第5章_电力拖动系统电动机的选择

1、电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P1第五章第五章 电力拖动系统电电力拖动系统电动机的选择动机的选择 在研究电动机发热时，常把电动机温度与周围环境温度之在研究电动机发热时，常把电动机温度与周围环境温度之差称为差称为“温升温升”。显然，使用不同的绝缘材料的电动机，其最。显然，使用不同的绝缘材料的电动机，其最高允许温升是不同的。电动机铭牌上所标的温升是指所用绝缘高允许温升是不同的。电动机铭牌上所标的温升是指所用绝缘材料的最高允许温度与材料的最高允许温度与40之差，或称为额定温升，例如，国之差，或称为额定温升，例如，国产产Z272型直流电动机用的是型直流电动机用的是E级绝缘，其最高允

2、许温度是级绝缘，其最高允许温度是120，所以其铭牌上标的温升是，所以其铭牌上标的温升是80。对于异步电动机，其关系为对于异步电动机，其关系为 mTKK)85. 08 . 0( 选择电动机功率时，除考虑发热外，有时还要考虑电动机选择电动机功率时，除考虑发热外，有时还要考虑电动机的过载能力是否足够，因为各种电动机的短时过载能力都是有的过载能力是否足够，因为各种电动机的短时过载能力都是有限的。校验电动机的过载可按下列条件限的。校验电动机的过载可按下列条件 NTKTmaxT电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P2第一节第一节 电动机的发热和冷却及电动机工作制的分类电动机的发热和冷却及电动

3、机工作制的分类对于直流电动机，过载能力受换向所允许的最大电流值的限对于直流电动机，过载能力受换向所允许的最大电流值的限制。制。Z型直流电动机，在额定磁通下，可选为型直流电动机，在额定磁通下，可选为 25 . 1TK对于专为起重机、轧钢机、冶金辅助机械等设计的对于专为起重机、轧钢机、冶金辅助机械等设计的ZZ型和型和ZZY型电动机，以及同步电动机，型电动机，以及同步电动机， 35 . 2TK对于笼型异步电动机，有时还须进行起动能力的校验。对于笼型异步电动机，有时还须进行起动能力的校验。 一、电动机的发热过程一、电动机的发热过程Cu01221)1 (1)/1 (ppPPPPPPP电动机的发热是由于工

4、作时，电动机的发热是由于工作时，在其内部产生损耗在其内部产生损耗 造成的造成的 ，其值为其值为 P式中，式中， 为热流量（电动机单位时间内发出的热量）为热流量（电动机单位时间内发出的热量） 电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P3热平衡方程式为热平衡方程式为 tACtdddAtACdd整理得整理得令令 ， ，得基本形式的微分方程，得基本形式的微分方程TAC/WA/WtTdd其解为下列形式其解为下列形式TtQTtW/e)e1 (式中，式中， 为发热过程的起始温升。为发热过程的起始温升。 Q电动机的最高稳定温升可达电动机的最高稳定温升可达 APAmNN式中，式中， 电动机在额定功率电

5、动机在额定功率下运行时的损耗功率及热流量。下运行时的损耗功率及热流量。NN及P电动机发热过程的温升曲线电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P4NNN1APm对同样尺寸的电动机，欲使其额定功率提高，可由三方面入手对同样尺寸的电动机，欲使其额定功率提高，可由三方面入手:1）提高额定效率）提高额定效率 N2）提高散热系数）提高散热系数A 3）提高绝缘材料的允许温升）提高绝缘材料的允许温升 二、电动机的冷却过程二、电动机的冷却过程 电动机的冷却可能有两种情况。电动机的冷却可能有两种情况。其一是负载减小，电动机损耗其一是负载减小，电动机损耗功率功率P 下降时；其二是电动下降时；其二是电动机

6、自电网断开，不再工作，电机自电网断开，不再工作，电动机的动机的P 变为零。变为零。电动机冷却过程的曲线电动机在运行中只要电动机发出的热流量电动机在运行中只要电动机发出的热流量 或或 ，电动机温度就不会超过允许值。，电动机温度就不会超过允许值。 NNPP电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P5三、电动机工作制的分类三、电动机工作制的分类（一）连续工作制（一）连续工作制电动机连续工作时间很长，其电动机连续工作时间很长，其温升可达稳定值。属于这类的温升可达稳定值。属于这类的生产机械有水泵、鼓风机、造生产机械有水泵、鼓风机、造纸机、机床主轴等。纸机、机床主轴等。 （二）短时工作制（二）短

