电动机的选择ppt课件

大连理工大学电气工程系,10.2电机的发热和冷却,10.2电机的发热和冷却,第10章电动机的选择,10.1电动机选择的基本内容,10.3电机的工作制,10.4电机的允许输出功率,10.5恒定负载电动机额定功率的选择,10.6变动负载电动机额定功率的选择,第10章电动机的选择,10.1电动机选择的基本内容,10.3电机的工作制,10.4电机的允许输出功率,10.5恒定负载电动机额定功率的选择,10.6变动负载电动机额定功率的选择,返回主页,电机与拖动,1,大连理工大学电气工程系,10.1电动机选择的基本内容,1.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2.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10章电动机的选择,2,大连理工大学电气工程系,3.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PN200kW时，选择UN=380V。PN200kW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。,10.1电动机选择的基本内容,3,大连理工大学电气工程系,4.转速的选择,5.外形结构的选择开启式、防护式、封闭式、密封式、防爆式。,10.1电动机选择的基本内容,4,大连理工大学电气工程系,开启式电动机,10.1电动机选择的基本内容,更多的图片,5,大连理工大学电气工程系,防护式电动机,Y系列（IP23）电动机是防护型自扇冷式笼型三相异步电动机,10.1电动机选择的基本内容,更多的图片,6,大连理工大学电气工程系,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,10.1电动机选择的基本内容,更多的图片,7,大连理工大学电气工程系,密封式电动机,Y系列（IP44）电动机是全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机,10.1电动机选择的基本内容,更多的图片,8,大连理工大学电气工程系,防爆式电动机（YB系列）,YB2-B35,10.1电动机选择的基本内容,更多的图片,9,大连理工大学电气工程系,6.安装型式的选择卧式、立式。,10.1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,10,大连理工大学电气工程系,B3型,10.1电动机选择的基本内容,更多的图片,11,大连理工大学电气工程系,B5型,10.1电动机选择的基本内容,更多的图片,12,大连理工大学电气工程系,B35型,10.1电动机选择的基本内容,更多的图片,13,大连理工大学电气工程系,立式电动机（V1型）,10.1电动机选择的基本内容,更多的图片,14,大连理工大学电气工程系,7.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。8.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。,10.1电动机选择的基本内容,15,大连理工大学电气工程系,10.2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CdAdt=QdtQ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10章电动机的选择,16,大连理工大学电气工程系,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。,10.2电机的发热和冷却,17,大连理工大学电气工程系,10.3电机的工作制,1.连续工作制（S1工作制）,应用通风机、水泵、纺织机、造纸机等。,第10章电动机的选择,18,大连理工大学电气工程系,2.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。,10.3电机的工作制,19,大连理工大学电气工程系,3.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：tWtS10min。应用起重机、电梯、轧钢辅助机械中的电动机。,10.3电机的工作制,20,大连理工大学电气工程系,4.包括起动的断续周期工作制（S4工作制）5.包括电制动的断续周期工作制（S5工作制）6.连续周期工作制（S6工作制）7.包括电制动的连续周期工作制（S7工作制）8.包括变速变负载的连续周期工作制（S8工作制）9.负载和转速非周期变化工作制（S9工作制）,10.3电机的工作制,21,大连理工大学电气工程系,10.4电机的允许输出功率,1.额定功率的确定,AEBFHC105120130155180180,2.工作制的影响3.环境温度的影响,一般：=0.41.1,第10章电动机的选择,22,大连理工大学电气工程系,3035404550558%5%05%12.5%20%,工程上也可以按下表对P2估算。,4.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P2PN。海拔1000mh4000mh=100m，N降低1%，P2降低0.5%。,10.4电机的允许输出功率,23,大连理工大学电气工程系,10.5恒定负载电动机额定功率的选择,1.连续运行的电动机选择工作制为S1的电动机。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。选择PN=PL或略大于PL的电动机。校验起动能力。,第10章电动机的选择,24,大连理工大学电气工程系,【例10.5.1】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,水的比重r=1000kg/m3。