超全電力拖動系統(tǒng)電動機的選擇

個人收集整理勿做商業(yè)用途第十四章電力拖動系統(tǒng)電動機的選擇第一節(jié)電動機的型號和銘牌參數(shù)2。直流電動機的額定值PNUNIN直流電動機的額定值有：額定功率(kW），額定電壓（V),額定電流（A)，nNUfNIfN額定轉(zhuǎn)速（r/min），額定勵磁電壓（V），額定勵磁電流（A）和勵磁方式等,其中直流電動機的額定功率是指軸上輸出的機械功率：PUIPNNNN1N式中——電動機的額定效率。個人收集整理勿做商業(yè)用途T直流電動機軸上輸出的額定轉(zhuǎn)矩，其大小為電機輸出的機械功率除以轉(zhuǎn)子NPPN9550PNT(Nm)角速度的額定值，即：N2πn/60nN二、異步電動機的額定參數(shù)NNN1.異步電動機的型號異步電動機產(chǎn)品的型號含義如下所示：Y100L12極數(shù)異步電動機鐵心長度代號機座長度代號機座中心高我國生產(chǎn)的異步電動機種類很多，下面列出Y系列為小型鼠籠全封閉自冷式三相異步電動機。用于金屬切削機床、通用、礦山機械、農(nóng)業(yè)機械等。常見的產(chǎn)品系列:機械JQ2和JQO2系列是高起動轉(zhuǎn)矩異步電動機，用在起動靜止負(fù)載或慣性較大的機械上.JQ2是防護式，JQO2是封閉式。JS系列是中型防護式三相鼠籠式異步電動機。JR系列是防護式三相繞線式異步電動機.用在電源容量較小、不能用同容量鼠籠式異步電動機起動的生產(chǎn)機械上。JSL2和JRL2系列是中型立式水泵用的三相異步電動機，其中JSL2是鼠籠式，JRL2是繞線式。JZ2和JZR2系列是起重和冶金用的三相異步電動機，JZ2是鼠籠式，JZR2是繞線式。JD2和JDO2系列是防護式和封閉式多速BJO2系列是防爆式鼠籠異步電動機JPZ系列是旁磁式制動JZZ系列是錐形轉(zhuǎn)子異步電動機.JZT系列是電磁速調(diào)異步電動機2.異步電動機的額定值異步電動機.。異步電動機。制動。P（1）額定功率指電動機在額定運行時軸上輸出的機械功率，單位是NkW.個人收集整理勿做商業(yè)用途U(2)額定電壓指額定運行狀態(tài)下加在定子繞組上的線電壓，單位為V。NI（3）額定電流指電動機在定子繞組上額定電壓、軸上輸出的額定功N率時，定子繞組中的線電流，單位為A.(4)額定頻率f1我國規(guī)定工業(yè)用電的頻率是50Hz。異步電動機定子邊的量加下標(biāo)1表示，轉(zhuǎn)子邊的量加下標(biāo)2表示。n（5）額定轉(zhuǎn)速指電動機定子加額定頻率的額定電壓，且軸端輸出額N定功率時電機的轉(zhuǎn)速，單位為r/min。(6)額定功率因數(shù)cos指電動機在額定負(fù)載時,定子邊的功率因數(shù)。N（7）絕緣等級與溫升按照不同的耐熱能力，絕緣材料可分為一定的等級.溫升是指電動機運行時高出周圍環(huán)境的溫度值。我國規(guī)定了環(huán)境最高溫度為40C.此外銘牌上還標(biāo)明了工作方式、連接方法等。對繞線式異步電動機還要標(biāo)明轉(zhuǎn)子繞組的接法、轉(zhuǎn)子繞組額定電動勢（指定子繞組加額定電壓、轉(zhuǎn)子繞組開路時滑環(huán)之間的電動勢）和轉(zhuǎn)子的額定電流.下面說明如何根據(jù)電機的銘牌進(jìn)行定子的接線。如果電動機定子繞組有六根引出線，并已知其首、末端，分兩種情況討論：1）當(dāng)電動機銘牌上標(biāo)明“電壓380/220V，接法Y/Δ”時，這種情況下，究竟是接成Y還是Δ，要看電源電壓的大小.如果電源電壓為380V，則接成Y接;電源電壓為220V，則接成Δ接.2）當(dāng)電動機銘牌上標(biāo)明“電壓380V，接法Δ”時,則只這有一種Δ接法.但是在電動機起動過程中,可以接成Y接，接在380V電源上，起動完畢，恢復(fù)Δ接法。第二節(jié)電動機的絕緣等級與工作制分類一、電動機的絕緣等級電動機在運行中，由于損耗產(chǎn)生熱量,使電動機的溫度升高，電動機所能容許達(dá)到的最高溫度取決于電動機所用絕緣材料的耐熱程度，稱為絕緣等級。不同的絕緣材料,其最高容許溫度是不同的.電機中常用的絕緣材料，按其耐熱能力，分為A、E、B、F和H等五級。它們的最高容許工作溫度如表10-1所示。

