NEMA和IEC电机的区别

《Plant Engineering》的读者们对美国、加拿大、墨西哥、南美部分地区、沙特阿拉伯等国家通用的按照美国电气制造商协会(NEMA)标准制造的电动机非常熟悉。但是，全球销售的工业电机中有近70%是按照国际电工委员会(IEC)标准制造的。这些电机的标准是用于NEMA的MG 1和用于IEC的60034系列和60071，它们定义了机械、电气和性能规范。

许多人没有完全理解这些电动机之间的差异。不仅有机械安装和尺寸差异，而且通常的特征和电气设计也不同。用户必须识别和调整这些变化，因为它们管理世界各地的项目。使用IEC电机和许多原始设备制造商（OEM）进口机械越来越普遍，以利用IEC电机在北美以外出口产品。

在过去，NEMA制造商通常是基于美国的独立公司，今天许多大型电机公司都是大型多国公司的一部分，包括NEMA和IEC MOTORS。同样的发动机部件可以显示在两者中。

本文主要介绍1 - 350 hp (0.746 - 261 kW)范围内的三相NEMA低压电机(小于600 V)以及工业中最常用的IEC等效电机。

机械的差异

最明显的机械差异是NEMA电机用英寸单位定义，而IEC用公制单位定义。除此之外，NEMA电机还提供了在IEC设计中不常见的更广泛的电机外壳，如在许多压缩机和风扇应用中使用的防滴开电机(见图1)。

IEC电机通常用翅片铸铝或铁框架制成，而NEMA电机采用翅片铸造框架和轧制钢框架壳体（见图2）。基于轴高度仅存在框架尺寸略微差异（见表1）。NEMA和IEC之间的轴直径和长度是安装基座尺寸和安装孔间距的不同。

一个特别重要的区别是，NEMA电机通常使用聚氨酯基润滑脂，而大多数IEC电机使用锂基润滑脂。这些润滑脂是不相容的，不能混合使用。如果一个工厂的电机种群混合在NEMA和IEC之间，在派人给电机加润滑油时必须小心。

通常，NEMA电机采用侧装导管盒(F1位置)，带连接引线。大多数IEC电机在12点钟方向有导管盒(F3)，带有接线端子块。

NEMA电机通常没有轴密封，除了一些严重的占空比设计，例如用于使用非接触式旋转轴密封的IEEE-841符合性的那些。在一些定制设计中，井壁可以在轴上使用以防止液体进入。许多IEC电机配有标准唇形密封。

NEMA电机通常在每个端板的最低点有一个“泄水孔”，以允许冷凝出口。在高压马达上，这个孔变成一个排气孔。这种做法在IEC电机上并不常见。

在过去的几年里，NEMA已经开始采用IEC标准作为MG 1的一部分。电机和冷却(IC)的进入保护(IP)水平显示在MG 1标准中。最近，振动标准已经得到了统一。

北美使用的一些通常的机械配置在IEC世界中并不常见。泵电动机（JM和JP）具有用于轴向轴载荷的规定，因为IEC电机不使用，因为泵从叶轮取代而不是电动机采用轴向载荷。

电气差异

NEMA电机通常设计有MG 1标准的每个部分12的NEMA设计B扭矩/电流特性。具有较高浪涌电流的人是设计A.这些尺寸中的IEC电机是IEC设计N和NE，通常具有比NEMA设计B电动机更高的浪涌电流。高启动扭矩电动机是NEMA设计C，如IEC设计H和他。用于打孔机和油束泵中使用的高滑动电机是NEMA设计D;没有IEC等价物。

在北美使用的三相60hz电机通常为230/ 460v, 9引线1-wye/2-wye连接。4千瓦或更大功率的IEC电机在230/400伏特的电压下有w /delta连接，它们以w /delta方式开始，而不是直接穿过线路(见表2)。

NEMA和IEC之间的区别不是电压/频率组合，而是每个标准对这些参数的公差。在额定电压下，NEMA允许的最大电压变化为±10%，在额定电压下，允许的最大频率变化为±5%。IEC将电动机划分为若干运行区域，在这些区域中，电动机应能在额定电压±5%和额定频率±2%范围内完成其主要功能。IEC也识别B区，它允许电压变化±10%，频率变化+3%，-5%。

大多数NEMA电机具有连续的占空比。NEMA还定义了一些15分钟、30分钟和1小时负载周期的间歇负载电机。这是指电机在达到最高安全工作温度之前满负荷运行的时间长度，然后电机必须冷却到环境温度后才能再次运行。IEC有一个更详细的占空比额定值系统，也包括循环负载，但S1是大多数电机设计中正常的连续占空比。IEC 60034-1用说明性图表对这些占空比的定义进行了更详细的说明。

大多数NEMA电机的设计使用系数为1.15。在NEMA mg1第1.42节中，服务系数(SF)被定义为“一个乘数，当应用到额定马力时，表示允许马力负荷，可以在服务系数规定的条件下进行。”IEC电机不承认一个服务因素，所以他们将相当于1.0。在美国，一些压缩机制造商在选型时使用服务因素。如果以这种方式在压缩机上使用IEC电机，则可能需要更高额定功率的电机。

NEMA和IEC电机的额定温度为标准40°C(104°F)，最低温度为-15°C(5°F)。电机之间的绝缘等级与B级、F级和h级相同。NEMA电机的额定高度为海拔3300英尺(1000米)，与IEC标准相同。

电机效率

NEMA电机效率在MG 1中定义，并且两个级别定义为“节能”，如标准和“高效”表12-11所示，如标准的表12-12所示。NEMA溢价是商标，该术语只能由作为NEMA的高级电机计划的制造商使用。IEC 60034-30-1定义了电机的效率等级。IEC IE2相当于节能，IE3大多等同于优质效率。

这些电机的通常测试方法是IEEE 112-2017方法B和CSA 390：10（R2019）。过去，IEC测试方法不同，因为它没有衡量所有损失，假设一些损失。在过去几年中，IEC 60034-1方法B1是当前测试方法，其等于IEEE和CSA方法。

自1992年以来，美国能源部(DOE)对在美国销售的电机规定了能效标准，其中也包括作为机器一部分进口的电机。目前的整体马力电机水平是优质效率(IE3)，包括NEMA和IEC电机设计。加拿大遵循了美国的这些规定，墨西哥只监管通过分销销售的汽车。欧盟要求使用IE3电机，但目前允许使用IE2电机，如果与可调速驱动器结合使用。

在美国和加拿大识别消防泵电机作为单独的电机，允许在NEMA表12-11（IE2）的节能水平上效率，因为它们不常用和较低的浪涌电流，欧盟没有这样的分化。欧盟的消防泵电机是通用电机，必须是IE3效率。