7、时工作制电动机的工作时间较短，在此电动机的工作时间较短，在此时间内温升达不到稳定值，而时间内温升达不到稳定值，而停车时间又相当长，电动机的停车时间又相当长，电动机的温度可以降到周围介质的温度，温度可以降到周围介质的温度，属此类的生产机械有机床的辅属此类的生产机械有机床的辅助运动机械、某些冶金辅助机助运动机械、某些冶金辅助机械、水闸闸门启闭机等。械、水闸闸门启闭机等。 连续工作制的曲线短时工作制的曲线电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P6（三）断续周期工作制（三）断续周期工作制 断续周期工作制的曲线在断续周期工作制中，负载在断续周期工作制中，负载工作时间与整个周期之比称工作时间与

8、整个周期之比称为负载持续率为负载持续率ZC %100%0tttZCgg连续周期工作制的功率负载图电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P7第二节第二节 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择一、常值负载下电动机功率的选择一、常值负载下电动机功率的选择 ZP在计算出负载功率在计算出负载功率 后，选择额定功率后，选择额定功率 NP在周围环境温度不同时，电动机功率可粗略地相应增减。环境在周围环境温度不同时，电动机功率可粗略地相应增减。环境温度低于温度低于30时，一般电动机功率也只增加时，一般电动机功率也只增加8。kkPPmm) 1(C400N环境温度环境温度 30 35 40 45

9、 50 55 电动机功率增电动机功率增减的百分数减的百分数 8 5 05 12.5 25 ZPNP电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P8必须指出，工作环境的海拔高度对电动机温升有影响，这是由必须指出，工作环境的海拔高度对电动机温升有影响，这是由于海拔高度越高，虽然气温降低越多，但由于空气稀薄，散热于海拔高度越高，虽然气温降低越多，但由于空气稀薄，散热条件大为恶化。这两方面的因素互相补偿，因此规定，使用地条件大为恶化。这两方面的因素互相补偿，因此规定，使用地点的海拨高度不超过点的海拨高度不超过1000m时，额定功率不必进行校正。当海时，额定功率不必进行校正。当海拔高度在拔高度在1

10、000m以上时，平原地区设计的电动机，出厂试验时以上时，平原地区设计的电动机，出厂试验时必须把允许温升降低，才能供高原地带应用。必须把允许温升降低，才能供高原地带应用。例例5-15-1 一台与电动机直接联结的离心式水泵，流量为一台与电动机直接联结的离心式水泵，流量为 扬程扬程20m，吸程，吸程5m，转速为，转速为 ，泵的效率，泵的效率 ，试选择电动机。，试选择电动机。/hourm903r/min290078. 0B解解 水泵在电动机轴上的负载功率为：水泵在电动机轴上的负载功率为：310BzHVP式中，式中，V泵每秒排出的水量（泵每秒排出的水量（ ） /sm3水的比重水的比重 3N/m9810H

11、排水高度排水高度 （m） 泵的效率，活塞式泵为泵的效率，活塞式泵为0.80.9，高压离心泵为，高压离心泵为0.50.8，低压离心泵为，低压离心泵为 0.30.6；B电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P9传动机构效率，直接联接为传动机构效率，直接联接为0.951，皮带传动为，皮带传动为0.9 kW3 . 8kW1095. 078. 0)520(98103600903ZP选择选择JO-51-2型异步电动机即可，其数据为：型异步电动机即可，其数据为： kW10NPV380NUr/min2920Nn对选用的电动机不必进行发热校验。对选用的电动机不必进行发热校验。 二、变化负载下电动机功

12、率的选择二、变化负载下电动机功率的选择电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P10在变化负载下所使用的电动机，一般是为常值负载工作而设计在变化负载下所使用的电动机，一般是为常值负载工作而设计的。因此，这种电动机用于变化负载下的发热情况，必须进行的。因此，这种电动机用于变化负载下的发热情况，必须进行校验。所谓发热校验，就是看电动机在整个运行过程中所达到校验。所谓发热校验，就是看电动机在整个运行过程中所达到的最高温升是否接近并低于允许温升，因为只有这样，电动机的最高温升是否接近并低于允许温升，因为只有这样，电动机的绝缘材料才能充分利用而又不致过热。的绝缘材料才能充分利用而又不致过热。

