如何選擇電動(dòng)機(jī)課件

第九章電力拖動(dòng)系統(tǒng)中

電動(dòng)機(jī)的選擇

ChoiceofMotorinElectricDriveSystems

電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇本章教學(xué)基本要求1.了解電動(dòng)機(jī)容量選擇的基本理論和電機(jī)工作制。2.掌握電動(dòng)機(jī)容量選擇方法。重點(diǎn)：電動(dòng)機(jī)容量選擇方法。電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇9.1電動(dòng)機(jī)選擇的一般概念9.1.1正確選擇電動(dòng)機(jī)容量的意義

如果電機(jī)容量過大，則電機(jī)效率低，容量浪費(fèi)，如果電機(jī)容量不能充分利用；如果容量過小，則電機(jī)過熱，電機(jī)壽命要降低。每臺(tái)電機(jī)絕緣材料限制了它的最高允許溫度，若工作溫度超過允許溫度，則每升高8℃，絕緣壽命縮短一半。所以必須選擇合適的容量，選電機(jī)時(shí)，除選容量外，還要選電機(jī)的型式，電流種類，轉(zhuǎn)速等。電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇校驗(yàn)2.過載能力校驗(yàn)對(duì)于異步機(jī)應(yīng)滿足：

電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇校驗(yàn)3.起動(dòng)能力校驗(yàn)對(duì)鼠籠異步電動(dòng)機(jī)要校驗(yàn)起動(dòng)能力。電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇9.2電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和冷卻

電機(jī)在工作時(shí)，η<1，即存在損耗，其功率損耗為Δp,Δp變成熱能，一方面使電機(jī)本身溫度升高，同時(shí)，在電機(jī)溫度高出周圍環(huán)境溫度時(shí)要散出熱量。電機(jī)溫度超出環(huán)境溫度的數(shù)值稱為溫升，用τ

表示，有溫升就要散熱，溫升τ越高，散熱越快。當(dāng)電動(dòng)機(jī)單位時(shí)間發(fā)出的熱量等于散出的熱量時(shí)，電動(dòng)機(jī)的溫度不再增加，電動(dòng)機(jī)達(dá)到穩(wěn)定溫升電機(jī)處于發(fā)熱和散熱平衡狀態(tài)。電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇9.2.1發(fā)熱過渡過程假設(shè)：（1）電機(jī)長期運(yùn)行，負(fù)載不變時(shí)，Δp不變。（2）電機(jī)本身各部分發(fā)熱均勻（3）周圍環(huán)境溫度不變。電機(jī)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量：其中0.24為電功率換算到熱功率的熱功當(dāng)量。電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇發(fā)熱過渡過程

上式如果dτ=0時(shí)，即電機(jī)的溫度不再升高，則τ=τs，τs為穩(wěn)定溫升。設(shè)T=C/A，T為發(fā)熱時(shí)間常數(shù)。對(duì)小容量電機(jī)，T為10~20分鐘，對(duì)大容量電機(jī)，可達(dá)數(shù)小時(shí)。解方程，得：

τi為初始溫度電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇時(shí)間常數(shù)T的物理意義

電機(jī)發(fā)出的熱量全部用來提高電機(jī)溫度，使電機(jī)溫升從零升到τs所需要的時(shí)間。電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇9.2.2電機(jī)的冷卻過程

電機(jī)的冷卻過程同樣按指數(shù)規(guī)律變化，冷卻即為散熱過程，即τ↓的過程，與發(fā)熱不同的是：τi、τs

及T不同?，F(xiàn)分二種情況討論。1.負(fù)載減小時(shí)

則：電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇電機(jī)冷卻曲線電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇9.3電機(jī)工作方式

電機(jī)工作方式分三種：連續(xù)工作制，短時(shí)工作制，斷續(xù)周期工作制。1.連續(xù)工作電機(jī)工作時(shí)間很長，tw>3~4T，tw為工作時(shí)間。例如水泵，風(fēng)機(jī)等。電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇2.短時(shí)工作制