個人收集整理勿做商業(yè)用途表10-1電機絕緣材料的最高容許工作溫度AEBFH絕緣等級度/105601207513080155105180125最高容許溫C最高容許溫升/K二、電動機的工作制分類電動機工作時，負(fù)載持續(xù)時間的長短對電機的發(fā)熱情況影響較大，對正確選擇電動機的功率也有影響.電動機的工作制就是對電動機承受負(fù)載情況的說明。國家標(biāo)準(zhǔn)把電動機的工作制分為S～S共9類。下面介紹常用的S、S、S三種19123工作制。1．連續(xù)工作制（S）1tPP連續(xù)工作制是指電動機在恒定負(fù)載下持續(xù)運行，其工作時間足以使電機的溫升達(dá)到穩(wěn)定溫升。紡織機、造紙機等很多連續(xù)工作的生產(chǎn)機械都選用連續(xù)工作制電動機。其典型負(fù)tss載圖和溫升曲線如圖10—1所示。Ot對于連續(xù)工作制的電動機，圖10-1連續(xù)工作制電動機的負(fù)載及溫升曲線τ我們?nèi)∈蛊浞€(wěn)定溫升恰好等于ss容許最高溫升時的輸出功率作為額定功率.2．短時工作制(S)2短時工作制是指電動機拖動恒定負(fù)載在給定的時間內(nèi)運行。該運行時間不足以使電動機達(dá)到穩(wěn)定溫升,隨之即斷電停轉(zhuǎn)足夠τP時間，使電動機冷卻到與冷卻介質(zhì)的溫差在2K以P內(nèi).其典型負(fù)載圖及溫升曲線如圖10—2所示。短τss時工作制標(biāo)準(zhǔn)時限為10min、30min、60min、90min。τR為了充分利用電動機，用于短時工作制的電動機在規(guī)定的運行時間內(nèi)應(yīng)達(dá)到容許溫升，個原則規(guī)定電動機的額定功率,即按照電動機拖O動恒定負(fù)載運行,取在規(guī)定的運行時間內(nèi)實際達(dá)圖10-2短時工作制電動機的負(fù)載及溫升曲線并按照這tRt個人收集整理勿做商業(yè)用途到的最高溫升恰好等于容許最高溫升時的輸出功率,作為電動機的額定功率。3．?dāng)嗬m(xù)周期工作制（S)3電動機按一系列相同的工作周期運行,周期時間一般不大于10min,每一周tRttttR期包括一段恒定負(fù)載運行時間,一段斷電停機時間，但及都較短，SSRt時間內(nèi)電動機不能達(dá)到穩(wěn)定溫升,而在時間內(nèi)溫升也未下跌到零，下一工作周Stt期即已開始.這樣，每經(jīng)過一個周期+，溫升便有所上升，經(jīng)過若干周期RS后，電動機的溫升即在一個穩(wěn)定的小范圍內(nèi)波動。其典型負(fù)載圖和溫升曲線如圖10—3所示。τPPτssτmtRtSttRStROt圖10-3斷續(xù)周期工作制電動機的典型負(fù)載圖及溫升曲線第三節(jié)不同工作制下電動機的功率選擇正確地選擇電動機的額定功率十分重要。如果額定功率選小了，電動機經(jīng)常在過載狀態(tài)下運行,會使它因過熱而過早地?fù)p壞;還有可能承受不了沖擊負(fù)載或造成起動困難。額定功率選得過大也不合理，此時不于電動機經(jīng)常在欠載下運行，其效率及功率因數(shù)等力能指標(biāo)變差，浪費了電能，增加了供電設(shè)備的容量,使綜合經(jīng)濟效益下降.主要考慮以下因素:一個是電動機的短時過載能力。對于籠型異步電動機還應(yīng)考慮起動能動機額定功率的最基本的方法是依據(jù)機械負(fù)載變化的規(guī)律,繪制電動機的負(fù)載然后根據(jù)電動機的負(fù)載圖計算電動機的發(fā)熱和溫升曲線，從而確定電動機的謂負(fù)載圖，是指功率或轉(zhuǎn)矩與時間的關(guān)系圖。僅增加了設(shè)備投資,而且由確定電動機額定功率時是電動機的發(fā)熱及溫升；另一個力。確定電圖，額定功率。