Chapter 4 小結(jié) 習(xí)題-電動(dòng)機(jī)選用

1、1第第4章章 交流電機(jī)的工作原理與特性交流電機(jī)的工作原理與特性 小小 結(jié)結(jié)2交流電動(dòng)機(jī)的工作原理交流電動(dòng)機(jī)的工作原理 關(guān)鍵關(guān)鍵：3AXYCBZ分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 6010pfn BlvBliFvF0nNS4%s)91( 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速0)(1nns %10000 nnns例例1 1：一臺三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速一臺三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速 n= =975 r/min，電源，電源頻率頻率 f1 1= =50 Hz。試求電動(dòng)機(jī)的極對數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。試求電動(dòng)機(jī)的極對數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。解：解：根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：速的

2、關(guān)系可知：n0=1000 r/min , 2.5%100%10009751000%10000nnnNS54.4.三相異步電動(dòng)機(jī)的額定參數(shù)三相異步電動(dòng)機(jī)的額定參數(shù) 大部分都標(biāo)明在電動(dòng)機(jī)的大部分都標(biāo)明在電動(dòng)機(jī)的銘牌銘牌上。上。 1. 額定功率額定功率PN2. 額定電壓額定電壓UN3. 額定頻率額定頻率 f4. 額定電流額定電流IN5. 額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速nN 額定效率額定效率：在額定頻率、額定電壓和電動(dòng)機(jī)軸上輸：在額定頻率、額定電壓和電動(dòng)機(jī)軸上輸出額定功率時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出機(jī)械功率與輸入電功率之出額定功率時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出機(jī)械功率與輸入電功率之比，其表達(dá)式為：比，其表達(dá)式為：%100cos3NNNN IUP

3、N6磁極數(shù)磁極數(shù)( 極對數(shù)極對數(shù) p = 2 )例如：例如： Y 132 M4 用以表明電動(dòng)機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。用以表明電動(dòng)機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。機(jī)座長度代號機(jī)座長度代號機(jī)座中心高（機(jī)座中心高（132mm）三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)7異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品名稱代號異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品名稱代號泥漿攪拌器用防爆異步電動(dòng)機(jī) YB系列8NnmaxTstTOnTNT0n9 三相交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性與機(jī)械特性三相交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性與機(jī)械特性fX,f/KTTXRURKTXUKTnnnXRSpfnNmaxstmaxmm2022022222020020201260 10 三相交流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速特性三相

4、交流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速特性 固有啟動(dòng)特性固有啟動(dòng)特性 啟動(dòng)方法啟動(dòng)方法 調(diào)速方法與特點(diǎn)調(diào)速方法與特點(diǎn) 制動(dòng)方法與特性制動(dòng)方法與特性 單相交流電動(dòng)機(jī)單相交流電動(dòng)機(jī) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 啟動(dòng)方法啟動(dòng)方法 同步交流電動(dòng)機(jī)同步交流電動(dòng)機(jī) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 特性特性 啟動(dòng)方法啟動(dòng)方法. 11A2849230880380310453. 1)NNN3N2Ncos310 UPI 一臺一臺Y225M-4型的三相異步電型的三相異步電 動(dòng)機(jī)，定子繞組動(dòng)機(jī)，定子繞組型連接，其額定數(shù)據(jù)為：型連接，其額定數(shù)據(jù)為：P2N=45kW,nN=1480r/min，UN=380V， N=92.3%，cos N=0.88， Is

5、t/IN=7.0, Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求：，求：12 2）由由nN=1480r/min，可知，可知 p=2 （四極電動(dòng)機(jī)）（四極電動(dòng)機(jī)）minr 15000/n 013. 015001480150000nnnNsN 3）mN 429014804595509550NN2N .nPTmN 9638429022)(NNmaxmax .TTTTmN 8551429091)(NNstst .TTTT13 在在上例上例中，中，（1）如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩為如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 510.2Nm,在在U=UN和和U =0.9UN兩種情兩種情況下電動(dòng)機(jī)能否啟動(dòng)？況下電動(dòng)機(jī)能否啟動(dòng)？（2）采用）采用Y