13、变化负载下电动机功率选择的一般步骤如下：变化负载下电动机功率选择的一般步骤如下：)(tfTZ1）计算并绘制生产机械负载图）计算并绘制生产机械负载图 或或 。)(tfPZ2）预选电动机的功率。）预选电动机的功率。 niniZiZZZdttPtttPtPP11212211niniZiZZZdttTtttTtTT11212211在过渡过程中，可变损耗与电流平方成正比，电动机发热较为在过渡过程中，可变损耗与电流平方成正比，电动机发热较为严重，电动机额定功率按下式预选严重，电动机额定功率按下式预选 ZdP)6 . 11 . 1 (NPNP9550)6 . 11 . 1 (NnTZd电气传动自动控制系统电

14、气传动自动控制系统Chp2，P113）作出电动机的负载图）作出电动机的负载图 ，作图时已考虑了电动机的稳定运转，作图时已考虑了电动机的稳定运转及过渡过程等工作情况。及过渡过程等工作情况。4）进行发热、过载能力及必要时的起动能力校验。）进行发热、过载能力及必要时的起动能力校验。下面着重介绍校验发热的方法：下面着重介绍校验发热的方法：（一）平均损耗法（一）平均损耗法ZZZZttttACtPt0000ddddAAPAtztPttddtztdzz/dd00niniidttPP11电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P12（二）等效法（二）等效法1等效电流法等效电流法 Cui0ppPi20

15、iCIp （式中（式中C为常数为常数 ）把平均损耗中的可变损耗把平均损耗中的可变损耗 所对应的电流称为等效电流所对应的电流称为等效电流 dPdxIniniininiidxttICpttCIpCIp1120112020)(niniidxttII112等效电流法，就是按照损耗相等的原则，求出一个等效的不变等效电流法，就是按照损耗相等的原则，求出一个等效的不变的电流的电流 来代替变化的负载电流来代替变化的负载电流 （对于交流异步电（对于交流异步电动机，应为定子电流），如果预选电动机的额定电流满足下列动机，应为定子电流），如果预选电动机的额定电流满足下列条件：条件：则发热校验通过。则发热校验通过。 d

16、xI)(tfI dxINI电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P132等效转矩法等效转矩法 niniidxttTT112有时已知的不是负载电流图，而有时已知的不是负载电流图，而是转矩图是转矩图 ，可以写成转矩形式，可以写成转矩形式 NNN9550nPT 3等效功率法等效功率法 等效功率法是当转速基本不变等效功率法是当转速基本不变时由等效转矩法引出来的。时由等效转矩法引出来的。 iniindxttPP11NT如果预选电动机的额定转矩如果预选电动机的额定转矩 ，则发热校验通过。，则发热校验通过。 可由预选电动机的额定功率及额定转速算出，即可由预选电动机的额定功率及额定转速算出，即 d

17、xTNT如如 ，则电动机的发热校验即告通过。同样，必须进行，则电动机的发热校验即告通过。同样，必须进行功率过载能力的校验。功率过载能力的校验。dxPNP电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P14有起、制动，停歇时间的变化负载电流图（三）有起动、制动及停歇（三）有起动、制动及停歇过程时校验发热公式的修正过程时校验发热公式的修正以右图所示的负载电流图为以右图所示的负载电流图为例例 00321323222121taattattItItIIdx（四）等效法在非恒值变化（四）等效法在非恒值变化负载下的应用负载下的应用 如果非恒值变化负载如左如果非恒值变化负载如左图的电流图所示图的电流图所示

18、 ttittiItttdx02002ddd用直线段代替曲线变化负载电流图电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P15另一种较简便的方法是把变化曲线分成许多直线段，求出各段另一种较简便的方法是把变化曲线分成许多直线段，求出各段的等效值，然后求出等效电流值。的等效值，然后求出等效电流值。 3d11221210111ItttItItdx32554245IIIIIdx 例例 5-25-2 右图中绘出了具有尾绳和右图中绘出了具有尾绳和摩擦轮的矿井提升机的示意图。电动摩擦轮的矿井提升机的示意图。电动机直接与摩擦轮机直接与摩擦轮1相联结，摩擦轮旋相联结，摩擦轮旋转，靠摩擦力带动绳子及罐笼转，靠摩

