 范围内，极数为2 极、4 极和6极.单速封闭自扇冷式、N设计、连续工作制的一

般用途电动机或一般用途防爆电动机。GB 18613— 2012 标准将电动机的效率等级分为三级，各等级的效率指标如表1 _ 3 所示，其中1 级为效率最高等级、2 级为节能评价值、3级为能效限定值;对于未在表1 _ 3 中额定功率列出的其他功率值的电动机，其效率可用线性插值法确定。电动机的效率应按GB/T 1032 中的B法—测量输入一输出功率的损耗分析法测量。按照GB 18613— 2012 的规定，该标准所规定范围的三相异步电动机的最低效率不能低于

3 级能效限定值。同时按照GB 18613— 2012 标准的建议，该标准在实施四年后，其目标能效限

定值将改为表1 _ 3 中的2 级效率标准，即电动机的最低效率值将由目前的3 级提升到2 级标准，

目标能效限定值建议开始实施的条件如下：

(1) 对于额定功率范围为7. 5?375 kW 的电动机，其目标能效限定值在GB 18613— 2012标准自2013 年9 月1 日起实施4 年后（也即自2017 年9 月起)开始正式实施。

(2) 对于额定功率为7. 5 kW 以下电动机，其目标能效限定值在GB 18613— 2012 标准实施5 年后(也即自2018 年9 月起)开始实施。依据上述的规定，表明我国电动机的效率等级在2017 年9 月后将再次升级。

五、产品的选用时的环境和运行条件等要求来选择。

使所选用的电机产品的选用一般是根据使用目的、使用电机能满足生产工艺过程和工作机械特性的要求。