用来使器件在电气上绝缘的材料称绝缘材料。一种或几种绝缘材料的组合称绝缘结构。

电机的绝缘等级与电机的使用温度有关。在使用温度确定后，往往会使用至少同级或较高的绝缘材料，以提高电机的使用寿命。比如，常用的B级电机，其内部的绝缘材料往往是F级的，而铜线可能使用H级甚至更高的，来提高其质量。一般为提高使用寿命，往往规定高级绝缘要求，低一级来考核。比如，常见的F级绝缘的电机，做B级来考核，即其温升不能超过120度（留10度作为余量，以避免工艺不稳定造成个别电机温升超差）

大家都知道衡量电机发热程度是用“温升”而不是用“温度”，当“温升”突然增大或超过最高工作温度时，说明电机已发生故障。下面就一些基本概念进行讨论。

1 绝缘材料的绝缘等级
　　绝缘材料按耐热能力分为y、a、e、b、f、h、c、n、r九个等级，其极限工作温度分别为90、105、120、130、155、180、200、220、240℃。

电机常用的绝缘材料为A、E、B、F、H五种。按环境温度为40摄氏度计算，这五种绝缘材料及其允许温度和允许温升如下表所示：

所谓绝缘材料的极限工作温度，系指电机在设计预期寿命内，运行时绕组绝缘中最热点的温度。根据经验，a级材料在105℃、b级材料在130℃的情况下寿命可达10年，但在实际情况下环境温度和温升均不会长期达设计值，因此一般寿命在15～20年。如果运行温度长期超过材料的极限工作温度，则绝缘的老化加剧，寿命大大缩短。所以电机在运行中，温度是寿命的主要因素之一。
　　2 温升
　　温升是电机与环境的温度差，是由电机发热引起的。运行中的电机铁芯处在交变磁场中会产生铁损，绕组通电后会产生铜损，还有其它杂散损耗等。这些都会使电机温度升高。另一方面电机也会散热。当发热与散热相等时即达到平衡状态，温度不再上升而稳定在一个水平上。当发热增加或散热减少时就会破坏平衡，　使温度继续上升，扩大温差，则增加散热，在另一个较高的温度下达到新的平衡。但这时的温差即温升已比以前增大了，所以说温升是电机设计及运行中的一项重要指标，标志着电机的发热程度，在运行中，如电机温升突然增大，说明电机有故障，或风道阻塞或负荷太重。

电机温升说明：电机某一部分的温升为该部分温度冷却介质温度之差，单位为K。电机温升包括定、转子绕组温升，定、转子铁心温升；集电环温升及轴承允许温度（前面已作说明）。B级电机绕组温升限制为80K；F级电机按B级考核亦为80K；按F级考核则为105K，按相应标准，B级绝缘材料可长期承受的工作温度是130℃，F级可长期承受155℃，按电机实际运行最高环温40℃计算，则电机允许工作温度为：

