第二十 二十一講 電力拖動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的選擇PPT課件

1、2021-11-171電力拖動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的選擇電力拖動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的選擇 選擇電動(dòng)機(jī)功率時(shí)，除考慮發(fā)熱外，有時(shí)還要考慮電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力是否足夠，因?yàn)楦鞣N電動(dòng)機(jī)的短時(shí)過(guò)載能力都是有限的。 校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載可按下列條件NmaxTKTT對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)mTKK)85. 08 . 0(NmmTTK/對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)，過(guò)載能力受換向所允許的最大電流值的限制，對(duì)Z2型與Z型直流電動(dòng)機(jī)，在額定磁通下，一般25 . 1TK對(duì)于專(zhuān)為起重機(jī)、軋鋼機(jī)、冶金輔助機(jī)械等設(shè)計(jì)的ZZ型和ZZY型電動(dòng)機(jī)，以及同步電動(dòng)機(jī)，一般35 . 2TK第1頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-172電力拖動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的選擇電力拖動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的選擇1、電

2、動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和冷卻及電動(dòng)機(jī)工作制的分類(lèi)2、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇3、短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇4、斷續(xù)周期工作制電動(dòng)機(jī)的選擇5、籠型異步電動(dòng)機(jī)允許小時(shí)合閘次數(shù)的確定6、帶沖擊負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)的選擇7、電力拖動(dòng)調(diào)速電動(dòng)機(jī)功率的選擇8、選擇電動(dòng)機(jī)功率的統(tǒng)計(jì)法9、電動(dòng)機(jī)電流種類(lèi)、形式、額定電壓與額定轉(zhuǎn)速的選擇第2頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-1731、電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和冷卻及電動(dòng)機(jī)工作制的分類(lèi)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱過(guò)程電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱過(guò)程 電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱是由于工作時(shí)，在其內(nèi)部產(chǎn)生損耗DP造成的，其值為假設(shè)功率損耗全部轉(zhuǎn)換成熱量，則電動(dòng)機(jī)單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的熱量，即熱流量熱流量為Cu01221)1 (1)/1 (ppPPPPPPPP第3

3、頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-1741、電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和冷卻及電動(dòng)機(jī)工作制的分類(lèi)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱過(guò)程電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱過(guò)程tACtddd設(shè)電動(dòng)機(jī)的熱容為C（電動(dòng)機(jī)溫度升高1C所需的熱量），A=aS為電動(dòng)機(jī)的散熱系數(shù)（其中S為散熱表面積，a為傳熱系數(shù)，即溫度升高1C時(shí)，每秒鐘向單位面積上散發(fā)的熱量）則電動(dòng)機(jī)的熱平衡方程式熱平衡方程式為AtACdd令TAC/WA/WtTddTtQTtW/e)e1 (Q 為發(fā)熱過(guò)程的起始溫升 第4頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-1751、電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和冷卻及電動(dòng)機(jī)工作制的分類(lèi)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱過(guò)程電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱過(guò)程TtQTtW/e)e1 (若發(fā)熱過(guò)程從周?chē)橘|(zhì)溫度開(kāi)始，即Q0，則t0W)e1

4、 (/TtWQ發(fā)熱終了時(shí)，溫升不再增加，表明電動(dòng)機(jī)發(fā)出的熱量將全部向周?chē)橘|(zhì)散發(fā)掉。第5頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-1761、電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和冷卻及電動(dòng)機(jī)工作制的分類(lèi)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱過(guò)程電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱過(guò)程電動(dòng)機(jī)的最高穩(wěn)定溫升可達(dá)APANNmD對(duì)同樣尺寸的電動(dòng)機(jī)，欲使其額定功率提高，可以: 提高額定效率 ； 提高散熱系數(shù)A； 提高絕緣材料的允許溫升。) 1/1 (DNNNPPNNmNAP1第6頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-1771、電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和冷卻及電動(dòng)機(jī)工作制的分類(lèi)電動(dòng)機(jī)的冷卻過(guò)程電動(dòng)機(jī)的冷卻過(guò)程電動(dòng)機(jī)的冷卻可能有兩種情況。其一是負(fù)載減小，電動(dòng)機(jī)損耗功率P 下降時(shí)；其二是電動(dòng)機(jī)自電網(wǎng)斷開(kāi)，不再工作，電

5、動(dòng)機(jī)的P 變?yōu)榱恪Ｈ綦娋W(wǎng)斷開(kāi)后，DP = = 0，即W = 0，則冷卻過(guò)程溫升變化規(guī)律方程式為：)(e)e1 (/QWTtQTtWt0WQTtQ/e第7頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-1781、電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和冷卻及電動(dòng)機(jī)工作制的分類(lèi)電動(dòng)機(jī)工作制的分類(lèi)電動(dòng)機(jī)工作制的分類(lèi)連續(xù)工作制 電動(dòng)機(jī)連續(xù)工作時(shí)間很長(zhǎng)，其溫升可達(dá)穩(wěn)定值。屬于這類(lèi)的生產(chǎn)機(jī)械有水泵、鼓風(fēng)機(jī)、造紙機(jī)、機(jī)床主軸等。短時(shí)工作制 電動(dòng)機(jī)的工作時(shí)間較短，在此時(shí)間內(nèi)溫升達(dá)不到穩(wěn)定值，而停車(chē)時(shí)間又相當(dāng)長(zhǎng)，電動(dòng)機(jī)的溫度可以降到周?chē)橘|(zhì)的溫度，屬此類(lèi)的生產(chǎn)機(jī)械有機(jī)床的輔助運(yùn)動(dòng)機(jī)械、某些冶金輔助機(jī)械、水閘閘門(mén)啟閉機(jī)等。第8頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17

