第8章电动机选择

8 2电机的发热和冷却 第8章电动机的选择 8 1电动机选择的基本内容 8 3电机的工作制 8 4电机的允许输出功率 8 5恒定负载电动机额定功率的选择 8 6变动负载电动机额定功率的选择 电机与拖动 8 1电动机选择的基本内容 一 类型的选择1 生产机械对电动机的要求机械特性 起动性能 调速性能 制动方法 过载能力 2 经济效益二 功率的选择既不能过载 也不能长期轻载 类比法 统计法 实验法 计算法 第8章电动机的选择 三 电压的选择 1 三相异步电动机的额定电压380V 3000V 6000V 10000V 2 根据功率选择电压PN 200kW时 选择UN 380V PN 200kW时 选择高压电机 一般大中型电动机选择UN 6000V 3 中小型直流电动机的额定电压110V 220V 160V 440V 由220V单相桥式整流器供电 由380V三相全控桥式整流器供电 三相同步电动机额定电压基本与三相异步电动机相同 8 1电动机选择的基本内容 四 转速的选择 五 外形结构的选择开启式 防护式 封闭式 密封式 防爆式 8 1电动机选择的基本内容 开启式电动机 电机两侧和端盖上有通风口 散热条件好 但易进入杂质和异物 8 1电动机选择的基本内容 防护式电动机 仅电机基座底部有通风口 散热条件好较差 但较易进入杂质和异物 Y系列 IP23 电动机是防护型自扇冷式笼型三相异步电动机 8 1电动机选择的基本内容 更多的图片 封闭式电动机 离心制冷机用封闭式电机 螺杆制冷机用封闭式电机 8 1电动机选择的基本内容 密封式电动机 无通风口 靠基座表面散热 散热条件差 但杂质和异物不能进入 Y系列 IP44 电动机是全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机 8 1电动机选择的基本内容 防爆式电动机 在密闭式的基础上制成隔爆式 机壳强度高 YB系列 YB2 B35 8 1电动机选择的基本内容 六 安装型式的选择卧式 立式 8 1电动机选择的基本内容 1 B3 卧式 2 B5 卧式 3 B35 卧式 4 V1 立式 用于地下罐 B3型 8 1电动机选择的基本内容 B5型 8 1电动机选择的基本内容 B35型 8 1电动机选择的基本内容 立式电动机 V1型 8 1电动机选择的基本内容 七 工作制的选择有九种工作制 如连续工作制 短时工作制 断续周期工作制 八 型号的选择Y系列 封闭式笼型三相异步电动机 YR系列 绕线型三相异步电动机 YD系列 三相多速异步电动机 YB系列 防爆型三相异步电动机 T系列 三相同步电动机 Z系列 直流电动机 8 1电动机选择的基本内容 8 2电机的发热和冷却 电机的温升 电机的温度 周围环境温度当发热量 散热量时 稳定值 电机的热平衡方程式Cd A dt Qdt Q 热量 单位时间内产生的热量 C 热容量 温度每升高1K所需的热量 A 散热系数 为1K时 每秒所散出的热量 第18章电动机的选择 i 电机的初始温升 s Q A 电机的稳定温升 C A 电机的发热和冷却时间常数 8 2电机的发热和冷却 8 3电机的工作制 一 连续工作制 S1工作制 应用通风机 水泵 纺织机 造纸机等 第8章电动机的选择 二 短时工作制 S2工作制 标准运行时间 15 30 60 90min 应用水闸启闭机 冶金用的电动机 起重机中的电动机 8 3电机的工作制 大连理工大学电气工程系 三 断续周期工作制 S3工作制 负载持续率 标准负载持续率FC 15 FC 25 FC 40 FC 60 周期 tW tS 10min 应用起重机 电梯 轧钢辅助机械中的电动机 8 3电机的工作制 四 包括起动的断续周期工作制 S4工作制 五 包括电制动的断续周期工作制 S5工作制 六 连续周期工作制 S6工作制 七 包括电制动的连续周期工作制 S7工作制 八 包括变速变负载的连续周期工作制 S8工作制 九 负载和转速非周期变化工作制 S9工作制 8 3电机的工作制 8 4电机的允许输出功率 一 额定功率的确定 AEBFHC105120130155180 180 二 工作制的影响三 环境温度的影响 第8章电动机的选择 303540455055 8 5 0 5 12 5 20 工程上也可以按下表对P2估算 四 海拔高度的影响海拔高度越高 空气越稀薄 散热越困难 使得P2 PN 海拔1000m h 4000m h 100m N降低1 P2降低0 5 8 4电机的允许输出功率 8 5恒定负载电动机额定功率的选择 一 连续运行的电动机 1 选择工作制为S1的电动机 2 求出电动机的负载功率PL Pm 生产机械的输出功率 m 生产机械的效率 t 电动机与生产机械之间传动机构的效率 3 选择PN PL或略大于PL的电动机 4 校验起动能力 第8章电动机的选择 例8 1 有一台由电动机直接拖动的离心水泵 流量Q 0 04m3 s 扬程h 8m 效率 m 0 58 转速n 1440r min 试选择电动机的额定功率 解 1 该电机属于恒定负载连续运行工作方式 故选择工作制为S1的电动机 2 由水泵设计手册查得 水的密度 1000kg m3 8 5恒定负载电动机额定功率的选择 对于直接传动 t 1 故 3 选择PN PL的电动机 例如选择PN 5 5kW nN 1440r min的Y系列三相笼型异步电动机 4 起动能力校验水泵为通风机负载特性类的生产机械 起动能力不会有问题 8 5恒定负载电动机额定功率的选择 二 短时运行的电动机 