6、- 換接啟動(dòng)時(shí)，求啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。換接啟動(dòng)時(shí)，求啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。（3）又當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的）又當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的80%和和50%時(shí)，能否啟動(dòng)？時(shí)，能否啟動(dòng)？(1) Tst = 551.8Nm 510.2 N. m mN2510mN 4478551902st .T (2) 已知直接啟動(dòng)的已知直接啟動(dòng)的 Ist =7IN=784.2=589.4 AA5 .1964 .5983131st stYII 在在U = 0.9UN 時(shí)8042909183%80NstY .TT121459183%5042909183%50NstY .TT啟動(dòng)啟動(dòng)mN918385513

7、131ststY .TT(3)15 解：解：電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩T U12 ，當(dāng)電源，當(dāng)電源電壓下降低時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩減小，使轉(zhuǎn)速電壓下降低時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩減小，使轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)差率增加，轉(zhuǎn)子電流和定子電下降，轉(zhuǎn)差率增加，轉(zhuǎn)子電流和定子電流都會增大。流都會增大。 穩(wěn)定時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩等于機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩，穩(wěn)定時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩等于機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩，但但轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速降低降低了，了，定、轉(zhuǎn)子電流卻增大了定、轉(zhuǎn)子電流卻增大了。過程如下：過程如下： TIISnUTU12211)(使使T =TL 。 例例3： 三相異步電動(dòng)機(jī)在一定的負(fù)載轉(zhuǎn)矩下運(yùn)行三相異步電動(dòng)機(jī)在一定的負(fù)載轉(zhuǎn)矩下運(yùn)行時(shí)，如電源電壓降低，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、電流及轉(zhuǎn)速時(shí)，如

8、電源電壓降低，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、電流及轉(zhuǎn)速有無變化？有無變化？16四、 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇*o 1 1 電動(dòng)機(jī)容量選擇的原則電動(dòng)機(jī)容量選擇的原則o 2 2 電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱與冷卻電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱與冷卻o 3 3 不同工作制下電動(dòng)機(jī)容量的選擇不同工作制下電動(dòng)機(jī)容量的選擇171 電動(dòng)機(jī)容量選擇的原則電動(dòng)機(jī)容量選擇的原則 (l)(l)發(fā)熱：發(fā)熱： 實(shí)際最高工作溫度實(shí)際最高工作溫度 maxmaxa a 電動(dòng)機(jī)絕緣的允許電動(dòng)機(jī)絕緣的允許最高工作溫度。最高工作溫度。 (2)(2)過載能力過載能力： 短期工作時(shí)，承受高于額定功率的負(fù)載功率時(shí)仍可短期工作時(shí)，承受高于額定功率的負(fù)載功率時(shí)仍可保證保證 maxma

9、xa a 此時(shí)，決定電動(dòng)機(jī)容量的主要因素不此時(shí)，決定電動(dòng)機(jī)容量的主要因素不是發(fā)熱而是電動(dòng)機(jī)的過載能力。是發(fā)熱而是電動(dòng)機(jī)的過載能力。 NmmmNiLNmLTTIIITTT/8 . 0maxmaxmaxmaxmax直流電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī) (3)(3)啟動(dòng)能力啟動(dòng)能力： 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)可靠啟動(dòng)，鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)可靠啟動(dòng)，NStLTT182 電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱與冷卻電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱與冷卻溫升溫升M M-0 0介質(zhì)溫度介質(zhì)溫度0 0=40=40Th為發(fā)熱時(shí)間常數(shù)TTh h散熱時(shí)間散熱時(shí)間常數(shù)常數(shù)溫降曲線溫降曲線19工作制工作制-電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行方式。電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行方式。 按發(fā)熱的況分為三類：按發(fā)熱的況分為三類： 連續(xù)連