6、91、電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和冷卻及電動(dòng)機(jī)工作制的分類(lèi)電動(dòng)機(jī)工作制的分類(lèi)電動(dòng)機(jī)工作制的分類(lèi)斷續(xù)周期工作制 在斷續(xù)周期工作制中，負(fù)載工作時(shí)間與整個(gè)周期之比稱(chēng)為負(fù)載持續(xù)率ZC%100%0tttZCgg 一般規(guī)定tg+t010min。第9頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17101、電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和冷卻及電動(dòng)機(jī)工作制的分類(lèi)電動(dòng)機(jī)工作制的分類(lèi)電動(dòng)機(jī)工作制的分類(lèi)連續(xù)周期工作制 負(fù)載持續(xù)率ZC與斷續(xù)周期工作制相似，亦為%100%0tttZCgg 同樣規(guī)定tg+t010min。 本質(zhì)上屬于連續(xù)工作制，只不過(guò)為負(fù)載周期變化的連續(xù)工作制。第10頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17112、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇常值負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選

7、擇常值負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇在計(jì)算出負(fù)載功率PZ 后，選擇額定功率PN。一般，按常值連續(xù)負(fù)載，環(huán)境溫度為40C時(shí)設(shè)計(jì)的，當(dāng)環(huán)境溫度與40C相差較大時(shí)，其輸出功率可與額定功率不同。設(shè)環(huán)境溫度為40C時(shí)，電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定溫升為WN，熱流量為N，額定功率為PN。實(shí)際環(huán)境溫度為q0，穩(wěn)定溫升為W，熱流量為，允許輸出功率為P。絕緣材料最高允許溫度為qm，則ZNPP 0oC40qqWWNmAPANNWNmDqC40oAPAWmDqq0第11頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17122、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇常值負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇常值負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇APANNWNmDqC40oAPAWmDqq0NmmPPDD

8、C40o0qqqCu01221)1 (1)/1 (ppPPPPPPP)()(220NCuNCuNCuCuNCuIIkpppkpppPD) 1(0DkpppPCuNCuNN第12頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17132、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇常值負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇常值負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇NNTTII若電動(dòng)機(jī)磁通保持不變（cosj2也近似不變），則NNTTPP若電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速亦保持不變kkPPmm) 1(C400Nqqq)()(220NCuNCuNCuCuNCuIIkpppkpppPD) 1(0DkpppPCuNCuNN代入NmmPPDDC40o0qqq再代入第13頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17

9、142、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇常值負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇常值負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇必須指出，工作環(huán)境的海拔高度對(duì)電動(dòng)機(jī)溫升有影響，這是由于海拔高度越高，雖然氣溫降低越多，但由于空氣稀薄，散熱條件大為惡化。這兩方面的因素互相補(bǔ)償，因此規(guī)定，使用地點(diǎn)的海撥高度不超過(guò)1000m時(shí)，額定功率不必進(jìn)行校正。當(dāng)海拔高度在1000m以上時(shí)，平原地區(qū)設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)，出廠試驗(yàn)時(shí)必須把允許溫升降低，才能供高原地帶應(yīng)用。在周?chē)h(huán)境溫度不同時(shí)，電動(dòng)機(jī)功率可粗略地相應(yīng)增減，見(jiàn)下表。環(huán)境溫度 30 35 40 45 50 55 電動(dòng)機(jī)功率增減的百分?jǐn)?shù) 8 5 05 12.5 25 第14頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-1715

10、2、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇常值負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇常值負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇例題：一臺(tái)與電動(dòng)機(jī)直接聯(lián)結(jié)的離心式水泵，流量為90m3/h，揚(yáng)程20m，吸程5m，轉(zhuǎn)速為2900rpm，泵的效率B=0.78 ，試選擇電動(dòng)機(jī)。解：水泵在電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載功率為310BzHVP V泵每秒排出的水量（m3/s）； 水的比重， = 9810N/m3；H排水高度 （m）； B泵的效率，活塞式泵為0.80.9，高壓離心泵為0.50.8，低壓離心泵為 0.30.6； 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)效率，直接聯(lián)接為0.951，皮帶傳動(dòng)為0.9 第15頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17162、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇常值負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇

11、常值負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇例題：一臺(tái)與電動(dòng)機(jī)直接聯(lián)結(jié)的離心式水泵，流量為90m3/h，揚(yáng)程20m，吸程5m，轉(zhuǎn)速為2900rpm，泵的效率B=0.78 ，試選擇電動(dòng)機(jī)。解：水泵在電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載功率為 選擇JO-51-2型異步電動(dòng)機(jī)即可，其數(shù)據(jù)為：PN=10KW，UN=380V，nN=2920rpm，對(duì)選用的電動(dòng)機(jī)不必進(jìn)行發(fā)熱校驗(yàn)。 kW3 . 8kW1095. 078. 0)520(98103600901033BZHVP第16頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17172、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇一般情況下，電動(dòng)機(jī)是為常值負(fù)載工作而設(shè)計(jì)的。這種電動(dòng)機(jī)

12、用于變化負(fù)載下的發(fā)熱情況，必須進(jìn)行校驗(yàn)。所謂發(fā)熱校驗(yàn)，就是看電動(dòng)機(jī)在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中所達(dá)到的最高溫升是否接近并低于允許溫升，因?yàn)橹挥羞@樣，電動(dòng)機(jī)的絕緣材料才能充分利用而又不致過(guò)熱。第17頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17182、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率選擇的一般步驟如下：1）計(jì)算并繪制生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載圖PZ=f（t）或TZ=f（t）；2）預(yù)選電動(dòng)機(jī)的功率niniZiZZZdttPtttPtPP11212211niniZiZZZdttTtttTtTT11212211 在過(guò)渡過(guò)程中，可變損耗與電流平方成正比，電動(dòng)機(jī)發(fā)熱較為嚴(yán)重，電動(dòng)機(jī)額

13、定功率按下式預(yù)選9550)6 . 11 . 1 ()6 . 11 . 1 (NnTPZdZdNP第18頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17192、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率選擇的一般步驟如下：3）作出電動(dòng)機(jī)的負(fù)載圖 DP=f（t）、I=f（t）、T=f（t）或P=f（t）。作圖時(shí)應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)及過(guò)渡過(guò)程等工作情況；4）進(jìn)行發(fā)熱、過(guò)載能力及必要時(shí)的起動(dòng)能力校驗(yàn)。 如果校驗(yàn)通過(guò)，并且功率適當(dāng)，電機(jī)容量即可確定； 如果校驗(yàn)不通過(guò)或電機(jī)容量選擇過(guò)大，則重新選擇電機(jī)，再作電機(jī)負(fù)載圖進(jìn)行校驗(yàn)，如此反復(fù)，直至電機(jī)容量合適。NNNNPPP