B级时≤120℃（环温40℃+温升80 ）＜130℃

F级时≤145℃（环温40℃+温升105）＜155℃

3 温升与气温等因素的关系
　　对于正常运行的电机，理论上在额定负荷下其温升应与环境温度的高低无关，但实际上还是受环境温度等因素影响的。
　　(1) 当气温下降时，正常电机的温升会稍许减少。　这是因为绕组电阻r下降，铜耗减少。温度每降1℃，r约降0.4%。
　　(2) 对自冷电机，环境温度每增10℃，则温升增加1.5～3℃。这是因为绕组铜损随气温上升而增加。所以气温变化对大型电机和封闭电机影响较大。
　　(3) 空气湿度每高10%，因导热改善，温升可降0.07～0.38℃，平均为0.19℃。
　　(4) 海拔以1 000 m为标准，每升100 m,温升增加温升极限值的1%。
　　4 极限工作温度与最高允许工作温度
　　通常说a级的极限工作温度为105℃，a级的最高允许工作温度是90℃。那么，极限工作温度与最高允许工作温度有何不同？其实，这与测量方法有关，不同的测量方法，其反映出的数值不同，含义也不一样。
　　(1) 温度计法 其测量结果反映的是绕组绝缘的局部表面温度。这个数字平均比绕组绝缘的实际最高温度即“最热点”低15℃左右。该法最简单，在中、小电机现场应用最广。
　　(2) 电阻法 其测量结果反映的是整个绕组铜线温度的平均值。该数比实际最高温度按不同的绝缘等级降低5～15℃。该法是测出导体的冷态及热态电阻，按有关公式算出平均温升。
　　(3) 埋置温度计试验时将铜或铂电阻温度计或热电偶埋置在绕组、铁心或其它需要测量预期温度最高的部件里。其测量结果反映出测温元件接触处的温度。大型电机常采用此法来监视电机的运行温度。
　　各种测量方法所测量到的温度与实际最高温度都有一定差值，因此需将绝缘材料的“极限工作温度”减去此差值才是“最高允许工作温度”。
　　5 电机各部位的温度限度
　　(1) 与绕组接触的铁心温升(温度计法)应不超过所接触的绕组绝缘的温升限度(电阻法)，即a级为60℃，e级为75℃，b级为80℃，f级为100℃，h级为125℃。
　　(2) 滚动轴承温度应不超过95℃，滑动轴承的温度应不超过80℃。因温度太高会使油质发生变化和破坏油膜。
　　(3) 机壳温度实践中往往以不烫手为准。
　　(4) 鼠笼转子表面杂散损耗很大，温度较高，一般以不危及邻近绝缘为限。可预先刷上不可逆变色漆来估计。
　　6 电机发热故障的排除
　　当电机温度超过最高工作温度或温升超过规定或温升虽然未超过规定，但在低负荷时温升突然增大时，说明电机有故障，其判断和排除方法是：
　　(1) 在额定负荷下温升未超过温升限度，仅由于环境温度超过40℃，而使电机温度超过最大允许工作温度。这种现象说明电机本身是正常的。解决的办法是用人工方法使环境温度下降，如办不到，则必须减负载运行。
　　(2) 在额定负载下温升超出铭牌规定。　不管什么情况，均属电机有故障，必须停机检查，特别对温升突然变大更要注意。其外部原因有：电网电压太低或线路压降太大(超过10%)，负载太重(超过10%)，电机与机械配合不当；内部原因有：单相运行、匝间短路、相间短路、定子接地、风扇损坏或未固紧、风道阻塞、轴承损坏，定转子相擦、电机与电缆接头发热(特别是铜铝或铝铝连接)、电机受腐蚀或受潮等。此外，从理论上讲电机均可正反转，但有些电机的风扇有方向性，如反了，温升会超出许多。总之，必须针对各种具体情况，排除故障。

电机的工作制的分类

S1、 连续工作制：在恒定负载下的运行时间足以达到热稳定。

S2、 短时工作制：在恒定负载下按给定的时间运行，该时间不足以达到热稳定，随之即断能停转足够时间，使电机再度冷却到与冷却介质温度之差在2K以内。

S3 、断续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段恒定负载运行时间和一段能停转时间。这种工作制中的每一周期的起动电流不致对温升产生显著影响。

S4、包括起动的断续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段对温升有显著影响的起动时间、一段恒定负载运行时间和一段断能停转时间。

S5、包括电制动的断续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段起动时间、一段恒定负载运行时间、一段快速电制动时间和一段断能停转时间。

S6、连续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段恒定负载运行时间和一段空载运行时间，但无断能停转时间。

S7、包括电制动的连续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段起动时间、一段恒定负载运行时间和一段快速电制动时间，但无断能停转时间。

S8、包括变速变负载的连续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段在预定转速下恒定负载运行时间，和一段或几段在不同转速下的其它恒定负载的运行时间，但无断能停转时间。