19、擦力带动绳子及罐笼3（内（内有矿车及矿物有矿车及矿物G）提升或下放。尾绳）提升或下放。尾绳系在两罐笼之下，以平衡提升机左右系在两罐笼之下，以平衡提升机左右两边绳子的重量。提升机用双电动机两边绳子的重量。提升机用双电动机拖动，试计算电动机功率。已知下列拖动，试计算电动机功率。已知下列数据：数据：1、井深、井深 m915H2、负载重、负载重 N58800G具有尾绳和摩擦轮的矿井提升机示意图电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P163、每个罐笼（内有一空矿车）重、每个罐笼（内有一空矿车）重N771503G4、主绳与尾绳每米重、主绳与尾绳每米重 N/m1064G5、摩擦轮直径、摩擦轮直径

20、 m44. 61d6、摩擦轮飞轮惯量、摩擦轮飞轮惯量221mN2730000GD7、导轮直径、导轮直径 m52d8、导轮飞轮惯量、导轮飞轮惯量 222mN584000GD9、额定提升速度、额定提升速度 m/s16Nv10、提升加速度、提升加速度 21m/s89. 0a11、提升减速度、提升减速度 23m/s1a12、周期长、周期长 s2 .89zt13、摩擦用增加负载重的、摩擦用增加负载重的20%考虑考虑 电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P17解解 预选电动机功率预选电动机功率 10002 . 1NGvkP 式中式中 考虑起动及制动过程中加速转矩的系数，考虑起动及制动过程中加

21、速转矩的系数， 取取 ，则，则25. 12 . 1k25. 1kkW1400kW100016588002 . 125. 1P每个电动机的功率为每个电动机的功率为 700kWr/min5 .47r/min44. 61660601NNdvn对于功率为对于功率为700kW，转速为，转速为47.5r/min的电动机，的电动机，飞轮矩飞轮矩 22mN1065000DGDmN227203mN244. 6588002 . 122 . 11dGTz阻转矩阻转矩 s18s89. 0161N1avt加速时间加速时间 电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P18m2 .144m1889. 0212122

22、111tah加速阶段罐笼行经高度加速阶段罐笼行经高度 减速时间减速时间 s16s1163N3avt减速阶段罐笼行经高度减速阶段罐笼行经高度 m128m161212122333tah稳定速度罐笼行经高度稳定速度罐笼行经高度 312hhHhm7 .642m128m3 .144m915稳定速度运行时间稳定速度运行时间 s2 .40s167 .642N22vht停歇时间停歇时间 sstttttz15)162 .40182 .89(3210折算到电动机轴上系统总的飞轮矩折算到电动机轴上系统总的飞轮矩 222baGDGDGD式中式中 系统中转动部分的飞轮矩；系统中转动部分的飞轮矩； 系统中直线运动部分的飞

23、轮矩系统中直线运动部分的飞轮矩 2aGD2bGD电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P19导轮转速导轮转速 r/min61r/min51660602N2dvn二导轮折算到电动机轴上的飞轮惯量二导轮折算到电动机轴上的飞轮惯量2222N22222mN1926262mN5 .4761584000222nnGDGD)(22222122GDGDGDGDDa22mN6780000mN)192000027300002130000(系统直线运动部分总重系统直线运动部分总重 LGGGG432式中式中 m1920m)909152(902 HLN416700N)192010677150258800(G

24、系统直线运动部分重量折算到电动机轴上的飞轮矩系统直线运动部分重量折算到电动机轴上的飞轮矩 22222N2N2mN17253838mN5 .4716416700365365nvGGDb电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P20系统总飞轮矩系统总飞轮矩 22222mN24040100mN)172538386786262(baGDGDGD加速阶段的加速转矩加速阶段的加速转矩 mN169171mN185 .4737524040100375dd3751N2121tnGDtnGDTa减速阶段的动态转矩减速阶段的动态转矩 mN190317mN165 .4737524040100375dd375