所一、連續(xù)工作制電動機額定功率的選擇個人收集整理勿做商業(yè)用途1.恒定負(fù)載連續(xù)工作制電動機額定功率的選擇P在選擇連續(xù)恒定負(fù)載的電動機時，只要計算出負(fù)載所需功率,選擇一臺LPNPL額定功率略大于的連續(xù)工作制電動機即可，不必進(jìn)行發(fā)熱校核.對起動比較困難（靜阻轉(zhuǎn)矩大或帶有較大的飛輪力矩）而采用籠型異步電動機或同步電動機的場合，應(yīng)校驗其起動能力。2。周期性變化負(fù)載連續(xù)工作制電動機額定功率的選擇當(dāng)電動機拖動周期性變化負(fù)載時，其溫升也必然作周期性的波動.圖10-4為一個周期的周期性變化負(fù)載下連續(xù)工作制電動機的負(fù)載圖及溫升曲線。τΔPΔPΔP1nΔPτ3nττ31τ2ΔP2Ot1t2t3tnt圖10-4周期性變化負(fù)載下連續(xù)工作制電動機的負(fù)載圖及溫升曲線電動機的額定功率按下面幾種等效法選擇：I（1）等效電流法其基本原理是用一個不變的等效電流來代替實際變動eqII流，在同一周期內(nèi)，等效電流與負(fù)載電流產(chǎn)生的熱量等相。假LeqI的負(fù)載電L定電動機的鐵耗和電阻不變，則損耗只和電流的平方成正比,由此可得：II2tI2tI2t1122nnttteq12ntnIn式中，為對應(yīng)負(fù)載電流為的工作時間.求出等效電流后，則所選的電動機，其額定電流應(yīng)不小于等效電流。（2）等效轉(zhuǎn)矩法如果電動機的轉(zhuǎn)矩與電流成正比,可將式（10-5）變?yōu)榈刃мD(zhuǎn)矩的公式T2tT2tT2tT1122nnttteq12n求出等效轉(zhuǎn)矩后,則所選的電動機的額定轉(zhuǎn)矩應(yīng)不小于等效轉(zhuǎn)矩。（3）等效功率法如果拖動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速不變，可將等效轉(zhuǎn)矩的公式變成等效功P2tP2tP2tP1122nnttteq12n個人收集整理勿做商業(yè)用途率的公式，即選擇的電動機的額定功率應(yīng)不小于等效功率。二、短時工作制電動機額定功率的選擇短時工作制的負(fù)載，應(yīng)選用專用的短時工作制電動機。在沒有專用電動機的情況下，也可以選用連續(xù)工作制電動機或斷續(xù)周期工作制電動機。1.選用短時工作制電動機短時工作制電動機的額定功率是與銘牌上給出的標(biāo)準(zhǔn)工作時間（10min、30min、60min、90min）相應(yīng)的，如果短時工作制的負(fù)載功率恒定，并且工作時間與標(biāo)準(zhǔn)工作時間一致,這時只需選擇具有相同標(biāo)準(zhǔn)工作時間的短時工作制電動機,并使電動機的額定功率稍大于負(fù)載功率即可.對于變化的負(fù)載，可用等效法算出工作時間內(nèi)的等效功率來選擇電動機，同時還應(yīng)進(jìn)行過載能力與起動能力的校驗.如果在一個周期內(nèi)，負(fù)載的變化包括起動、運行、制動和停歇等過程，如圖10-5所示，其實際溫升還要高一些，因此一般應(yīng)把平均損耗、等效電流或功率等參數(shù)選得大一些.為此，可在式（10-5）、（10—6）和（10-7）分母α中對應(yīng)起動和制動的時間值上乘以一個系數(shù)，在對應(yīng)停歇的時間值上乘以β一個系數(shù)。nIIIststIRIRnNIbrtStsttRtbrOt圖10-5有起制動和停歇時間的負(fù)載的變化過程例如，對應(yīng)圖10—5的電機工作過程，其等效電流可作如下修正I2tI2tI2tIbrbrststRRαtttteqstRbrS個人收集整理勿做商業(yè)用途IIItttt式中,、、分別為起動、運行和制動電流；、、、分別為起動、stRrbSstRbr運行、制動及停轉(zhuǎn)時間。用等效法選擇電動機時,必須校驗過載能力。2。選用連續(xù)工作制電動機短時工作的生產(chǎn)機械,也可選用連續(xù)工作制的電動機。