14、D第19頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17202、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇發(fā)熱校驗(yàn)的方法1）平均損耗法 周期變化負(fù)載下，若變化周期較短tztz時(shí)，穩(wěn)態(tài)時(shí)溫升波動(dòng)小，發(fā)熱校驗(yàn)時(shí)可用平均溫升d代替max。ZZZZttttACtPt0000ddddtACtddd0dd0 xnQnZCCt穩(wěn)態(tài)時(shí)，Qn=xn，則AAPAttPttddtzztdzz/dd00niniidttPP11第20頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17212、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇發(fā)熱校驗(yàn)的方法1）平均損耗法 iiiiPPP 若給出P=f

15、（t），則niniidttPP11 若DPd DPN ，表明預(yù)選電動(dòng)機(jī)功率太小，發(fā)熱校驗(yàn)不通過(guò)，重選功率較大的電機(jī)，再進(jìn)行發(fā)熱校驗(yàn)； 若DPd DPN，表明預(yù)選電動(dòng)機(jī)功率太大，電機(jī)得不到充分利用，改選功率小一些的電機(jī)，再進(jìn)行發(fā)熱校驗(yàn)； 該方法適應(yīng)電機(jī)大多數(shù)工作情況下的發(fā)熱校驗(yàn)，但步驟太復(fù)雜。第21頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17222、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇發(fā)熱校驗(yàn)的方法2）等效法等效電流法20Cui0iiCIpppP 變化負(fù)載下，第i級(jí)負(fù)載的損耗為niniininiidxttICpttCIpCIp1120112020)( 把平均損耗中的可變

16、損耗DPd 所對(duì)應(yīng)的電流稱(chēng)為等效電流 Idx；20dxdCIpPniniidttPP11第22頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17232、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇發(fā)熱校驗(yàn)的方法2）等效法等效電流法 等效電流法，就是按照損耗相等的原則，求出一個(gè)等效的不變的電流Idx來(lái)代替變化的負(fù)載電流I = f（t）（對(duì)于交流異步電動(dòng)機(jī)，應(yīng)為定子電流），如果預(yù)選電動(dòng)機(jī)的額定電流滿足下列條件：INIdx，則發(fā)熱校驗(yàn)通過(guò)。niniininiidxttICpttCIpCIp1120112020)(niniidxttII112第23頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17242、連

17、續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇發(fā)熱校驗(yàn)的方法2）等效法等效電流法 等效電流法是由平均損耗法推導(dǎo)而來(lái)的，在推導(dǎo)過(guò)程中假設(shè)損耗p0及電動(dòng)機(jī)主電路電阻不變。 在某些情況下，如深槽及雙籠電動(dòng)機(jī)，在經(jīng)常起動(dòng)時(shí)不能用等效電流法進(jìn)行發(fā)熱校驗(yàn)，因?yàn)樯畈奂半p籠電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)損耗及電動(dòng)機(jī)主電路電阻均發(fā)生變化。此時(shí)可改用平均損耗法進(jìn)行發(fā)熱校驗(yàn)。第24頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17252、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇發(fā)熱校驗(yàn)的方法2）等效法等效轉(zhuǎn)矩法 有時(shí)已知的不是負(fù)載電流圖，而是轉(zhuǎn)矩圖 ，可以寫(xiě)成轉(zhuǎn)矩形式niniidxttTT1

18、12/ )( 如果預(yù)選電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩TNTdx，則發(fā)熱校驗(yàn)通過(guò)。TN可由下式算出NNN9550nPT 等效轉(zhuǎn)矩法由等效電流法推導(dǎo)而來(lái)的，前提是T與I成正比，若T與I不成正比，如直流電動(dòng)機(jī)弱磁調(diào)速過(guò)程或交流異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載極小，接近空載，而空載電流又比較大時(shí)，可將T = f（t）改繪成 I = f（t），再用等效電流法進(jìn)行發(fā)熱校驗(yàn)，也可用修正后能反映電動(dòng)機(jī)發(fā)熱的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行發(fā)熱校驗(yàn)。第25頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17262、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇發(fā)熱校驗(yàn)的方法2）等效法等效轉(zhuǎn)矩法 直流電動(dòng)機(jī)弱磁調(diào)速時(shí)，可對(duì)Ti進(jìn)行修正，修正方法是使Ti按因磁通

19、減弱而使電流增大的同樣比例增加iNiTT 如直流電動(dòng)機(jī)弱磁調(diào)速時(shí)電樞電壓保持不變，則nCnCUeNNeNNnniNiTnnT 第26頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17272、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇發(fā)熱校驗(yàn)的方法2）等效法等效轉(zhuǎn)矩法 當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)空載電流比較大，負(fù)載極小接近空載時(shí)，也必須對(duì)Ti進(jìn)行修正，修正方法是：1)如果有定子電流I1（一般為I1/I1N）對(duì)轉(zhuǎn)矩T（一般為T(mén)/TN）的關(guān)系曲線，則可以按此曲線查出對(duì)應(yīng)于Ti/TN的I1i/I1N的數(shù)值，而后進(jìn)行修正iNiiTIIT112)如果沒(méi)有I1/I1N=f（T/TN）曲線，則可以按下式進(jìn)行修

20、正，其中I0為空載電流iNiTIIT10第27頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17282、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇發(fā)熱校驗(yàn)的方法2）等效法等效功率法 等效功率法是當(dāng)轉(zhuǎn)速基本不變時(shí)由等效轉(zhuǎn)矩法引出來(lái)的。如 PNPdx，則電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱校驗(yàn)通過(guò)。同樣，必須進(jìn)行功率過(guò)載能力的校驗(yàn)niniidxttTT112/ )(9550/ )(NNNnTP iniindxttPP121第28頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17292、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇發(fā)熱校驗(yàn)的方法2）等效法等效功率法 等效功率法是當(dāng)轉(zhuǎn)速基本不變時(shí)由等

