第八章-电动机容量的选择资料

第八章电动机容量的选择 选择电动机的内容 种类 型式 额定转速 额定电压 额定功率 容量 正确选择电动机容量的原则 完全满足生产机械对电动机提出的功率 转矩 转速 以及起动 调速 制动和过载等要求 电动机在工作过程中能充分被利用 而且还不超过国家标准所规定的温升 电动机种类的选择 选择依据 由机械特性 调速情况与起动性能 维护以及价格 工作方式 连续 短时 断续周期工作制 决定 电动机种类 直流电动机 交流电动机 异步电动机 同步电动机 鼠笼型电动机 绕线型电动机 当生产机械对电动机的起动 制动 调速性能要求不高时 应尽量采用交流电动机 对于负载平稳 且无特殊要求的长期工作制机械 应选用鼠笼型电动机 若要求电动机具有较好的起动性能 应采用双鼠笼或深槽式等高起动转矩的异步电动机 对于具有有级调速的生产机械 应采用鼠笼型多速异步电动机 对于电梯 桥式起重机类机械 应采用绕线式异步电动机 对于功率较大 又不需要调速的生产机械 且长期工作 应采用同步电动机 当起动 制动 调速等性能采用交流电动机无法满足时 则采用直流电动机或晶闸管 直流电动机系统 随着交流调速系统的不断发展 交流调速性能一定会赶上直流调速系统 因此 今后可以普遍选用交流电动机了 电动机结构型式的选择 封闭式 用于干燥和清洁的环境中 开启式 防护式 用于干燥和灰尘不多 没有腐蚀性 爆炸性气体存在的环境中 适用于潮湿 多灰尘 易受风雨侵蚀等恶劣环境中 防爆式 适用于有爆炸危险的环境中 电动机额定转速的选择 电动机连续工作 很少起制动或反转 可以从设备的初期投资 占地面积和维护费用等方面 就不同的传动比进行比较来确定合适的额定转速 电动机经常起制动及正反转 但过渡过程的持续时间对生产率影响不大 除考虑初期投资之外 还要根据过渡过程能量损耗为最小的条件来确定合适的额定转速 电动机经常起制动及正反转 过渡过程的持续时间对生产率影响较大 主要根据过渡过程持续时间为最短的条件来选择额定转速 电动机额定电压的选择 交流电动机的额定电压按供电电网情况进行选择 电压等级分为 380V 3kV 6kV 10kV 对于 Y接法的电动机可以用220 380 380 660两种 功率较大的电动机应采用高压供电 直流电动机的额定电压也要于电源电压相配合 常用的电压等级有 110V 220V 440V 大功率电动机采用600 800V 甚至1000V供电 决定电动机容量的主要因素 发热与温升 电机的发热是由于电机在运行中实现机电能量转换时 在电机内部产生损耗 并转换成热量 使电机的温度升高 电机内部的绝缘材料不同 所允许的最高温度也不同 绝缘等级 电机所用的绝缘材料的耐热程度 国际电工学会规定绝缘材料分为七个等级 我国用在电机中选取其中五个等级 中国规定 标准环境温度是40 绝缘材料的允许温度减去40 就等于它的允许温升 电机的工作方式 S1连续工作制 S2短时工作制 指电动机的工作时间tg 3 4 T 电动机长期运行 温升可以达到稳态温升 也称为长期工作制 曲线的俗称 热得到头 指电动机的工作时间tg 3 4 T 而停歇时间t0 3 4 T 因而工作时的温升达不到稳态温升 可停歇后的温升降为零 我国短时工作制电动机的标准工作时间有 15min 30min 60min 90min四种 曲线的俗称 热不到头 冷得到底 S3断续周期工作制 指电动机的工作与停歇交替进行 其时间均比较短 即tg 4T t0 4T 工作时的温升达不到稳态温升 停歇时的温升也降不到零 也称为重复短时工作制 国家规定的标准负载持续率有 15 25 40 60 四种 曲线的俗称 热不到头 冷不到底 国家标准规定 每个工作与停歇的周期tY tg t0 10min 每个周期内工作时间所占的百分数 叫做负载持续率 又称为暂载率 用FC 表示 连续工作制电动机容量的选择 连续常值负载电动机容量的选择 通常的做法是在产品目录中选择一台额定容量等于或略大于生产机械所需的容量 且转速又合适的电动机 对于鼠笼型异步电动机还要考虑起动能力问题 环境温度影响的问题 设长期工作制电动机的额定功率为PN 稳定温升为 N 额定情况下不变损耗与可变损耗之比 统计资料表明 0 4 1 5 计算时一般取 0 6 选择电动机容量的步骤 计算负载所需功率PL 由产品目录查出所需的电动机 要求PN PL 对于鼠笼型异步电动机 若在重载下起动 须校验起动能力 若环境温度 0不为标准温度 40 则需要进行修正 直线运动的生产机械 几种常用的生产机械的功率计算公式 旋转运动的生产机械 泵类的生产机械 鼓风机类的生产机械 连续周期性变化负载电动机容量的选择 在变动的负载下 电机的发热取决于负载 所以必须进行发热校验 发热校验 电机在运行过程中 最高温升 max是否低于其绝缘材料的允许温升 选择电动机容量的一般步骤 按PN 1 1 1 6 PLd预选电动机 校验所选电动机的温升 校验所选电动机的过载能力 温升和过载能力中如有一项不合格 则须重选电动机 再进行校验 直到两项都合格为止 计算温升变化曲线 求出 max 求出平均功率 计算并绘制生产机械负载图 短时工作制电动机容量的选择 直接选用短时工作制的电动机 采用断续周期工作制的电动机 如果短时负载也是变动的 那么应首先求出等效功率 然后选取电动机 最后校验电动机的过载能力 短时工作制电动机的标准工作时间有 15min 30min 60min 90min四种 国家规定的标准负载持续率有 15 25 40 60 四种 短时工作时间与负载持续率之间的换算关系可近似认为 30min相当于FC 15 60min相当于FC 25 90min相当于FC 40 断续周期工作制电动机容量的选择 同一台电动机在负载持续率FC 小时 其输出功率就大 但过载能力低 国家规定的标准负载持续率有 15 25 40 60 四种 若负载持续率FC 与标准相等或相近 可直接按产品目录选择合适的电动机 若负载持续率FC 与标准相差甚远 应该进行折算 即把实际功率Px换算成邻近标准负载持续率下的功率PN 再选择电动机 并进行温升校验 如果负载持续率很小 即FC 10 则按短时工作方式处理 如果负载持续率很大 即FC 70 则按长期工作方式处理 若在工作时间内负载是变化的 可按平均损耗法或等效法校验其温升 但要注意 不要将停歇时间算进去 因为停歇时间已被考虑在负载持续率的数值里面了 电动机容量选择的工程方法 用统计法选择电动机的容量 统计法 对各种不同类型的机床主拖动电机 分别进行统计 分析 找出电机容量与机床主要数据的关系 将这个关系用数学方程式表达 作为设计制造新机床时选择电动机的主要依据 常见的计算公式有 主拖动电动机所需的容