电动机的铭牌数据和选择

1、电动机的铭牌数据和选择,学时：3小时,主讲老师：刘遥生 电话第2单元,培训目标： 1、正确理解电动机铭牌数据的含义,学会正确使用电机。 2、掌握异步电动机定子三相绕组的联接方法和电压电流变化关系。 3、掌握电动机容量选择方法。,第2单元 电动机的铭牌数据和选择,培训内容： 2.1 电动机的铭牌认识； 2.2 电动机的选择；,2.1 电机的铭牌认识,2.1 电机的铭牌认识,何谓电机铭牌？,核电企业用 直流电机,在电机的底座，有一块标有对电机的一些机械量或电量所规定的牌子，称为铭牌。铭牌上所有的数据称为额定值。,2.1 电机的铭牌认识,2.1.1 直流电机铭牌认识国产,普

2、通民用 直流电机,1、铭牌数据 （1）额定功率 ； （2）额定电压 ； （3）额定电流 ； （4）额定转速 ； （5）励磁方式和额定励磁电流： （6）直流发电机的额定功率为： （7）直流电动机的额定功率为： （8）轴上输出的额定转矩：,2.1 电机的铭牌认识,2.1.1 直流电机铭牌认识国产,2、国产直流电机产品的型号 za-112/2-1 z直流电动机 a设计系列号 112中心高112mm 2极数 11号铁心,普通民用 直流电机,2.1 电机的铭牌认识,2.1.1 直流电机铭牌认识国产,例子1：某国产直流电机产品的型号110sz-52，其铭牌数据如图1所示。请问该电机的电压、电流、转速、功率

3、等额定值是多少？,普通民用小功率 直流电机,图1 直流电机铭牌,2.1 电机的铭牌认识,2.1.1 直流电机铭牌认识国产,作业：一台直流电动机，其额定功率pn=160kw，额定电压un=220v，额定效率n =90，额定转速nn=1500rmin，求该电动机的输入功率、额定电流及额定输出转矩各是多少？,（2）额定电流:,解：（1）额定输入功率:,2.1 电机的铭牌认识,2.1.1 直流电机铭牌认识国产,作业：一台直流电动机，其额定功率pn=160kw，额定电压un=220v，额定效率n =90，额定转速nn=1500rmin，求该电动机的输入功率、额定电流及额定输出转矩各是多少？,解：（3）额

4、定输出转矩:,2.1 电机的铭牌认识,2.1.2 直流电机铭牌认识进口,核电企业用 直流电机,进口直流电机铭牌,2.1 电机的铭牌认识,直流电机铭牌,2.1.2 直流电机铭牌认识进口,2.1 电机的铭牌认识,2.1.2 直流电机铭牌认识进口,例子2：某进口直流电机产品如图1所示，铭牌如图2所示。,图1西欧产直流电机,图2西欧产直流电机铭牌,2.1 电机的铭牌认识,2.1.2 直流电机铭牌认识进口,例子2：某进口直流电机产品如图所示，其铭牌数据如下，请问该电机的电枢电压、励磁电压、电枢电流、励磁电流、转速、功率等额定值是多少？,1. 铭牌,2.1 电机的铭牌认识,2.1.3 交流电机铭牌认识国产

5、,2. 铭牌数据,2.1 电机的铭牌认识,2.1.3 交流电机铭牌认识国产,转速,输出功率,电源电压,接线方法,防护等级,电机工作制,电机电流,电机型号,重量,电源频率,出厂日期,绝缘等级,(1). 型号,例如： y 112 m4,用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。,电机资料中列出了各种电动机的系列代号。,3. 铭牌数据含义,2.1.3 交流电机铭牌认识国产,异步电动机产品名称代号,(2). 接法,定子三相绕组的联接方法。,电机功率3kw-y联结,电机功率4kw-联结,接线盒,(2). 接法,定子三相绕组的联接方法。,w1,y 联结, 联结,电机功率3kw-y联结,电机功率4kw-联结,(

6、2). 接法,定子三相绕组的联接方法,一般在接线端子盖内有标注。,请问,该电机所接的是什么接线方法?,(3). 电压,例如：380/220v、y/ 是指线电压为 380v 时 采用 y联结；线电压为 220v 时采用 联结。,说明：一般规定，电动机的运行电压不能高于或低于额定值的 5% 。因为在电动机满载或接近满载情况下运行时，电压过高 或过低都会使电动机的电流大于额定值, 从而使电动机过热。,电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压值。,三相异步电动机的额定电压有380v，3000v 及6000v等多种。,(4). 电流,例如： y / 6.73 / 11.64 a 表示星形联结下电机的线电

7、流为 6.73a；三角形联结下线电流为 11.64a。两种接法下相电流均为 6.73a。*即,(5). 功率与效率,电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。,额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机械功率 p2，它不等于从电源吸取的电功率 p1。,注意：实用中应选择容量合适的电机，防止出现 “大马拉小车” 的现象。,(6). 功率因数,三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载时约为 0.7 0.9。空载时功率因数很低，只有 0.2 0.3。额定负载时，功率因数最高。,如： n n =1440 转/分 sn = 0.04,(8). 绝缘等级,指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分为a、e、b、f

8、、h五级，a级最低(105c)，e(120c) , b(130c) , f(155c) ,h级最高(180c)。,(7). 额定转速,电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。,转差率,在众多进口机中，如何认识电机，答案只有一个，哪就是看铭牌。,2.1.4 交流电机铭牌认识进口,进口电机的铭牌贴在机座上，如下图所示。,2.1.4 交流电机铭牌认识进口,铭牌,铭牌,欧洲电机的铭牌如图1所示。,2.1.4 交流电机铭牌认识进口,1、进口电机铭牌数据,2.1.4 交流电机铭牌认识进口,公司名称,电源种类,电源电压,型号,接线方式,电源频率,转速,功率,电流,功率因素,防爆等级,防护等级,温升,例1：一