這時,從發(fā)熱的觀點上看，電動機的輸出功率可以提高。為了充分利用電動機，選擇電動機額定功率的t原則應(yīng)是在短時工作時間內(nèi)達(dá)到的溫升恰好等于電動機連續(xù)運行并輸出額定R功率時的穩(wěn)定溫升，即電動機絕緣材料允許的最高溫升.由此可得：PPt1eRTNL1aetRTaa式中，對于直流電機=1.0～1.5,對于異步電機=0。5～0.7。在一個PTtRT工作周期內(nèi)，當(dāng)工作時間〈（0。3～0.4)P時，可取LmN式中——過載能力。m最后，還應(yīng)校驗電動機的起動能力。3.選用斷續(xù)周期工作制電動機在沒有合適的短時工作制電動機時,可選用斷續(xù)周期工作制電動機。負(fù)載持FStR續(xù)率與短時負(fù)載的工作時間之間的對應(yīng)關(guān)系為：tRFS=30min，相當(dāng)于=15％；tRFS=60min,相當(dāng)于＝25％；tRFS=90min，相當(dāng)于=40％。三、斷續(xù)周期工作制電動機額定功率的選擇斷續(xù)周期工作制的電動機，其額定功率是與銘牌上標(biāo)出的負(fù)載持續(xù)率相應(yīng)FS負(fù)載圖中的實際負(fù)載持續(xù)率與標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載持續(xù)率（15％，25%，R40%,60％）相同，且負(fù)載恒定，則可直FS的。如果NFS接按產(chǎn)品樣本選擇合適的電動機。當(dāng)RFS與不同NFSFSFSRPRFSNPR時，就需要把下的實際功率換算成下功率：PPRP選擇電動機的額定功率,應(yīng)不小于。NFSFS若〈10％，選短時工作制電機；>70％時,選連續(xù)工作制電機。第四節(jié)電動機額定數(shù)據(jù)的選擇個人收集整理勿做商業(yè)用途電動機的選擇，除確定電動機的額定功率外，還需根據(jù)生產(chǎn)機械的技術(shù)要求、技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)和工作環(huán)境等條件，合理地選擇電動機的類型、外部結(jié)構(gòu)形式、額定電壓和額定轉(zhuǎn)速。1.電動機類型的選擇選擇電動機類型的原則是在滿足生產(chǎn)機械對過載能力、起動能力、調(diào)速性能指標(biāo)及運行狀態(tài)等各方面要求的前提下,優(yōu)先選用結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護方便、價格便宜的電動機.1）對起動、制動及調(diào)速無特殊要求的一般生產(chǎn)機械，如機床、水泵、風(fēng)機等，應(yīng)選用籠型異步電動機。2）對需要分級調(diào)速的生產(chǎn)機械,如某些機床、電梯等，可選用多速異步電動機。3）對起動、制動比較頻繁，要求起動、制動轉(zhuǎn)矩大，但對調(diào)速性能要求不高，調(diào)速范圍不寬繞線轉(zhuǎn)子異步電動機4）當(dāng)生產(chǎn)機械的功率較大又不需要調(diào)速時，多采用同步電動機.5)對要求調(diào)速范圍寬、調(diào)速平滑、對拖動系統(tǒng)過渡過程有的生產(chǎn)機械，可選用。特殊要求的生產(chǎn)機械，可選用他勵直流電動機2。電動機額定電壓主要根據(jù)電動機運行場合配電電網(wǎng)的電壓等級而定。我國中、小型三相異步電動機的額定電壓通常為220V、380V、660V、3000V和6000V.大于100kW的電動機,選用3000V和6000V；小型電動機，選用380V；煤礦用的生產(chǎn)機械常采用380／660V的電動機.直流一般為110V、220V和440V.3.電動機額定相同的電動機轉(zhuǎn)速有一定的要求，電動機轉(zhuǎn)速越高，傳動機復(fù)雜，增加了設(shè)備成本和維修費用。