一、防护式（IP23）电机推广应用的必要性
近年来，西玛电机自行研制生产的多个系列防护式（IP23）电机及防护式（IP23）专用变
频调速电机已成功地得到推广应用，且市场需求量呈逐年增长趋势。防护式系列（IP23）电
机冷却方式为自冷式（IC01），防护等级为 IP23，工作制为连续负载运行（S1）。而目前我国
配套电机大多数以封闭式系列（IP54）电机为主，这样不仅对电动机可靠性带来不利影响，
而且也对降低电动机有效材料（硅钢片、电磁线）消耗、提高电动机效率、降低电动机温升
等带来诸多不利因数。
通过我公司几十年的实践证明，当 IP23 电动机与 IP54 电动机力能指标（效率、功率因
数）水平相同时，由于封闭式系列（IP54）电机与防护式系列（IP23）电机相比有效材料用
量增加较多，不可避免地增加生产制造成本；考虑到电动机在实际运行中，基本上运行环境
均在实内（比较清洁，无雨水、无粉尘、无特殊气体及其它有害物质），完全可以采用防护
等级为 IP23 的防护结构来替代 IP54 的封闭型结构；在额定功率相同的情况下，由于 IP23 防
护结构的散热条件较好，产品的制造成本必然会有所降低。我公司在出口电动机中，特别是
出口到美国、加拿大等国家的电动机，IP23 防护结构的产品约占全部出口电动机的 60%以上。
目前，我公司产品用于驱动风机、水泵、冷冻机、空气压缩机、压力机，以及应用于矿山球
磨机、提升机、破碎机的电动机大部分都采用的是 IP23 的防护结构。因此，进一步加大防护
式系列（IP23）电机的推广应用，既能够有效提升电机的运行可靠性、降低电动机制造成本，
也给电机配套企业带来较好的经济效益。
二、电动机技术水平
1、电动机功率型谱
表1、表2列出了我公司防护式系列（IP23）笼型转子电机与封闭式系列（IP54）笼型转
子电机功率与机座号的对应关系。
电动机“大功率、紧凑型”一直是国内外电动机行业技术进步所追求的目标。由表1和表
2可见，从机座号160L开始同一中心高IP23电机较IP54电机功率有所增加，从机座号250开始
IP23电机较IP54电机功率增加更为显著。功率与机座号的对应关系的不同，反映出IP23防护
等级电机较IP54电机具有较强的通风散热能力。同时，体积的缩小可有效节约配套主机的安装空间。所以，防护式系列（IP23）电机的推广应用可有效提升电机技术水平和运行可靠性，
并为配套主机的技术进步提供了有利条件。
表1 （一般用途电机）机座号与转速及功率的对应关系
机座号
同步转速 r/min
防护等级 IP23
防护等级 IP54
1500
1000
750
1500
1000
750
功率 kW
160M1
11
7.5
5.5
11
7.5
4.0
160M2
5.5
160L1
15
11
7.5
15
11
7.5
160L2
18.5
—
—
180M
22
15
11
18.5
—
—
180L
30
18.5
15
22
15
11
200M
37
22
18.5
—
—
—
200L1
45
30
22
30
18.5
15
200L2
22
225S
37
18.5
225M
55
37
30
45
30
22
250S
75
45
37
250M
90
55
45
55
37
30
280S
110
75
55
75
45
37
280M
132
90
75
90
55
45
315S
160
110
90
110
75
55
315M1
185
132
110
132
90
75
315M2
200
160
132
315M3
220
—
—
315L1
—
—
—
160
110
90
315L2
—
—
—
200
132
110
355M1
250
185
220
160
132
355M2
280
200
160
250
185
160
355M3
315
220
185
—
200
—
355M4
—
250
200
—
—
—
355L1
355
280
220
280
220
185
355L2
400
315
250
315
250
200
355L3
450
355
260
—
—
—
355L4
—
—
280
—
—
— 表2 （螺杆空压机专用电机）机座号与转速及功率的对应关系
机座号
同步转速 r/min
防护等级 IP23
防护等级 IP54
3000
1500
3000
1500
功率 kW
160M1
15
11
11
—
160M2
15
11
160L1
18.5
15
18.5
15
160L2
22
18.5
180M
30
22
22
18.5
180L
37
30
—
22
200M
45
37
—
—
200L1
55
45
30
30
200L2
37
225S
—
—
—
37
225M1
75
55
45
45
225M2
90
250S
—
75
—
250M1
110
90
55
55
250M2
132
280S