S9、负载和转速非周期性变化工作制：负载和转速在允许的范围内变化的非周期工作制。这种工作制包括经常过载，其值可远远超过满载。

IP防护等级

IEC IP防护等级定义IP 表示Ingress Protection（进入防护），IEC IP防护等级是电气设备安全防护的重要保障等级。 IP防护等级系统提供了一个以电器设备和包装的防尘、防水和防碰撞程度来对产品进行分类的方法，这套系统得到了多数欧洲国家的认可，国际电工协会IEC（International Electro Technical Commission）起草，并在IED529（BS EN 60529：1992）外包装防护等级（IP code）中宣布。

防护等级多以IP后跟随两个数字来表述，数字用来明确防护的等级。第一个数字表明设备抗微尘的范围，或者是人们在密封环境中免受危害的程度。I代表防止固体异物进入的等级，最高级别是6；第二个安字表明设备防水的程度，最高级别是8。接触保护和外来物保护等级(第一个数字) 防水保护等级( 第二个数字)

电机防护等级（第一位数字）的分级和定义

0 无防护

没有专门的防护

1 防护大于50mm的固体

能防止直径大于50mm的固体异物进入壳内。能防止人体的某一大面积部分（如手）偶然或意外地触及壳内带电或运动部分，但不能防止有意识地接近这些部分

2 防护大于12mm的固体

能防止直径大于12mm的固体异物进入壳内。能防止手指触及壳内带电或运动部分①

3 防护大于2.5mm的固体

能防止直径大于2.5mm的固体异物进入壳内。能防止厚度或直径大于2.5mm的工具、金属线等触及壳内带电或运动部分①②

4 防护大于1mm的固体

能防止直径大于1mm的固体异物进入壳内。能防止直径或厚度大于1mm的导线或片条触及壳内带电或运转部分①②

5 防尘

能防止灰尘进入达到影响产品正常运行的程度，完全防止触及壳内带电或运动部分。

6 尘密

能完全防止灰尘进入壳内，完全防止触及壳内带电或运动部分①

① 对用同轴外风扇冷却的电机，风扇的防护应能防止其风叶或轮辐被手触及，在出风口，手插入时，其直径为50mm的护板不能通过。

② 不包括泄水孔，泄水孔应不低于2级的规定。

电机防护等级（第二位数字）的分级和定义

防护等级 (第二位数字) 简称 定义

0 无防护 没有专门的防护

1 防 滴 垂直的滴水应不能直接进入电机内部

2 15o防滴 与铅垂线成15o角范围内的滴水，应不能直接进入电机内部

3 防淋水 与铅垂线成60O角范围内的淋水，应不能直接进入电机内部

4 防 溅 任何方向的溅水对电机应无有害的影响

5 防喷水 任何方向的喷水对电机应无有害的影响

6 防海浪或强加喷水 猛烈的海浪或强力的喷水对电机应无有害影响

7 浸 水 电机在规定的压力和时间下浸在水中，其进水量应无有害影响

8 潜 水 电机在规定的压力下长时间浸在水中，其进水量应无有害影响

电机最常用的防护等级有IP11、IP21、IP22、IP23、IP44、IP54、IP55等。

电机防护等级用IPXX表示,IPXX后第一个数字表示防尘,数字为0、1、2、3、4、5,数字越大,防尘等级越高。第二个数字表示防水,数字为0、1、2、3、4、5、6、7、8,数字越大,防水等级越高。

一、背景介绍
电机在使用过程中由于损耗的存在，使温度不断升高，如不能很好地对其进行冷却，会影响电机的使用寿命。为了正常使用，冷却尤其重要。

对于开启式电机，一般采用环境空气直接进入电机内部进行冷却，冷空气将电机热量直接带走并排出到周围的环境中。空气在高压电机内部的行走路线主要有三种。一种是轴向，冷空气从电机一端进入，从另外一端排出。因只要一端装风扇，所以能装较大直径的风扇，冷却比较好，铁芯结构较紧凑。缺点是通风损耗较大，沿电机轴向的温度分布不均匀，一般用于容量较小的电机。