9、台三相异步电动机，pn = 10kw， un = 380v， 接， nn = 1450r/min，n = 0.875， cosn = 0.87， tst / tn = 1.4， tm / tn = 2 。求：额定电流、额定 转矩、启动转矩、最大转矩；粗略描绘出机械特 性曲线。,解：,（nm）,（nm）,（nm）,（a）,a点：,b点：,c点：,d点：,o,t,机械特性曲线,例2：三相异步电动机，额定功率pn=10kw, 接, 额定转速nn=1450r/min,额定电流in=20a,tst/tn=1.2 , ist/in=7,过载系数=1.8 。求：额定转差率、额定转矩、 启动转矩、最大转矩、启

10、动电流,（2）额定转矩,（3）启动转矩,（4）最大转矩,（5）启动电流,牛顿米,牛顿米,解：,（1）额定转差率,2.2 电动机的选择,2.2.1 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。,3. 电压的选择,(1) 三相异步电动机的额定电压 380 v、3 000 v、6 000 v、10 000 v。 (2) 根据功率选择电压 pn200 kw 时，选择 un = 380 v。 pn200 kw 时，选择高压电机。

11、 一般大中型电动机选择 un = 6 000 v。 (3) 中小型直流电动机的额定电压 110 v、220 v、160 v、440 v。,由 220 v 单相桥式整流器供电,由 380 v 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。,6. 安装型式的选择 卧式、立式。,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。,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

12、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。 ,2.2.2 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 c d a dt = q dt q 热量（单位时间内产生的热量）。 c 热容量（温度每升高 1 k 所需的热量）。 a 散热系数 （ 为 1 k 时，每秒所散出的热量）。, 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。,2.2.3 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。,2

13、. 短时工作制（ s2 工作制） 标准运行时间：15、30、60、90 min。,应用 水闸启闭机、 冶金用的电动机、 起重机中的电动机。,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：twts 10 min。 应用 起重机、电梯、轧钢辅助机械中的电动机。,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

14、作制） 9. 负载和转速非周期变化工作制（ s9 工作制）,2.2.4 电机的允许输出功率,1. 额定功率的确定,a e b f h c 105 120 130 155 180 180,2. 工作制的影响 3. 环境温度的影响,一般： = 0.4 1.1,30 35 40 45 50 55 8% 5% 0 5% 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 1 000 m h 4 000 m h = 100 m，n 降低 1% ，p2 降低 0.5% 。,2.2.5 恒定负载电动机额定功率的选择,

15、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。,【例 9.5.1】 有一台由电动机直接拖动的离心水泵，流量 q = 0.04 m3/s，扬程 h = 8 m，效率m = 0.58， 转速 n = 1 440 r/min 。试选择电动机的额定功率。, 水的比重 r = 1 000 kg /m3。,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,

16、对于直接传动 t = 1，故,(3) 选择 pn pl 的电动机。 例如选择 pn = 5.5 kw， nn = 1 440 r/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。,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 。,当 twtwn 时，则上式可简化为,(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

17、为 fcn = 15% twn = 30 min fcn = 25% twn = 60 min fcn = 40% twn = 90 min 再按 (1) 中步骤进行计算。, 选择额定功率 pn pln 的电动机 。 校验起动能力（对三相笼型异步电动机而言）。, 选择 pn pln 的电动机 。 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, 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 。, 校验过载能力。 则 plnpl ，,（对笼型异步电动机而言）,【

18、例 9.5.2】 某生产机械为短时运行，每次工作时间 12 min，停机时间足够长，输出功率 pm = 20 kw，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 = 15 min 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 26.83 kw 。,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

19、pln 。,当 fcfcn 时，则, 选择 pn pln 的电动机 。 校验起动能力（对三相笼型异步电动机而言）。, 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。,【例 9.5.3】 有一断续周期工作的生产机械，运行时间 tw = 90 s，停机时间 ts = 240 s，需要转速 n = 700 r/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 = 275 nm。试选择电动机的额定功率。,(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,解：(1) 电动机的实际负载持续率,换算到标准负载持

20、续率时的负载功率,(3) 选择电动机的额定功率 pn21 kw 。,2.2.6 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 pn pn = ( 1.1 1.6 ) pl (4) 发热校验,(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,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

21、。 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。,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 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 tltn ，发热校验合格。, 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 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： ilmax iamax = (1.5 2) ian (

22、6) 校验起动能力 满足对 tst 和 ist 的要求。,【例 9.6.1】 某生产机械拟用一台转速为 1 000 r/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 = 18 kw，t1 = 40 s，pl2 = 24 kw，t2 = 80 s， pl3 = 14 kw，t3 = 60 s，pl4 = 16 kw，t4 = 70 s。起动时的负载转矩 tlst = 300 nm，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,= 18.4 kw,(2) 预选 y200l26 型三相异步电动机，该电动 机的 pn = 22 kw，nn = 970 r/min， st = 1.8， mt = 2.0。 (3) 进行发热校验（用等效功率法）,= 18.84 kw,由于 plpn，发热校验合格。,(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 = 222 kw = 44 kw plmax = 24 kw 所以 pmplmax ，过载能力合格。 (5) 校验起动能力,tst = st tn = 1.8216.7 nm = 390 nm 因为 要求 tst(