电动机容量的选择.docx

电动机容量的选择选择电动机容量主要考虑发热、过载能力和启动能力三个因素。确定电动机容量考虑的主要因素1）发热电动机在运行过程中发生能量转换，必有能量损耗，损耗的能量会变成热能而使电动机发热，温度升高。而温度超过一定数值，必定使绕组的绝缘损坏。因此，应保证电动机的工作温度小于或等于电机绝缘允许的最高温度。电动机的温度上升和下降都有一个过程，温升上升的快慢与散热条件有关，温升大小不仅取决与负载大小，也和负载的运行方式有关。我们一般选择电动机绝缘等级为F级，温升按B级考核。电动机绕组绝缘应能承受周围环境的影响。机械固定应能承受运行中短路冲击影响而不发生变形。电动机的连接导线与绕组的绝缘应具有相同的绝缘等级。绝缘等级绝缘结构需用温度环境温度热点温度温升限值A10540560E12040575B130401080F1554010105H1804015125若超过规定值，如对B级绝缘的电机，温升每增加10度，电机的寿命将降低一半。因此电机的温升试验，准确的测取某个部件的温度，对改进电机的设计和制造工艺，提高电机的质量是非常重要的。2）过载能力电动机在运行时必须有一定的过载能力，短期工作的电机主要考虑这个指标。直流电动机的最大负载能力受整流条件的限制，应满足：（4.1）式中：-电动机的最大工作电流；-电动机允许的最大电流；-电动机的额定电流；-电动机的过载倍数，也称过载能力。交流电动机的最大负载能力由最大转矩决定，应满足：（4.2）式中：-电动机的最大负载转矩；-电动机的最大转矩；-电动额定转矩。3）启动能力为保证电动机的可靠启动，必须：（4.3）式中：-启动时最大负载转矩。电动机容量的选择方法通常有两种：一种是分析计算法；另一种是统计类比法。分析计算法是根据生产机械负载图，在产品目录上预选一台功率相当的电动机，再由该电动机的技术数据和生产机械负载图求出电动机的负载图，最后按电动机的负载图从发热方面进行检验，并检查电动机的过载能力是否满足要求。如不行，再选一台电动机重新进行计算，直至合格为止。这种方法计算工作量较大，负载图的绘制较困难，详细方法可参阅有关资料。调查统计类比法是在不断总结经验的基础上，选择电动机容量的一种实用方法，该方法比较简单，但也有一定局限性。它是将各国同类型、先进的机床电动机容量进行统计和分析，从中找出电动机容量和机床主要参数间的关系，再根据我国实际情况得出相应的计算公式。参见我国机床制造厂对不同类型的机床目前采用的拖动电动机功率的统计分析公式。所谓额定电流就是电机工作时的最大准许电流，如超出这个电流值，电机极易烧毁。因此，电机工作时的实际电流要比额定电流值小。额定电流是允许的最大电流，实际工作电流一般都要小于额定电流。电机容量的选择1、连续工作制电动机容量的选择1.带恒定负载时电动机容量的选择对于负载功率 恒定不变（如通分机、泵、重型机床、立车、齿轮铣床的主转动等）的生产机械、拖动这类机械的电动机在连续运行时的负载图及温升曲线如图7.2所示。这类工作机械选择电动机时，只需按设计手册中的计算公式算出负载负载所需功率 ，再选一台额定功率为 的电动机即可。因为连续工作制电动机（这类电动机有些铭牌上没有特别标明工作制）的启动转矩和最大转矩均大于额定转矩，故一般不必校验启动能力和过载能力。仅在重载启动时，才校验启动能力。2.带变动负载时电动机容量的选择在多生产机械中，电动机所带的负载大小是变动的，例如，小型车床、自动车床的主轴电动机一直在转动，但因加工工序多，每个工序的加工时间较短，加工结束后要退刀，更换工件后又进刀加工，加工时电动机带负载运行，而更换工件时电动机处于空载运行。其他如皮带运输机、轧钢机等也属于此类负载。有的负载是连续的，但其大小是变动的，如图7.3所示。在这种情况下，如果按生产机械的最大负载来选择电动机的容量，则电动机不能充分利用，如果按最小负载来选择，则容量又不够。为了解决该问题，一般采用所谓“等值法”来计算电动机的功率，即把实际的变化负载化成一等效的恒定负载，而两者的温升相同，这样就可根据得到的等效恒定负载来确定电动机的功率。负载的大小可用电流、转矩或功率来代表。电动机的温升取决于它发出的热量，而电动机发出的热量是由损耗产生的，损耗有两部分，一是不随负载变化的不变损耗 （包括铁损与机械损耗），一是与负载电流的平方成正比的可变损耗 （铜损）。例如，图7.3所示的负载，对应于工作时间 、 的负载电流为 、 ，则电动机在各种不同负载时的总损耗为然后选择电动机的额定转矩 ，使 即可。这就是等效转矩法，对生产机械来说，作出机械转矩负载图是不难的，因而等效转矩法应用广泛。当电动机具有较硬的机械特性，转速在整个工作过程中变化很小时，则可近似地认为功率 ，于是式（7.3）可化成等效功率来计算，即因用功率表示的负载图更易于作出，故等效功率法应用更广。然后选择电动机的额定功率 ，使 即可，这就是等效功率法。不管采用哪一种等效法选择电动机的容量，都只考虑了发热方面的问题。因此，在按“等值法”初选出电动机后，还必须校验其过载能力和启动转矩。如不满足要求，则应适当加大电动机容量或重选启动转矩较大的电动机。2、短时工作制电动机容量的选择有些生产机械工作时间较短，而停车时间却很长，例如，闸门开闭机、升降机、刀架的快移、立车与龙门刨床上的夹紧装置等，都属于短时工作制的机械。拖动这类机械的电动机之工作特点是：工作时温升达不到稳定值 ，而停车时足可完全冷却到周围环境温度，如图7.5所示。由于发热情况与长期连续工作方式的电动机不同，所以，电动机的选择也不一样，既可选用短时工作制的电动机，也可选择连续工作制的普通电动机。1.选用短时工作制的电动机，规定的标准短时运行时间是10min、30min、60min、及90min四种。这类电动机铭牌上所标的额定功率 是和一定的标准持续运行时间 相对应的。例如 为20KW时，只能连续运行30min，否则将超过允许的温升。所以，要按实际工作时间选择与上述标准持续时间相接近的电动机。如果实际工作时间 与 不同时，就应先将 下的功率 （生产机械短时工作的实际功率）换算成 下的功率 ，这可根据等效功率法加以换算，即然后选择短时工作制电动机，使其 ，再进行过载能力与启动