21、效轉(zhuǎn)矩法引出來(lái)的。當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，如起動(dòng)、制動(dòng)和直流電機(jī)降壓調(diào)速時(shí)，在nnN，不須進(jìn)行功率修正。95009500nICnTPT常值nCUeP與I成正比第29頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17302、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇發(fā)熱校驗(yàn)的方法3）有起動(dòng)、制動(dòng)及停歇過(guò)程時(shí)校驗(yàn)發(fā)熱公式的修正若一個(gè)周期內(nèi)的負(fù)載變化包含起動(dòng)、制動(dòng)、間歇等過(guò)程，如下圖所示。如果自扇冷式電機(jī)，則散熱條件變壞，實(shí)際溫升要提高，一般應(yīng)對(duì)校驗(yàn)發(fā)熱公式進(jìn)行修正。修正辦法是：將發(fā)熱公式分母對(duì)應(yīng)的起動(dòng)、制動(dòng)、間歇時(shí)間前乘以一個(gè)小于1的系數(shù)。第30頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17312、連續(xù)工作

22、制電動(dòng)機(jī)的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇發(fā)熱校驗(yàn)的方法3）有起動(dòng)、制動(dòng)及停歇過(guò)程時(shí)校驗(yàn)發(fā)熱公式的修正如下圖所示，修正后等效電流為。00321323222121taattattItItIIdx對(duì)直流電動(dòng)機(jī)，a=0.75，a0=0.5；對(duì)異步電動(dòng)機(jī)， a=0.5，a0=0.25。第31頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17322、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇發(fā)熱校驗(yàn)的方法4）等效法在非恒值變化負(fù)載下的應(yīng)用如果非恒值變化負(fù)載電流圖如下圖所示，電流隨時(shí)間變化的函數(shù)是已知的，則ttittiItttdx02002ddd第32頁(yè)/共86頁(yè)20

23、21-11-17332、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇發(fā)熱校驗(yàn)的方法4）等效法在非恒值變化負(fù)載下的應(yīng)用另一種較簡(jiǎn)便的方法是把變化曲線分成許多直線段，如圖中虛線，求出各段的等效值，然后求出等效電流值。3d11221210111ItttItItdx32554245IIIIIdxt1時(shí)間段t5時(shí)間段第33頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17342、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇例題：例題：下圖中繪出了具有尾繩和摩擦輪的礦井提升機(jī)的示意圖。電動(dòng)機(jī)直接與摩擦輪1相聯(lián)結(jié)，摩擦輪旋轉(zhuǎn)，靠摩擦力帶動(dòng)繩子及罐籠3（內(nèi)有礦車(chē)及礦物G）提升或下放。尾繩系在兩罐籠之下，以平衡提升機(jī)左右

24、兩邊繩子的重量。提升機(jī)用雙電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，試計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率。第34頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17352、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇例題：例題：已知下列數(shù)據(jù)井深H=915m；負(fù)載重G=58800N；每個(gè)罐籠重G3=77150N；主繩與尾繩每米重G4=106N/m；摩擦輪直徑d1=6.44m；摩擦輪飛輪慣量GD12=2730000Nm2；導(dǎo)輪直徑 d2=5m；導(dǎo)輪飛輪慣量GD22=584000Nm2；額定提升速度vN=16m/s；提升加速度a1=0.89m/s2；提升減速度a3=1m/s2；周期長(zhǎng)tz=89.2s；摩擦用增加負(fù)載重的20%考慮第35頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17362、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)

25、的選擇解：解：預(yù)選電動(dòng)機(jī)功率式中k=1.21.25 考慮起動(dòng)及制動(dòng)過(guò)程中加速轉(zhuǎn)矩的系數(shù)。zd)6 . 11 . 1 (PPN取k=1.25，則kW1400kW100016588002 . 125. 1P每個(gè)電動(dòng)機(jī)功率為700kW，轉(zhuǎn)速為r/min5 .47r/min44. 61660601NNdvn10002 . 1NGvkP 第36頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17372、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇解：解：對(duì)功率為700kW，轉(zhuǎn)速為47.5rpm的電動(dòng)機(jī)，查手冊(cè)得其飛輪矩為阻轉(zhuǎn)矩為加速時(shí)間為22mN1065000DGDmN227203mN244. 6588002 . 122 . 11dGTzs18

26、s89. 0161N1avt加速階段罐籠行經(jīng)高度m2 .144m1889. 0212122111tah第37頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17382、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇解：解：減速時(shí)間減速階段罐籠行經(jīng)高度穩(wěn)定速度罐籠行經(jīng)高度s16s1163N3avtm128m161212122333tahmhhHh7 .6421283 .144915312穩(wěn)定速度運(yùn)行時(shí)間s2 .40s167 .642N22vht間歇時(shí)間sstttttz15)162 .40182 .89(3210第38頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17392、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇解：解：折算到電動(dòng)機(jī)軸上系統(tǒng)總的飛輪矩導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速兩導(dǎo)輪折算到電動(dòng)

27、機(jī)軸上的飛輪矩為222baGDGDGD式中GDa2為系統(tǒng)中轉(zhuǎn)動(dòng)部分的飛輪矩； GDb2為系統(tǒng)中直線運(yùn)動(dòng)部分的飛輪矩 。r/min61r/min51660602N2dvn2222N22222mN1926262mN5 .4761584000222nnGDGD22221226780000)(22mNGDGDGDGDDa第39頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17402、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇解：解：系統(tǒng)直線部分重量折算到電動(dòng)機(jī)軸上總的飛輪矩 系統(tǒng)直線部分總重量 直線部分重量折算到電動(dòng)機(jī)軸上的飛輪矩LGGGG432式中 m1920m)909152(902 HLNNLGGGG416700)1920106771

28、50258800(24322222N2N2mN17253838mN5 .4716416700365365nvGGDb第40頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17412、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇解：解：系統(tǒng)總的飛輪矩加速階段的加速轉(zhuǎn)矩減速階段的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩2222mN24040100baGDGDGDmN169171375dd3751N2121tnGDtnGDTamN190317375dd3753N2323tnGDtnGDTa第41頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17422、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇解：解：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩 加速階段（t1=18s）azTTTmN396374mN)169171227203(1T 穩(wěn)定運(yùn)行階