另一种是径向，冷空气从两端进入，从铁芯的径向通风道排出。其缺点是因两端均要装风扇，故风扇的外径只能小于转子的径。限制了风扇的能力，且需要有径向通风槽，使电机尺寸略大。优点是由于使用轴流风扇，通风效率较高，散热面积较大，沿高压电机轴向的温度较均匀。还有一种是轴向与径向复合通风，它是结合轴向与径向二者通风的优点而设计的，具有较好的通风冷却，且温度较均匀，但结构较复杂。

由于电动机使用的绝缘材料有对温度的限制，故电机冷却的任务是将电机内部损耗产生的热量散发掉，使电机各个部位的温升维持在标准规定的范围之内，并力求内部温度均匀化。电机通常采用气体或者液体作为冷却介质，常见的有空气和水，对应的我们称之为空冷或者水冷。空冷常见的有全封闭空气冷却和开启式空气冷却；水冷常见的有水套式冷却和热交换器冷却。

交流电机标准IEC60034-6规定和解释了电机的冷却方式，采用IC代码来表示：

冷却方式代码 = IC+ 回路布置代号 + 冷却介质代号 + 推动方法代号

二、概念部分：
1） 冷却：电机在进行能量转换时，总是有一小部分损耗转变成热量，它必须通过电机外壳和周围介质不断将热量散发出去，这个散发热量的过程，我们就称为冷却。
2） 冷却介质：传递热量的气体或液体介质。
3） 初级冷却介质：温度低于电机某部件的气体或液体介质，它与电机的该部件相接触，并将其放出的热量带走。
4） 次级冷却介质：温度低于初级冷却介质的气体或液体介质，通过
电机的外表面或冷却器将初级冷却介质放出的热量带走。5）最终冷却介质：热量传递到最后的冷却介质。
6） 周围冷却介质：电机周围环境的气体或液体介质。
7） 远方介质：一种远离电机的介质，通过进、出口管或通道吸入电机热量和排出冷却介质至远方。
8） 冷却器：使一种冷却介质的热量传递到另外一种冷却介质，并保持两种冷却介质分开的装置。
三、冷却方法代号的内容规定
1、电机冷却方法代号主要由冷却方法标志（IC）、冷却介质的回路布置代号、冷却介质代号以及冷却介质运动的推动方法代号所组成。
IC+回路布置代号+冷却介质代号+推动方法代号
2、冷却方法标志代号是英文国际冷却（InternationalCooling）的字母缩写，用IC表示。
3、冷却介质的回路布置代号用特征数字表示，我们公司主要采用的有0、4、6、8等，下面分别说一下它们的含义。
特征数字 含义 简述
0 冷却介质从周围介质直接地自由吸入，然后直接返回到周围介质（开路） 自由循环
4 初级冷却介质在电机内的闭合回路内循环，并通过机壳表面把热量递到周围环境介质，机壳表面可以是光滑的或带肋的，也可以带外罩以改善热传递效果 机壳表面冷却
6 初级冷却介质在闭合回路内循环，并通过装在电机上面的外装式冷却器，把热量传递给周围环境介质 外装式冷却器（用周围环境介质）
8 初级冷却介质在闭合回路内循环，并通过装在电机上面的外装式冷却器，把热量传递给远方介质 外装式冷却器（用远方介质）

4、冷却介质代号有如下规定:
冷却介质 特征代号
空气 A
氢气 H
氮气 N
二氧化碳 C
水 W
油 U
如果冷却介质为空气，则描述冷却介质的字母A可以省略，我们所采用的冷却介质基本上都为空气。
电机的散热风扇类型：后倾离心式风机、径向离心式风机、轴流式（旋桨式）
风扇的设计是以最小的损耗获得最大的冷却效果为原则，多采用流线型曲面设计，以最大限度地提高风扇的通风效率，同时也降低了通风噪音。
水冷却
电机中大量损耗产生的热量经过电机的表面扩散到周围空气中。当电机在某一情况下工作时，为防止电机各部位过高的温升，有时在电机最热部分备有特别的通道或装有水的管子，电机内部的循环空气将内部的热带给被水冷却的表面。
氢气冷却
在高速电机（如汽轮发电机）中，采用氢气冷却。在密闭系统中，高出大气压百分之几的氢气靠内装风扇的作用在内部循环流通，依次流过电机的发热部分和用水冷却的管式冷却器。
油冷却
有些电机，其静止部分、甚至转动部分用油冷却，油循环流过电机内部和放在电机外的冷却器。