—
110
75
75
280M1
—
132
90
90
280M2
160
280M3
185
—
—
280M4
200
—
—
—
280M5
220
—
—
—
280M6
250
—
—
—
315S
—
160
110
110
315M1
—
185
132
132
315M2
—
200
315M3
—
220
—
—
315M4
—
250
—
—
315L1
—
—
160
160
315L2
—
—
185
185
315L3
—
—
200
200
355M1
280
280
220
220
355M2
315
315
250
250
355L1
355
—
280
280
355L2
400
—
315
3152、防护等级及通风结构
两种防护等级电机在通风散热结构上的特点，见表2。
表2
技术特性
不同防护等级对比
分 析
IP23
IP54
防护能力
能防止直径大于12mm
的固体异物进入电机内
壳；能防止与铅垂线成
60°角范围内的淋水进入
内壳。
能防止触及或接近壳内带电
或转动部件进尘量不足以影
响电机的正常运行；能防止
任何方向的溅水进入内壳。
一般结构IP54防护能力强。
但我公司IP23电机绕组衬垫293
环氧涤纶适形毡，经VPI 浸漆烘
干后再用319-5F（60S）环氧漆固
化囊封，也能够满足多粉尘环境
安全运行。
冷却方式
IC01：冷却介质由电机
周 围 空 气 直 接 进 入 内
壳，将绕组及铁芯的热
量带走。
IC416：电机绕组的热量需传
导至铁芯，再由铁芯传导到
机壳，通过强迫风机吹拂机
壳将热量带到周围介质。
IC411：热传导IC416。只是
电机带同轴风扇，冷却电机
机巧表面。
IP23通风散热能力强，且通风所
需消耗的功率小。
IP54电机强迫风机需消耗一定的
功率。
轴承散热方式
靠电机两端端盖百叶窗
进风，同时吹拂轴承外
盖，将轴承的热量直接
带走。
传动端（轴伸端）轴承无驱
风元件，非传动端靠轴上风
扇散热。
①IP23通风散热能力强。
②轴承温度：IP23为35℃；
IP54传动端为90℃，非传动端为
66℃。
通风结构件
无专门的风扇元件，仅
靠铸铝转子端环上的叶
型驱风。
IC416：有附加强迫风机。
IC411：有风扇、风罩。
IP23通风结构简单，产品易维护；
IP54强迫风机可靠性差。
由表2可见，IP23电机除需要对绕组进行特殊工艺处理外，其余结构要素均优于IP54电机。
特别是，防护式（IP23）电机无风扇使产品可靠性得到较大提升，同时也有效降低了零部件
成本。而封闭式（IP54）电机不仅热传导路径较长散热困难，且依靠独立风扇或强迫风机散
热需要消耗一定的功率使电动机效率降低。尤其是，IP54变频电机的强迫风机故障率高一直
是难以解决的一项技术难题，也使整机的可靠性受到严重制约。
3、电气性能
效率与功率因数统称为电动机的力能指标，它不仅综合反映了电动机的电气性能，且与
电动机有效材料（硅钢片、电磁线）的用量及五大损耗（定子铜耗、转子铝耗、铁耗、机械
耗、杂散耗）有关。当防护式（IP23）电机与封闭式（IP54）电机同极数、同功率，且效率
及功率因数基本相同时，IP23电机具有如下优势。 ⑴有效减少机械损耗：相比 IP54 防护结构电机，由于通风结构的不同，IP23 防护结构
的电机都没有外风扇，因此电机所产生的机械损耗就会大大减小，非常有利于使电动机的效
率得到提高。根据我公司电动机的型式试验结果统计，IP23 与 IP54 变频电机的机械损耗试
验值见表 3。
表 3 单位为 W
机座号
IP23 电机（pfw）
IP54 电机（pfw）
2P
4P
6P
8P
2P
4P
6P
8P
160
125
65
35
30
410
245
225
205
180
250
90
50
45
520
269
239
219
200
350
150
75
70
745
394
317
292
225
550
250
120
110
1000
485
465
365
250
750
350
150
130
1010
688
658
528
280
1000
600
250
220
1550
850
800
595
315
1300
800
450
350
3300
1173
1143
823
355
3500
1500
1000
600
5060
2187
1486
1186
由表 3 可见，IP23 电机与 IP54 电机的机械损耗试验值相比，2 极平均降低 57.5％，4 极
平均降低 39.5％，6 极平均降低 60％，8 极平均降低 63％。机械损耗的减少，不仅有利于节
能，而且也对降低电动机通风噪声起到了较好的作用。
⑵定、转子绕组基准温度低：根据防护式系列（
IP23）电机型式试验结果表明，电机温
升试验值一般都在 40～50K。按照 GB／T 1032-2012 试验方法规定，在效率计算时，电动机