因此，應(yīng)綜合考慮電動機和生產(chǎn)機械兩方面的各種因素后再確定較為合理的電動機額定轉(zhuǎn)速。對連續(xù)運轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機械，可從設(shè)備初投資，占地面積和運行維護費用等方面考慮，確定幾個不同進(jìn)行比較,最后選定合適的傳動比和電動機的壓的選擇電動機的額定電額定功率電動機的額定電壓轉(zhuǎn)速的選擇額定功率,額定轉(zhuǎn)速高時,其體積小,價格低,由于生產(chǎn)機械的傳動比就越大，導(dǎo)致傳動機構(gòu)構(gòu)的的額定轉(zhuǎn)速，

個人收集整理勿做商業(yè)用途額定轉(zhuǎn)速。經(jīng)常起動,制動和反轉(zhuǎn)，但過渡過程時間對生產(chǎn)率影響不大的生產(chǎn)機械，主要根據(jù)過渡過程能量最小的條件來選擇電動機的額定轉(zhuǎn)速。電動機經(jīng)常起動,制動和反轉(zhuǎn)，且過渡過程持續(xù)時間對生產(chǎn)率影響較大，則主要根據(jù)過渡過程時間最短的條件來選擇電動機的額定轉(zhuǎn)速。小結(jié)電動機的選擇包括電流種類、結(jié)構(gòu)型式、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速和額定功率的選擇等，其中以額定功率的選擇為主要內(nèi)容.根據(jù)電動機負(fù)載和發(fā)熱情況的不同電動機的工作方式分為連續(xù)工作方式、短時工作方式和斷許續(xù)周期性工作方式三種.電動機銘牌上標(biāo)明的工作方式應(yīng)和電動機實際運行的工作方式相一致。但有時也可不同，根據(jù)電動機的不同工作方式,按不同的變化負(fù)載的生產(chǎn)機械負(fù)載圖，預(yù)選電機功率,在繪制電機負(fù)載圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行發(fā)熱、過載能力及起動能力（鼠寵式異步電動機)的校驗。發(fā)熱校驗的方法有多種，但計算公式都是根據(jù)變化負(fù)載下電動機達(dá)到發(fā)熱穩(wěn)定循環(huán)時的平均溫升等于或接近但小于絕緣材料所允許最高溫升為條件推導(dǎo)出來的.附錄：一、銘牌數(shù)據(jù):普通電機銘牌內(nèi)容:型號（TYPE)：電壓（VOLT）：380V頻率（HZ)：50HZ接法（CONN.）一般情況下3KW及以下電機為星形接法，3KW以上電機為角形接法。功率：編號（SER。NO。）防護等級（ENCL）絕緣等級（INS。CLASS)適用標(biāo)準(zhǔn)：一般情況下為JB/T9616—1996噪聲[LWdB（A）]

個人收集整理勿做商業(yè)用途轉(zhuǎn)數(shù)（R/MIN）額定電流（AMP）:生產(chǎn)日期（DATE）工作制（DUTY）重量(WGT）專特電機另有以下標(biāo)識三相異步電動機THREEPHASEINDUCTIONMOTOR服務(wù)系數(shù)(S.F。）服務(wù)系數(shù)下的電流（S．F．A．）100%負(fù)載下的效率EFF。（100%FL）75％負(fù)載下的效率EFF。(75％FL)環(huán)境溫度限值MAX。AMB軸伸端軸承型號BRGS。P.E非軸伸端軸承型號O．P．E。用戶的另部件編號（PART.NO)二、電機功率巧算:電機在有時也根據(jù)級數(shù)不同電流不同，但已知三相電動機容量，求其額定電流口訣：容量除以千伏數(shù)，商乘系數(shù)點七六。說明：（1)口訣適用于任何電壓等級的三相電動機額定電流計算。由公式及口訣均可說明容量相同的電壓等級不同的電動機的額定電流是不相同的，即電壓千伏數(shù)不一樣，去除以相同的容量，所得“商數(shù)”顯然不相同，不相同的商數(shù)去乘相同的系數(shù)0。76，所得的電流值也不相同。若以把上口訣叫做通用口訣，則可推導(dǎo)出計算220、380、660、3.6k