29、段（t2=40.2s）mN2272032T 減速階段（t1=16s）mN36886mN)190317227203(3T 間歇階段（t1=15s）00T第42頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17432、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇解：解：根據(jù)上列數(shù)據(jù)繪制電動(dòng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩圖如下圖所示。等效轉(zhuǎn)矩Tdx為 式中散熱惡化系數(shù) a=0.75，a0=0.5，則00321323222121taattattTtTtTTdxmN259386mN155 . 01675. 02 .401875. 016368862 .4022720318396374222dxT第43頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17442、連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇

30、解：解：過(guò)載能力校驗(yàn)兩電機(jī)的等效功率253. 12593863963741dxTTkW12909550NnTPdxdx由于kW1400NdxPP，電動(dòng)機(jī)發(fā)熱及過(guò)載能力校驗(yàn)通過(guò)第44頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17453、短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇一、選用為連續(xù)工作制而設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)一、選用為連續(xù)工作制而設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)若選用連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)，使PN2.5，已超過(guò)了一般電動(dòng)機(jī)允許的過(guò)載倍數(shù)，即QKT此時(shí)應(yīng)按下式選擇連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的額定功率。TgNKPP 第47頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17483、短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇一、選用為連續(xù)工作制而設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)一、選用為連續(xù)工作制而設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)按過(guò)載能力選擇連

31、續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)，一般不需進(jìn)行發(fā)熱校驗(yàn)。當(dāng)短時(shí)工作期間負(fù)載功率發(fā)生變化，應(yīng)求出其等效功率，按等效功率選擇電動(dòng)機(jī)。這時(shí)必須用最大負(fù)載功率來(lái)對(duì)其進(jìn)行過(guò)載能力校驗(yàn)。當(dāng)短時(shí)工作期間負(fù)載功率發(fā)生變化，若按電動(dòng)機(jī)允許過(guò)載倍數(shù)選擇電動(dòng)機(jī)功率，即PN Pmax/KT，這時(shí)不必進(jìn)行過(guò)載能力校驗(yàn)。對(duì)異步電動(dòng)機(jī)，在短時(shí)過(guò)載運(yùn)行時(shí)，必須進(jìn)行起動(dòng)能力校驗(yàn)。第48頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17493、短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇一、選用為連續(xù)工作制而設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)一、選用為連續(xù)工作制而設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)【例題】大型車(chē)床刀架快速移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其拖動(dòng)電機(jī)是短時(shí)工作制，刀架重5300N ，移動(dòng)速度15m/min ，傳動(dòng)比100r/m ，動(dòng)摩擦系

32、數(shù)0.1，靜摩擦系數(shù)0.2，傳動(dòng)效率0.1，試選擇電動(dòng)機(jī)的功率?！窘狻康都芤苿?dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的負(fù)載功率為kW33. 1kW1 . 0100060151 . 05300100060vGPz按允許過(guò)載能力選擇電動(dòng)機(jī)，且考慮交流電網(wǎng)電壓波動(dòng)10%，則kW82. 0kW29 . 033. 19 . 033. 122TTgNKKPP第49頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17503、短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇一、選用為連續(xù)工作制而設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)一、選用為連續(xù)工作制而設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)由產(chǎn)品目錄，初選JO2214型籠型異步電動(dòng)機(jī)，其數(shù)據(jù)為：PN=1.1kW，UN=380V，I1N=2.68A，nN=1410rpm，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)

33、為Kst=1.8，過(guò)載倍數(shù)KT2。起動(dòng)能力校驗(yàn) 由于靜摩擦系數(shù)為動(dòng)摩擦系數(shù)的兩倍，故起動(dòng)時(shí)負(fù)載功率為 電動(dòng)機(jī)能發(fā)出的起動(dòng)功率為kW66. 2kW33. 122zzstPPkW98. 1kW1 . 18 . 1NPKPstst起動(dòng)能力校驗(yàn)通不過(guò)起動(dòng)能力校驗(yàn)通不過(guò)第50頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17513、短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇一、選用為連續(xù)工作制而設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)一、選用為連續(xù)工作制而設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī) 改選JO2224型電動(dòng)機(jī)，其數(shù)據(jù)為：PN=1.5kW，nN=1410rpm，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)為Kst=1.8，過(guò)載倍數(shù)KT2。 此時(shí)，電動(dòng)機(jī)發(fā)出的起動(dòng)功率為kW7 . 2kW5 . 18 . 1NPKPst

34、st 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)能力校驗(yàn)通過(guò)，但Pst比Pzst幾乎相等，如果電網(wǎng)電壓稍有波動(dòng)電機(jī)就可能起動(dòng)不起來(lái)。為了提高可靠性，電機(jī)應(yīng)選的更大一些，如JO2314型電動(dòng)機(jī)，其數(shù)據(jù)為：PN=2.2kW，nN=1430rpm，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)為Kst=1.8，過(guò)載倍數(shù)KT2。第51頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17523、短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇二、選用專(zhuān)為短時(shí)工作制而設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)二、選用專(zhuān)為短時(shí)工作制而設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)我國(guó)專(zhuān)為短時(shí)工作制設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)，其工作時(shí)間為15min、30min、60min、90min四種。對(duì)于某一電動(dòng)機(jī)，對(duì)應(yīng)不同的工作時(shí)間，其功率是不同的，其關(guān)系為 P15P30P60P90，顯然其過(guò)載倍數(shù)也是不

35、同的，其關(guān)系為15 30 60 90。 當(dāng)實(shí)際工作時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間接近時(shí)，且工作期間負(fù)載不變，由產(chǎn)品目錄可直接選用。 當(dāng)實(shí)際工作時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間接近時(shí)，但工作期間負(fù)載變化，先計(jì)算出其等效負(fù)載，在由產(chǎn)品目錄可直接選用，但必須進(jìn)行過(guò)載和起動(dòng)能力校驗(yàn)。第52頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17533、短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇二、選用專(zhuān)為短時(shí)工作制而設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)二、選用專(zhuān)為短時(shí)工作制而設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī) 當(dāng)電動(dòng)機(jī)實(shí)際工作時(shí)間tgx與標(biāo)準(zhǔn)值tg不同時(shí)，應(yīng)把tgx下的功率Px換算到tg下的功率Pg ，再按Pg來(lái)進(jìn)行電動(dòng)機(jī)功率的選擇或發(fā)熱校驗(yàn)。CugxggxgxgppkttkttPP01其中g(shù)gxxgttPP 當(dāng)電動(dòng)機(jī)實(shí)際