25、3N2323tnGDtnGDTa电动机转矩电动机转矩 azTTT加速阶段：加速阶段： s181tmN396374mN)169171227203(1T稳定运行阶段：稳定运行阶段： s2 .402tmN2272032T减速阶段：减速阶段：s163tmN36886mN)190317227203(3T电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P21停歇阶段：停歇阶段： s150t00T按负载图，求出等按负载图，求出等效转矩效转矩 00321323222121taattattTtTtTTdx75. 0a式中，散热恶化系数式中，散热恶化系数 5 . 00amN259386mN155 . 01675

26、. 02 .401875. 016368862 .4022720318396374222dxT过载能力校验：过载能力校验： 253. 12593863963741dxTT两电机的等效功率两电机的等效功率 kW12909550NnTPdxdxkW1400NdxPP电动机发热及过载能力的校验均可通过。电动机发热及过载能力的校验均可通过。 矿井提升的负载图电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P22第三节第三节 短时工作制电动机的选择短时工作制电动机的选择一、选用为连续工作制而设计的电动机一、选用为连续工作制而设计的电动机gt设短时功率为设短时功率为 ，时间为，时间为 。如果选择连续工作

27、制电动机，由。如果选择连续工作制电动机，由发热观点，电动机不能得到充分利用发热观点，电动机不能得到充分利用 。 gPAPAPWTtgggN/)e1 (短时工作时的功率和温度曲线图当k=1时的关系曲线电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P23TtTtgQggkPP/Ne1e1按发热观点的功率过载倍数按发热观点的功率过载倍数 例例 5-35-3 大型车床刀架快速移动机构，其拖动电机是短时工大型车床刀架快速移动机构，其拖动电机是短时工作制，刀架重作制，刀架重5300N ，移动速度移动速度15m/min ，传动比，传动比100r/m ，动，动摩擦系数摩擦系数0.1，静摩擦系数，静摩擦系数

28、0.2，传动效率，传动效率0.1，试选择电动机的，试选择电动机的功率。功率。解解 刀架移动时，电动机的负载功率刀架移动时，电动机的负载功率 100060vGPz式中，式中，G刀架重；刀架重；摩擦系数（起动时摩擦系数（起动时0.2，移动时，移动时0.1）；）； v移动的速度（移动的速度（r/min）；）； 传动效率。传动效率。 kW33. 1kW1 . 0100060151 . 05300zP按发热观点可选额定功率为的连续工作制电动机，此时按发热观点可选额定功率为的连续工作制电动机，此时QgPNP电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P24式中式中 0.9考虑交流电网波动考虑交流电网

29、波动10%；KT交流电动机的过交流电动机的过载倍数载倍数 。必须校验起动能力：必须校验起动能力：由于静摩擦系数为动摩擦系数的两倍，故起动负载的功率为：由于静摩擦系数为动摩擦系数的两倍，故起动负载的功率为：kW66. 2kW33. 122zzstPP电动机能发出的起动功率为：电动机能发出的起动功率为： kW98. 1kW1 . 18 . 1NPKPstst由于由于 ，故起动能力校验通不过。，故起动能力校验通不过。 zststPP 起动转矩倍数起动转矩倍数 ，过载倍数，过载倍数 8 . 1stKA68. 21NIV380NU如果由产品目录，初选如果由产品目录，初选 型笼型异步电动机，其数据型笼型异

30、步电动机，其数据为：为： 421JO2kW82. 0kW29 . 033. 19 . 033. 122TTgKKPNPr/min1410NnkW1 . 1NP2TK电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P252TK改选改选 型，型， 422JO2kW5 . 1NPr/min1410Nn8 . 1stKkW7 . 2kW5 . 18 . 1NPKPstst二、选用专为短时工作制而设计的电动机二、选用专为短时工作制而设计的电动机我国专为短时工作制设计的电动机，其工作时间为我国专为短时工作制设计的电动机，其工作时间为15min、30min、60min、90min四种。对于某一电动机，对应

31、不同的工四种。对于某一电动机，对应不同的工作时间，其功率是不同的，其关系为作时间，其功率是不同的，其关系为 ，显，显然其过载倍数也是不同的，其关系为然其过载倍数也是不同的，其关系为 。 90603015PPPP906030152TK8 . 1stKr/min1430NnkW2 . 2NP为了提高可靠性，可选用为了提高可靠性，可选用 型，型， 431JO2此时此时 ，起动能力校验可通过。，起动能力校验可通过。 zstPstP电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P26当电动机实际工作时间当电动机实际工作时间tgx与标准值与标准值tg不同时，应把不同时，应把tgx下的功率下的功率Px换