5、冷却介质运动的推动方法，主要介绍四种。
特征数字 含义 简述
特征数字 含义 简述
0 依靠温度差促使冷却介质运动 自由对流
1 冷却介质运动与电机转速有关，或因转子本身的作用，也可以是由转子拖运的整体风扇或泵的作用，促使介质运动 自循环
6 由安装在电机上的独立部件驱动介质运动，该部件所需动力与主机转速无关，例如背包风机或风机等 外装式独立部件驱动
7 与电机分开安装的独立的电气或机械部件驱动冷却介质运动，或是依靠冷却介质循环系统中的压力驱动冷却介质运动 分装式独立部件驱动
6、冷却方法代号的标记有简化标记法和完整标记法两种，我们应优先使用简化标记法，简化标记法的特点有，如果冷却介质为空气，则表示冷却介质代号的A,在简化标记中可以省略，如果冷却介质为水，推动方式为7,则在简化标记中，数字7可以省略。
7、比较常用的冷却方式有IC01、IC06、IC411、IC416、IC611、IC81W等。
举例说明：IC411完整标记法为IC4A1A1
“IC”为冷却方式标志代号；
“4”为冷却介质回路布置代号（机壳表面冷却）
“A'为冷却介质代号（空气）
第一个“1”为初级冷却介质推动方法代号（自循环）
第二个“1”为次级冷却介质推动方法代号（自循环）

四、常见的冷却方式

1.常见的低压电机冷却方法
C410 为电机自然冷却。
IC01 自然冷却 （表面冷却）
注意：此类电机运行时表面温度较高，可能对周边设备和物料产生影响。故在某些行业应用时，应考虑通过电机的安装和适度的降容来规避电机温度的负面影响。
IC411 自扇冷却 （自冷）
IC411是通过电机自身的旋转来移动空气从而实现冷却的，空气的移动速度与电机速度相关。
IC411内循环风冷，外循环风冷，自由循环冷却。电动机的冷却方式分为全封闭外表轴向自扇冷却，即电机本身自带风扇冷却，冷却不需要外接电源。

IC416 强迫风扇冷却（强冷或独立风扇冷却）
IC416则含有独立驱动的风机，保证了风量的恒定而与电机的转速无关。
IC416内循环风冷，外循环风冷，强迫风冷。全封闭带单独轴流风机的外表轴向风机冷却，即电机自带风机冷却，冷却风机需要外接电源。
IC411和IC416是低压交流异步电机经常采用的冷却方式，是通过风扇吹电机表面散热筋来实现散热的。
IC81W内循环风冷，外循环水冷，即空-水冷却。

2.常见的高压电机冷却方法
1.自冷IC411，即TEFC；；
2.强制冷却IC416，即TEBC或TEBV；
3.空空冷，IC611；
4.空水冷，IC81W
以下是独立的冷却设计:
1.空水冷，IC86W
2.空空冷，IC666；
以下是通过管道的冷却设计:
1.通过管道自冷却，IC31；
2.通过管路独立冷却设计，IC37；
另外，是开放式自冷！
高压电机的冷却方式有很多种，常见的就是以上几种，要根据高压电机所处的环境来选择，包括电机的长度、高度、安装位置是否能满足要求，需要确定哪种冷却方式能满足要求。

五、基于冷却方法的电机分类
（1）自然冷却的电机不用特殊的方法冷却电机各部分，仅靠转子自身转动带动空气。
（2）自通风的电机发热部分由内装风扇或由电机转动部分上附加的特种装置来冷却。
（3）外通风的电机（吹冷式电机）电机外表面用装在电机轴上的风扇产生的风来冷却，外面的空气不能进入电机里面的发热部分。
（4）用另外的冷却装备的电机冷却介质的循环由电机外面的特殊装置产生，如水冷柜、空冷柜和离心式涡流风机等。