10、續(xù)工作制工作制 短時(shí)短時(shí)工作制工作制 重復(fù)短時(shí)重復(fù)短時(shí)( (斷續(xù)斷續(xù)) )工作制工作制常用的常用的絕緣等級絕緣等級EBFH相應(yīng)材料相應(yīng)材料的最高許的最高許用溫度用溫度120120130130155155180180203 3 不同工作制下電動(dòng)機(jī)容量的選擇不同工作制下電動(dòng)機(jī)容量的選擇 o 連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)容量的選擇連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)容量的選擇 1）帶恒定負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)容量的選擇）帶恒定負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)容量的選擇 P PN NPPL L 可不必校驗(yàn)啟動(dòng)能力和過載能力可不必校驗(yàn)啟動(dòng)能力和過載能力2）帶變動(dòng)負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)容量的選擇）帶變動(dòng)負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)容量的選擇 變動(dòng)負(fù)載連續(xù)工作的負(fù)載圖及溫升曲線niinndtt

11、TtTtTT12222121 電動(dòng)機(jī)的等效轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的等效轉(zhuǎn)矩:NNLNdNTPPTT等效轉(zhuǎn)矩法：21a選用短時(shí)工作制的電動(dòng)機(jī)選用短時(shí)工作制的電動(dòng)機(jī) 短時(shí)運(yùn)行時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)短時(shí)運(yùn)行時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)tS 10min、20min、30min、60min、90min sppSppssttPPtPtP/22實(shí)際工作時(shí)間實(shí)際工作時(shí)間t tp p與與t tS S不同時(shí)，換算出不同時(shí)，換算出t tS S下的功率下的功率P PS SPNPso 連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)容量的選擇連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)容量的選擇 選短時(shí)或連續(xù)工作制的電動(dòng)機(jī)選短時(shí)或連續(xù)工作制的電動(dòng)機(jī)22b選用連續(xù)工作制的普通電動(dòng)機(jī)選用連續(xù)工作制的普通電動(dòng)機(jī)PNPp/K1 1

12、）實(shí)際工作時(shí)間）實(shí)際工作時(shí)間 tptp(0.3(0.30.4)T0.4)Th h， 可直接根據(jù)過載能力和啟動(dòng)能力來選擇電動(dòng)機(jī)的容量可直接根據(jù)過載能力和啟動(dòng)能力來選擇電動(dòng)機(jī)的容量o 連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)容量的選擇連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)容量的選擇2 2）實(shí)際工作時(shí)間）實(shí)際工作時(shí)間 tptp0.4T0.4Th h， 應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱問題應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱問題, ,選擇過載倍數(shù)選擇過載倍數(shù)K K 短時(shí)工作過載倍數(shù)與工作時(shí)間的關(guān)系23%1000tttpp停車時(shí)間工作時(shí)間工作時(shí)間表征：暫載率a.選用重復(fù)短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)SSNSNSNsPPP查手冊，取計(jì)算等效負(fù)載功率計(jì)算暫載率根據(jù)負(fù)載圖時(shí)的電動(dòng)機(jī)功率手冊中給出了額

13、定負(fù)載暫載率標(biāo)準(zhǔn)暫載率sSNP%25%60%40%25%15sNSPPo 重復(fù)短時(shí)工作制重復(fù)短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)容量的選擇電動(dòng)機(jī)容量的選擇重復(fù)短時(shí)工作制下電動(dòng)機(jī)的典型負(fù)載圖與溫升曲線概念：工作、停歇交替進(jìn)行，且時(shí)間都較短。概念：工作、停歇交替進(jìn)行，且時(shí)間都較短。P 實(shí)際負(fù)載功率24%1000tttpp停車時(shí)間工作時(shí)間工作時(shí)間暫載率b.選用連續(xù)工作制普通電動(dòng)機(jī)%100SN取額定負(fù)載暫載率%100PPPsNSo 重復(fù)短時(shí)工作制重復(fù)短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)容量的選擇電動(dòng)機(jī)容量的選擇降低使用散熱條件惡劣，功率應(yīng)空氣稀薄、作、海拔高于風(fēng)冷電動(dòng)機(jī)長期低速工可按連續(xù)制選。當(dāng)負(fù)載暫載率可按短時(shí)制選；當(dāng)負(fù)載暫載率m1000%,70%,1025o 電動(dòng)機(jī)容量的選擇電動(dòng)機(jī)容量的選擇o 根