36、工作時(shí)間tgx與標(biāo)準(zhǔn)值tg相差不大時(shí)第53頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17544、斷續(xù)周期工作制電動(dòng)機(jī)的選擇 專(zhuān)為斷續(xù)周期工作制設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)的共同特點(diǎn)是起動(dòng)能力強(qiáng)、過(guò)載能力大、慣性小（飛輪慣量小）、機(jī)械強(qiáng)度大、絕緣材料的等級(jí)高、較多采用封閉式結(jié)構(gòu)、臨界轉(zhuǎn)差率（對(duì)于籠型異步電動(dòng)機(jī)）設(shè)計(jì)得較高。 對(duì)一臺(tái)具體的電動(dòng)機(jī)而言，不同負(fù)載持續(xù)率ZC時(shí)，其額定輸出功率不同。以國(guó)產(chǎn)JZR116型電動(dòng)機(jī)為例，其相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表所示。第54頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17554、斷續(xù)周期工作制電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)功率選擇步驟與連續(xù)工作制變化負(fù)載下的功率選擇步驟類(lèi)似。 計(jì)算負(fù)載功率，作出生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載圖； 初步確定負(fù)載持

37、續(xù)率ZC； 根據(jù)負(fù)載功率平均值Pzd及ZC預(yù)選電動(dòng)機(jī)功率； 作出電動(dòng)機(jī)負(fù)載圖進(jìn)行發(fā)熱、過(guò)載能力及必要時(shí)的起動(dòng)能力校驗(yàn)。 如果工作期間內(nèi)負(fù)載是變化的，可用等效法來(lái)進(jìn)行發(fā)熱校驗(yàn)，但公式中不要將間歇時(shí)間t0計(jì)入，因?yàn)樵赯C中已經(jīng)考慮進(jìn)去了。 驗(yàn)算負(fù)載持續(xù)率與初步選定的是否相同。第55頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17564、斷續(xù)周期工作制電動(dòng)機(jī)的選擇 對(duì)自扇冷式電動(dòng)機(jī)，在起動(dòng)、制動(dòng)過(guò)程散熱條件變差的影響，可在等效負(fù)載公式中考慮，也可在計(jì)算ZC時(shí)考慮。321323222121attattPtPtPPdx0321321%tattattttZC如果不同的工作循環(huán)中tg與t0為變數(shù)，計(jì)算ZC時(shí)應(yīng)取平均值0%t

38、ttZCgg第56頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17574、斷續(xù)周期工作制電動(dòng)機(jī)的選擇 若電動(dòng)機(jī)實(shí)際ZC與標(biāo)準(zhǔn)ZC不同時(shí)，應(yīng)進(jìn)行折算，折算公式為1%xxxZCZCkZCZCPP若ZC與ZCx相差不多時(shí)%ZCZCPPxx如果負(fù)載持續(xù)率ZC70，可按連續(xù)工作制選擇電動(dòng)機(jī)。第57頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17584、斷續(xù)周期工作制電動(dòng)機(jī)的選擇【例題】電動(dòng)機(jī)的負(fù)載圖如下圖，試校驗(yàn)JZR42-8型繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)能否適用，該電動(dòng)機(jī)在負(fù)載持續(xù)率ZC=25時(shí)，額定功率為16kW，額定轉(zhuǎn)速nN=720rpm，過(guò)載倍數(shù)=3。假定電動(dòng)機(jī)為他扇冷式，而且在不同輸出功率時(shí)，其功率因數(shù)不變?！窘狻坑捎谪?fù)載圖第一階段，

39、轉(zhuǎn)速是變化的，故不能直接用等效功率法進(jìn)行發(fā)熱校驗(yàn)。必須進(jìn)行修正，修正后的功率為常值，等于25kW。第58頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17594、斷續(xù)周期工作制電動(dòng)機(jī)的選擇 【解】在電動(dòng)機(jī)工作期間的等效功率為電動(dòng)機(jī)負(fù)載持續(xù)率為kW5 .15205201252522dxP%275 .92205%xZCkW1 .16kW%25%275 .15%ZCZCPPxx可見(jiàn)，JZR428型電機(jī)不能適用。第59頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17605、籠型異步電動(dòng)機(jī)允許小時(shí)合閘次數(shù)的確定籠型異步電動(dòng)機(jī)在帶動(dòng)某些生產(chǎn)機(jī)械時(shí)，起動(dòng)制動(dòng)很頻繁，每小時(shí)合閘次數(shù)達(dá)600次以上。此時(shí)由于起動(dòng)與制動(dòng)過(guò)程的能量損耗較大，往往會(huì)造

40、成電動(dòng)機(jī)的嚴(yán)重發(fā)熱，因此籠型異步電動(dòng)機(jī)每小時(shí)允許合閘次數(shù)根據(jù)發(fā)熱條件是有限制的。選擇在這種情況下工作的電動(dòng)機(jī)，必須進(jìn)行小時(shí)合閘次數(shù)的校驗(yàn)，每小時(shí)實(shí)際的合閘次數(shù)必須低于允許的合閘次數(shù)，檢驗(yàn)才算通過(guò)，電動(dòng)機(jī)連續(xù)工作才不致過(guò)熱。通常用平均損耗法來(lái)分析籠型異步電動(dòng)機(jī)每小時(shí)允許合閘次數(shù)N。用平均損耗法求得的次數(shù)N，指電機(jī)經(jīng)過(guò)N次合閘后，電動(dòng)機(jī)的平均溫升將等于電動(dòng)機(jī)最大允許溫升，電機(jī)既不過(guò)熱又能充分利用。第60頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17615、籠型異步電動(dòng)機(jī)允許小時(shí)合閘次數(shù)的確定在發(fā)熱達(dá)到穩(wěn)態(tài)循環(huán)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的平均損耗功率等于其額定損耗功率DPN，即00)(tatttatPAAPPWTQWWTQdND