,10.5恒定负载电动机额定功率的选择,25,大连理工大学电气工程系,对于直接传动t=1，故,(3)选择PNPL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。,10.5恒定负载电动机额定功率的选择,26,大连理工大学电气工程系,2.短时运行的电动机,(1)选择工作制为S2的电动机选择标准运行时间与实际运行时间相同或相近的电动机。求出电动机的负载功率PL。将PL折算成标准运行时间的负载功率PLN。,10.5恒定负载电动机额定功率的选择,27,大连理工大学电气工程系,当tWtWN时，则上式可简化为,选择额定功率PNPLN的电动机。校验起动能力（对三相笼型异步电动机而言）。,10.5恒定负载电动机额定功率的选择,28,大连理工大学电气工程系,(2)选择工作制为S3的电动机将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再按(1)中步骤进行计算。,10.5恒定负载电动机额定功率的选择,29,大连理工大学电气工程系,选择PNPLN的电动机。校验起动能力。如果tW(0.30.4)，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,求出电动机的负载功率PL。将PL折算成S1工作制时的负载功率PLN。,10.5恒定负载电动机额定功率的选择,校验过载能力。则PLNPL，,（对笼型异步电动机而言）,30,大连理工大学电气工程系,【例10.5.2】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PN26.83kW。,10.5恒定负载电动机额定功率的选择,31,大连理工大学电气工程系,3.断续周期运行的电动机,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。求出电动机的负载功率PL。将PL换算成标准负载持续率时的负载功率PLN。,当FCFCN时，则,选择PNPLN的电动机。校验起动能力（对三相笼型异步电动机而言）。,10.5恒定负载电动机额定功率的选择,如果FC10%，可按短时运行选择电动机。如果FC70%，可按连续运行选择电动机。,32,大连理工大学电气工程系,【例10.5.3】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=275Nm。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,10.5恒定负载电动机额定功率的选择,33,大连理工大学电气工程系,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PN21kW。,10.5恒定负载电动机额定功率的选择,34,大连理工大学电气工程系,10.6变动负载电动机额定功率的选择,1.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=(1.11.6)PL(4)发热校验,第10章电动机的选择,35,大连理工大学电气工程系,(4)发热校验,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,10.6变动负载电动机额定功率的选择,36,大连理工大学电气工程系,如果PalLPalN，发热校验合格。否则需加大电动机的PN，再做发热校验。,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。,10.6变动负载电动机额定功率的选择,37,大连理工大学电气工程系,当ILIN，发热校验合格。否则需加大电动机的PN，再做发热校验。等效转矩法适用于电动机的P0和R不变且TI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TLTN，发热校验合格。,10.6变动负载电动机额定功率的选择,38,大连理工大学电气工程系,等效功率法,适用于电动机的P0和R不变，TI，且n基本不变的情况。由于n不变，有PT，则等效负载功率为,只要PLPN，发热校验合格。(5)校验过载能力交流电动机：TLmaxTM=MTTN直流电动机：ILmaxIamax=(1.52)IaN(6)校验起动能力满足对Tst和Ist的要求。,10.6变动负载电动机额定功率的选择,39,大连理工大学电气工程系,10.6变动负载电动机额定功率的选择,【例10.6.1】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=300Nm，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,40,大连理工大学电气工程系,10.6变动负载电动机额定功率的选择,(2)预选Y200L26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PLPN，发热校验合格。,41,大连理工大学电气工程系,10.6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，PT，,因此直接用PM校验。,因为PM=MTPN=222kW=44kWPLmax=24kW所以PMPLmax，过载能力合格。(5)校验起动能力,42,大连理工大学电气工程系,10.6变动负载电动机额定功率的选择,Tst=stTN=1.8216.7Nm=390Nm因为要求Tst(1.11.2)TLst=(1.11.2)300Nm=330360Nm所以起动能力校验合格。,43,大连理工大学电气工程系,2.需要考虑起动、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，=0.5,10.6变动负载电动机额定功率的选择,运行起动制动停机,44,大连理工大学电气工程系,10.6变动负载电动机额定功率的选择,【例10.6.2】一生产机械拟采用他励直流电动机拖动。用转矩表示的负载曲线如图所示。图中TL1=60Nm，t1=5s，TL2=4