绕组的基准温度是按温升加 25℃计算。那么，防护式系列（
IP23）电机的电阻率基准温度应
当选择 75℃。而封闭式系列（IP54）电机由于通风散热条件相对较差，其电阻率基准温度一
般为 95℃或 115℃。显然，防护式系列（IP23）比封闭式系列（IP54）电机实际运行温度低，
按 GB／T 1032-2012 标准规定定子铜损耗将同比降低。这样不仅有利于提高电动机效率，而
且产品的电气可靠性也将得到提升。
⑶高效节能：根据上所述⑴、⑵分析，当防护式系列（IP23）与而封闭式系列（IP54）
电机有效材料用量基本相当的情况下，防护式系列（IP23）电机的效率一般将比而封闭系列（IP54）电机平均提高 5.6％。所以，防护式系列（IP23）电机具有显著的节能效果。
三、技术经济效果
1、运行环境
防护式系列（IP23）电机在比较清洁的运行环境中，是能够完全能替代封闭式系列（IP54）
电机。或即使在多粉尘的环境中使用，由于我公司所具有独特的绕组防尘处理工艺，经几十
年的实践证明：防护式系列（IP23）电机也完全能够在多粉尘的环境中安全可靠地运行。
2、技术经济水平
2.1、技术水平
相比IP55封闭式结构电机，由于通风结构的不同，IP23防护结构的电机都没有外风扇。
不仅电机结构简单、易维护，而且也有效降低了电动机的机械损耗。特别是，更加有利于提
高电动机效率、降低轴承温度，使产品的电气性能及运行可靠性得到较大提升。
防护式系列（IP23）变频调速电机具有起动转矩大、过载能力强的特点。尤其是，电机
绕组与周围环境空气可直接进行热交换，有效克服了电机的急剧发热，消除了绕组温度梯度
大的隐患，避免绕组击穿。
电动机的噪声及振动不仅对电动机的运行平稳性以及对环境的保护有着直接的影响，而
且很大程度上也反映了电动机的设计和制造水平。从电动机的测试结果来看，由于通风散热
结构的不同，防护式系列（IP23）电机与封闭式系列（IP54）电机的噪声相比，2 极平均降低
了 18dB（A），4 极平均降低了 15dB（A），6 极平均降低了 12dB（A），8 极平均降低了 10dB
（A），从而使电动机的技术水平得到较大提升。
2.2、经济性
经分析计算表明，防护式系列（IP23）电机比封闭式系列（IP54）电机有效材料（硅钢
片、电磁线）成本平均降低20%～30%。相应地，防护式系列（IP23）电机售价比封闭式系列
（IP54）电机售价平均降低25～35％。不仅对降低资源消耗起到了积极作用，而且将给主机
配套单位带来较好的经济效益。
3、推广应用业绩
有关防护式（IP23）电机市场应用业绩见表4。表4
近年部分YKQZ 系列（IP23）电机销售业绩
用户名称
产品型号
起始时间
备注
浙江开山压缩机股份有限公司
（衢州）
YKQZ160L-2 22KW
2013、11
①YKQZ 系
列（IP23）
电机为螺
杆空压机
专用电机，
②“台数”
为每月平
均供货数
量
YKQZ160L-2 30KW
YKQZ180M-2 37KW
YKQZ180L1-2 45kW
YKQZ180L2-2 55kW
YKQZ200L1-2 75kW
YKQZ200L2-2 90kW
YKQZ225M1-2 110kW
YKQZ225M2-2 132kW
YKE4-250M-2 110kW
2015、03
重庆开山压缩机有限公司
（重庆）
YKQZ160L-2 22KW
2013、11
YKQZ180M-2 37KW
YKQZ180L2-2 55kW
YKQZ225M1-2 110kW
YKQZ225M2-2 132kW
博莱特（上海）压缩机有限公司
（上海）
YKQZ160L-2 22KW
2014、10
YKQZ180M-2 37KW
YKQZ180L1-2 45kW
YKQZ180L2-2 55kW
广东正力精密机械有限公司
（佛山）
YKQZ160L-2 22KW
2013、11
YKQZ180M-2 37KW
YKQ225M2-2 132kW
山西大汇实业有限公司
（太原）
YKQZ180L2-2 55kW
2011、03
YKQZ200L1-2 75kW
YKQZ225M1-2 110kW
YKQZ225M2-2 132kW
山西波特利尼压缩机有限公司
（长治）
YKQZ160L-2 22KW
2011、05
YKQZ160L-2 30KW
YKQZ180M-2 37KW
YKQZ225M1-2 110kW
东莞埃尔压缩机有限公司
（广东）
YKQZ160L-2 22KW
2013、11
YKQZ180M-2 37KW
YKQZ200L1-2 75kW
YKQZ200L2-2 90kW
YKE4-315S-4 160kW
2015、03
YKE4-315M2-4 200kW
成都博仕汉德压缩机有限公司
（成都）
YKQZ180L2-2 55kW
2010、11
YKQZ200L1-2 75kW
YKQZ225M1-2 110kW
YKQZ225M2-2 132kW