41、DDDD式中：DAQ，DAT為電動(dòng)機(jī)一個(gè)工作周期內(nèi)起、制動(dòng)過(guò)程的能量損耗； DPW為電動(dòng)機(jī)一個(gè)工作周期內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行的功率損耗； 當(dāng)每小時(shí)允許合閘次數(shù)N時(shí)，一個(gè)工作周期的允許時(shí)間為Ntz/3600 一個(gè)工作周期內(nèi)允許的工作時(shí)間為ZCNZCtttttzTWQg3600第61頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17625、籠型異步電動(dòng)機(jī)允許小時(shí)合閘次數(shù)的確定ZCNZCtttttzTWQg3600TQWttZCNt3600)1 (36000ZCNtttgz00)(tatttatPAAPPWTQWWTQdNDDDDD代入下式)()1 ()(3600N0NNNWTQTQWPPPattAAZCaPZCPPN第62頁(yè)/

42、共86頁(yè)2021-11-17635、籠型異步電動(dòng)機(jī)允許小時(shí)合閘次數(shù)的確定一般情況下，籠型異步電動(dòng)機(jī)的DAQ+DAT相當(dāng)大 取3，得 穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，若負(fù)載為額定負(fù)載，則DPWDPN，則)%)(4%2()(NTQNWTQAAPPPatt)(97. 0)1 ()(36000NNTQWAAZCaPZCPPNTQWAAZCaPZCPP)1 ()(37000NNTQAAZCaPN)1 (37000N第63頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17645、籠型異步電動(dòng)機(jī)允許小時(shí)合閘次數(shù)的確定提高每小時(shí)允許合閘次數(shù)的方法采用它扇冷電動(dòng)機(jī)；采用等級(jí)較高的絕緣材料；減少DAQ+DAT。 若生產(chǎn)機(jī)械要求每小時(shí)的合閘次數(shù)低于預(yù)選

43、電動(dòng)機(jī)每小時(shí)允許的合閘次數(shù)N，則預(yù)選的電動(dòng)機(jī)的功率是合適的； 若生產(chǎn)機(jī)械要求每小時(shí)的合閘次數(shù)高于預(yù)選電動(dòng)機(jī)每小時(shí)允許的合閘次數(shù)N，則預(yù)選的電動(dòng)機(jī)的功率不合適，必須采取措施提高N，或改選電動(dòng)機(jī)形式或提高電動(dòng)機(jī)功率；第64頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17656、帶沖擊負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)的選擇具有沖擊負(fù)載的生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載圖，其特點(diǎn)是負(fù)載在工作時(shí)間中作劇增及劇減地變化，并作周期性地交替，如下圖所示。屬于這種類(lèi)型的生產(chǎn)機(jī)械有沖床、壓力機(jī)、軋鋼機(jī)、鍛錘等。第65頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17666、帶沖擊負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)的選擇具有沖擊負(fù)載的生產(chǎn)機(jī)械廣泛采用帶飛輪的電力拖動(dòng)系統(tǒng)，以幫助電動(dòng)機(jī)克服沖擊負(fù)載。飛輪起到了

44、平衡負(fù)載的作用，使電動(dòng)機(jī)的損耗降低，從而降低電動(dòng)機(jī)的功率。 具有沖擊負(fù)載的能量損耗計(jì)算以右圖為例，可變能量損耗為若將沖擊負(fù)載平衡到某一平均值，以右圖為例，平衡后的平均功率為2P0，則一個(gè)循環(huán)的可變能量損耗為tCPtCPtPCACu20202052/2/)3(DtCPtPCACu20204)2(D第66頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17676、帶沖擊負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)的選擇以某一軋鋼機(jī)負(fù)載圖為例，分析沖擊負(fù)載下帶飛輪拖動(dòng)時(shí)的相關(guān)問(wèn)題如下圖所示，第一個(gè)沖擊負(fù)載到來(lái)時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩由T0突增到Tz，即Tst=T0，穩(wěn)定轉(zhuǎn)矩為T(mén)z，當(dāng)機(jī)械特性為直線時(shí)，轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律為當(dāng)?shù)谝粋€(gè)沖擊負(fù)載過(guò)去后，負(fù)載轉(zhuǎn)矩由Tz突減到T0

45、，這段期間，Tst=Tz，穩(wěn)定轉(zhuǎn)矩為T(mén)0 ，轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律為tMtMTtTtzeTeTT/0/)1 (tMtMTtzTteTeTT/0)1 (同樣辦法，求得其它沖擊負(fù)載到來(lái)和過(guò)去后的轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律，繪制轉(zhuǎn)矩圖如右圖波浪線所示。第67頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17686、帶沖擊負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)的選擇很明顯，轉(zhuǎn)矩曲線的平緩程度與時(shí)間常數(shù)TtM有關(guān)，TtM越大，曲線越平緩，平衡程度越好。NNNNTeNNTeatMTsnGDTnnGDCCIEUGDCCRGDT375375)(375/ )(37502022222對(duì)直流電動(dòng)機(jī)，機(jī)電時(shí)間常數(shù)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)，若機(jī)械特性視為直線，即ssTTmm2則機(jī)電時(shí)間常數(shù)具有與直

46、流電動(dòng)機(jī)同樣的形式，即NNtMTsnGDT37502 可見(jiàn)，為了增大機(jī)電時(shí)間常數(shù)TtM，可通過(guò)增大GD2或增大SN。第68頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17696、帶沖擊負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)的選擇附加飛輪矩的計(jì)算拖動(dòng)系統(tǒng)飛輪矩GD2一般按最嚴(yán)重的沖擊負(fù)載進(jìn)行計(jì)算；負(fù)載轉(zhuǎn)矩和持續(xù)時(shí)間的乘積最大，視為最嚴(yán)重的沖擊負(fù)載，如下圖所示的tg階段；在tg階段內(nèi)，起始轉(zhuǎn)矩Tst=T0，轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定值為T(mén)zM，終值為T(mén)x=TzM=KTTN（KT一般比電動(dòng)機(jī)最大允許過(guò)載倍數(shù)小，選 KT =1.31.6），則tg段終了時(shí)tMgtMgTtTtzMNTeTeTTK/0/)1 (第69頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17706、帶沖擊負(fù)