電機(jī)工作時(shí)間很短，電機(jī)停歇時(shí)間長。一般根據(jù)短時(shí)工作制特點(diǎn)，將工作時(shí)間ts結(jié)束時(shí)的溫升設(shè)計(jì)在接近絕緣材料允許最高溫升，則該電機(jī)在拖動(dòng)同樣負(fù)載而連續(xù)工作時(shí)，穩(wěn)定溫升將大大超過該電機(jī)的最高允許溫升，而將電機(jī)燒壞，所以，短時(shí)工作制電機(jī)拖動(dòng)對(duì)應(yīng)的額定負(fù)載時(shí)，不允許連續(xù)運(yùn)行電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇短時(shí)工作制電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇3.斷續(xù)周期工作制

電機(jī)的工作時(shí)間tw與停歇時(shí)間ts相互交替，兩段時(shí)間都較短。在工作時(shí)間內(nèi)，電機(jī)溫升達(dá)不到穩(wěn)定值，停歇時(shí)間內(nèi)電機(jī)溫升也降不到零經(jīng)過一個(gè)周期，溫升有所上升，經(jīng)過若干個(gè)周期后，溫升在最高溫升τmax和最低溫升τmin之間波動(dòng)。電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇斷續(xù)周期工作制電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇負(fù)載持續(xù)率定義：暫載率表明工作時(shí)間占工作周期時(shí)間的百分?jǐn)?shù)。電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇斷續(xù)周期工作制

標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載持續(xù)率為：15%，25%，40%，60%四種。

屬于斷續(xù)周期工作制的設(shè)備如：起重機(jī)械，電梯等。電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇長時(shí)恒定負(fù)載下的電動(dòng)機(jī)容量選擇選擇方法：由已知的負(fù)載功率PL去選電動(dòng)機(jī)容量使PN>PL。則有：τal≥τs。其中：τs電機(jī)穩(wěn)定溫升，τal為電機(jī)材料最高允許溫升。校驗(yàn)過載能力和起動(dòng)能力。電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇具體方法1.連續(xù)恒定負(fù)載是電動(dòng)機(jī)容量的選擇

由于連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)都是按連續(xù)恒定負(fù)載設(shè)計(jì)的，只需PL≦PN就可使溫升不超過允許值，不需要熱校核，其容量選擇步驟：（1）先計(jì)算負(fù)載功率PL；（2）按PL選電機(jī)，使PN≥PL；（3）若籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，需要對(duì)所選電機(jī)進(jìn)行起動(dòng)能力校驗(yàn)；電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇具體方法（4）若環(huán)境溫度θ0與標(biāo)準(zhǔn)40℃相差較大，應(yīng)修正電動(dòng)機(jī)的額定值，可按下式修正：式中：為電機(jī)空載損耗（不變損耗）與額定負(fù)載的可變損耗之比，τsN為電機(jī)額定穩(wěn)定溫升。

電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇連續(xù)周期變化負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)容量的選擇（3）繪制預(yù)選電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩圖T=f(t).

第i段的電磁轉(zhuǎn)矩Ti為：電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇連續(xù)周期變化負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)容量的選擇（4）用等效轉(zhuǎn)矩進(jìn)行發(fā)熱校核：a)求出等效轉(zhuǎn)矩，如果，則發(fā)熱校核通過。b)對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)Φm都不變或感應(yīng)電動(dòng)機(jī)Φm與cosφ2都不變時(shí)，可按下式計(jì)算：電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇（4）用等效轉(zhuǎn)矩進(jìn)行發(fā)熱校核(c)如第i段為弱磁，設(shè)該段磁通為Φ，轉(zhuǎn)矩為Ti，則應(yīng)采用修正值Ti’，即：（d）如考慮其制動(dòng)冷卻惡化系數(shù)α和停機(jī)冷卻惡化系數(shù)β，則修正后等效轉(zhuǎn)矩為：式中t1為起動(dòng)時(shí)間，t2為勻速時(shí)間，t3為制動(dòng)減速時(shí)間，t4停歇時(shí)間。電子發(fā)燒友電子技術(shù)論壇連續(xù)周期變化負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)容量的選擇（5