1 选择工作制为S2的电动机 1 选择标准运行时间与实际运行时间相同或相近的电动机 2 求出电动机的负载功率PL 3 将PL折算成标准运行时间的负载功率PLN 8 5恒定负载电动机额定功率的选择 当tW tWN时 则上式可简化为 4 选择额定功率PN PLN的电动机 5 校验起动能力 对三相笼型异步电动机而言 8 5恒定负载电动机额定功率的选择 2 选择工作制为S3的电动机 1 将S3工作制的FCN换算成S2工作制的tWN 其对应关系为FCN 15 tWN 30minFCN 25 tWN 60minFCN 40 tWN 90min 2 再按 1 中步骤进行计算 8 5恒定负载电动机额定功率的选择 3 选择PN PLN的电动机 4 校验起动能力 如果tW 0 3 0 4 此时可以直接由过载能力和起动能力选择电动机的PN 3 选择工作制为S1的电动机 1 求出电动机的负载功率PL 2 将PL折算成S1工作制时的负载功率PLN 8 5恒定负载电动机额定功率的选择 校验过载能力 则PLN PL 对笼型异步电动机而言 例8 2 某生产机械为短时运行 每次工作时间12min 停机时间足够长 输出功率Pm 20kW 效率 m 0 833 传动机构效率 t 0 8 采用S2工作制的直流电动机拖动 试问电动机的额定功率应为多少 解 1 电动机的负载功率为 2 选择tW 15min的S2工作制电动机 其等效负载功率为 3 选择电动机的额定功率PN 26 83kW 8 5恒定负载电动机额定功率的选择 三 断续周期运行的电动机 1 选择标准负载持续率FCN与实际负载持续率FC相同或相近的S3工作制电动机 2 求出电动机的负载功率PL 3 将PL换算成标准负载持续率时的负载功率PLN 当FC FCN时 则 8 5恒定负载电动机额定功率的选择 如果FC 10 可按短时运行选择电动机 如果FC 70 可按连续运行选择电动机 8 5恒定负载电动机额定功率的选择 4 选择PN PLN的电动机 5 校验起动能力 对三相笼型异步电动机而言 例8 3 有一断续周期工作的生产机械 运行时间tW 90s 停机时间tS 240s 需要转速n 700r min左右的三相绕线型异步电动机拖动 电动机的负载转矩TL 275N m 试选择电动机的额定功率 解 1 电动机的实际负载持续率 2 选择FCN 25 的S3工作制绕线型异步电动机 3 电动机的负载功率 8 5恒定负载电动机额定功率的选择 换算到标准负载持续率时的负载功率 3 选择电动机的额定功率PN 21kW 8 5恒定负载电动机额定功率的选择 8 6变动负载电动机额定功率的选择 一 周期性变动负载的电动机1 求出各段时间电动机的负载功率 2 求出平均负载功率 3 预选电动机的PNPN 1 1 1 6 PL 第8章电动机的选择 4 发热校验 1 平均损耗法电动机的平均功率损耗为 PalL1 PalL2 每段时间的功率损耗 由电动机的效率曲线 f P2 可得 电动机的额定功率损耗 8 6变动负载电动机额定功率的选择 如果PalL PalN 发热校验合格 否则需加大电动机的PN 再做发热校验 2 等效电流法适用于电动机的P0和电阻不变的情况 电动机的平均铜损耗为 IL 产生该平均铜损耗相当的等效电流 8 6变动负载电动机额定功率的选择 当IL IN 发热校验合格 否则需加大电动机的PN 再做发热校验 3 等效转矩法适用于电动机的P0和R不变且T I的情况 与等效电流对应的等效转矩 电动机的额定铜损耗为 只要TL TN 发热校验合格 8 6变动负载电动机额定功率的选择 4 等效功率法 适用于电动机的P0和R不变 T I 且n基本不变的情况 由于n不变 有P T 则等效负载功率为 只要PL PN 发热校验合格 5 校验过载能力交流电动机 TLmax TM MTTN直流电动机 ILmax Iamax 1 5 2 IaN6 校验起动能力满足对TST和IST的要求 8 6变动负载电动机额定功率的选择 8 6变动负载电动机额定功率的选择 例8 6 1 某生产机械拟用一台转速为1000r min左右的笼型三相异步电动机拖动 负载曲线如图所示 其中PL1 18kW t1 40s PL2 24kW t2 80s PL3 14kW t3 60s PL4 16kW t4 70s 起动时的负载转矩TLst 300N m 采用直接起动 起动电流的影响可不考虑 试选择电动机的额定功率 解 1 平均负载功率 18 4kW 8 6变动负载电动机额定功率的选择 2 预选Y200L2 6型三相异步电动机 该电动机的PN 22kW nN 970r min ST 1 8 MT 2 0 3 进行发热校验 用等效功率法 18 84kW 由于PL PN 发热校验合格 8 6变动负载电动机额定功率的选择 4 校验过载能力由于n基本不变 P T 因此直接用PM校验 因为PM MTPN 2 22kW 44kWPLmax 24kW所以PM PLmax 过载能力合格 5 校验起动能力 8 6变动负载电动机额定功率的选择 TST STTN 1 8 216 7N m 390N m因为要求TST 1 1 1 2 TLST 1 1 1 2 300N m 330 360N m所以起动能力校验合格 二 需考虑起动 制动和停机过程时发热公式的修正 考虑起动 制动 停机的负载曲线 修正系数 交流电动机 0 5 0 25直流电动机 0 75 0 5 8 6变动负载电动机额定功率的选择 运行起动制动停机 大连理工大学电气工程系 8 6变动负载电动机