47、載時(shí)電動(dòng)機(jī)的選擇附加飛輪矩的計(jì)算tMgtMgTtTtzMNTeTeTTK/0/)1 (NNtMTsnGDT37502NTzMzMNgNTKTTTsntTGD002ln375求出的GD2包括了電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子、傳動(dòng)裝置、工作機(jī)構(gòu)及附加飛輪的飛輪矩。第70頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17716、帶沖擊負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)的選擇帶附加飛輪拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)功率的選擇的步驟1)預(yù)選電動(dòng)機(jī) 預(yù)選電動(dòng)機(jī)的額定負(fù)載取為dTT)3 . 11 . 1 (N2)預(yù)選附加飛輪的飛輪矩iiidttTTNTzMzMNgNTKTTTsntTGD002ln3753)繪制電動(dòng)機(jī)的負(fù)載圖4)校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱5)校驗(yàn)過(guò)載能力 若KTTNTzM，

48、則過(guò)載能力校驗(yàn)通過(guò)。第71頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17727、電力拖動(dòng)調(diào)速電動(dòng)機(jī)功率的選擇直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)功率的選擇95509550NNNNnTnTPz降壓調(diào)速 對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載應(yīng)用降壓調(diào)速，電動(dòng)機(jī)功率為 可以選擇電動(dòng)機(jī)額定功率為9550maxnTPzN 若把降壓調(diào)速用于恒功率負(fù)載，則為了使電動(dòng)機(jī)能安全運(yùn)行，必須加大電動(dòng)機(jī)的功率，其值將為負(fù)載功率的D倍（D為調(diào)速范圍），即zDPP N第72頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17737、電力拖動(dòng)調(diào)速電動(dòng)機(jī)功率的選擇直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)功率的選擇降壓調(diào)速 由于降壓調(diào)速由額定轉(zhuǎn)速向下調(diào)節(jié)，因此電動(dòng)機(jī)的nN不能小于負(fù)載要求的最高轉(zhuǎn)速，通常取nN=nmax，這時(shí)電動(dòng)

49、機(jī)的功率為 若將恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速用于恒功率負(fù)載，電動(dòng)機(jī)的額定功率將是負(fù)載實(shí)際功率的D倍，電動(dòng)機(jī)在所有轉(zhuǎn)速下都欠載運(yùn)行。 配合不好，造成浪費(fèi)。參見(jiàn)教材P200關(guān)于龍門(mén)刨主拖動(dòng)的計(jì)算。DPnnnTnTnTPzzbzb)(955095509550minmaxminmaxNNN第73頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17747、電力拖動(dòng)調(diào)速電動(dòng)機(jī)功率的選擇直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)功率的選擇弱磁調(diào)速 若應(yīng)用弱磁調(diào)速于恒功率負(fù)載，電動(dòng)機(jī)的額定功率選得等于或略大于負(fù)載功率，不必?cái)U(kuò)大功率，即zPP N 如果弱磁調(diào)速用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，為了在最高轉(zhuǎn)速時(shí)也能滿足Tz的需要，必須按nmax及Tz來(lái)選擇電動(dòng)機(jī)的功率，即9550maxnTPzN

50、 弱磁調(diào)速用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，在n=nmax時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和功率都比實(shí)際需要的Tz及Pz大的多，擴(kuò)大到DTz和DPz，造成浪費(fèi)。第74頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17757、電力拖動(dòng)調(diào)速電動(dòng)機(jī)功率的選擇變頻調(diào)速籠型異步電動(dòng)機(jī)功率的選擇f1fN（nnN）變頻調(diào)速 變頻調(diào)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為 假定在不同頻率下，與cosj保持不變，則j1112cos3IUPPx12IUPx 若忽略定子損耗，則1109550fIUnPTxT第75頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17767、電力拖動(dòng)調(diào)速電動(dòng)機(jī)功率的選擇變頻調(diào)速籠型異步電動(dòng)機(jī)功率的選擇f1fN（nnN）變頻調(diào)速 當(dāng)f1 fN且Ux / f1為定值，則 為使

51、調(diào)速時(shí)電動(dòng)機(jī)得到充分利用，在不同頻率下，電動(dòng)機(jī)繞組內(nèi)流過(guò)額定電流IN，則1IT 定值NTT 可見(jiàn)，在f1 fN調(diào)速段，調(diào)速方式為近似恒轉(zhuǎn)矩的，頻率變化時(shí)的機(jī)械特性如右圖所示。第76頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17777、電力拖動(dòng)調(diào)速電動(dòng)機(jī)功率的選擇變頻調(diào)速籠型異步電動(dòng)機(jī)功率的選擇f1fN（nnN）變頻調(diào)速 在f1 fN（nnN）變頻調(diào)速 在f1fN變頻調(diào)速時(shí)，變頻器的輸出電壓（即電動(dòng)機(jī)定子電壓）Ux不允許超過(guò)電動(dòng)機(jī)的額定電壓，即Ux=UN 這時(shí)的人為機(jī)械特性如右圖所示。 這時(shí)，輸出最大轉(zhuǎn)矩反比于頻率的平方2121N21fCfUCfUCTxm第78頁(yè)/共86頁(yè)2021-11-17797、電力拖動(dòng)調(diào)速電動(dòng)機(jī)功率的選擇變頻調(diào)速籠型異步電動(dòng)機(jī)功率的選擇f1fN（nnN）變頻調(diào)速 f1fN變頻調(diào)速時(shí)，Ux=UN，為使電動(dòng)機(jī)得到充分利用（即調(diào)速過(guò)程均保證I1=IN），假設(shè)調(diào)速過(guò)程cosj1和保持不變，則 若忽略定子損耗，則PT=P1，則電動(dòng)機(jī)容許輸出轉(zhuǎn)矩為定值j1112cos3IUPPx1110195