32、算到换算到tg下的功率下的功率Pg ，再按，再按Pg来进行电动机功率的选择或发来进行电动机功率的选择或发热校验。热校验。 1gxggxgxgttkttPPggxxgttPP 第四节第四节 断续周期工作制电动机的选择断续周期工作制电动机的选择这类电动机的共同特点是起动能力强、过载能力大、惯性小这类电动机的共同特点是起动能力强、过载能力大、惯性小（飞轮惯量小）、机械强度大、绝缘材料的等级高、较多采用（飞轮惯量小）、机械强度大、绝缘材料的等级高、较多采用封闭式结构、临界转差率（对于笼型异步电动机）设计得较高。封闭式结构、临界转差率（对于笼型异步电动机）设计得较高。对一台具体的电动机而言，不同负载持续

33、率对一台具体的电动机而言，不同负载持续率ZC时，其额定时，其额定输出功率不同。以国产的一台起重机用绕线转子异步电动机为输出功率不同。以国产的一台起重机用绕线转子异步电动机为例，其型号及数据见下表。例，其型号及数据见下表。电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P271%xxxZCZCkZCZCPP%ZCZCPPxx如果负载持续率如果负载持续率 ，可按短时工作制选择电动机；另外，可按短时工作制选择电动机；另外，如如 ，可按连续工作制选择电动机。，可按连续工作制选择电动机。 %10% xZC%70% xZC电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P28 例例 5-4 5-4 电

34、动机的负载图如右图，试校验电动机的负载图如右图，试校验JZR42-8型绕线转型绕线转子异步电动机能否适用，该电动机在子异步电动机能否适用，该电动机在 负载持续率负载持续率 时，额定功率为时，额定功率为 ，额定转速，额定转速 ，过载倍，过载倍数数 。假定电动机为他扇冷式，而且在不同输出功率时，。假定电动机为他扇冷式，而且在不同输出功率时，其功率因数不变。其功率因数不变。%25% ZCkW16NPr/min720Nn3解解： 由于负载图第一阶段，转速是变化的，故不能直接用等由于负载图第一阶段，转速是变化的，故不能直接用等效功率法进行发热校验。效功率法进行发热校验。 在电动机工作期间的等效功率在电动

35、机工作期间的等效功率 kW5 .15kW205201252522dxP%275 .92205%xZCkW5 .15dxxPP%25% ZCkW1 .16kW%25%275 .15P断续周期性工作制电动机的负载图电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P29kW16P则则由于由于 ，故，故JZR42-8型电机不能适用，必须改选功率较大型电机不能适用，必须改选功率较大的电动机。的电动机。 PP N第五节第五节 笼型异步电动机允许小时合闸次数的确定笼型异步电动机允许小时合闸次数的确定 笼型异步电动机在带动某些生产机械时，起动制动很频笼型异步电动机在带动某些生产机械时，起动制动很频繁，每小时

36、合闸次数达繁，每小时合闸次数达600次以上。此时由于起动与制动过程次以上。此时由于起动与制动过程的能量损耗较大，往往会造成电动机的严重发热，因此笼型异的能量损耗较大，往往会造成电动机的严重发热，因此笼型异步电动机每小时允许合闸次数根据发热条件是有限制的。选择步电动机每小时允许合闸次数根据发热条件是有限制的。选择在这种情况下工作的电动机，必须进行小时合闸次数的校验，在这种情况下工作的电动机，必须进行小时合闸次数的校验，每小时实际的合闸次数必须低于允许的合闸次数，检验才算通每小时实际的合闸次数必须低于允许的合闸次数，检验才算通过，电动机连续工作才不致过热。过，电动机连续工作才不致过热。)(97.

37、0)1 ()(36000NNTQWAAZCaPZCPPNTQWAAZCaPZCPP)1 ()(37000NN如果电动机稳速运转时，其负载为额定负载，如果电动机稳速运转时，其负载为额定负载， NPPWTQAAZCaPN)1 (37000N电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P30第六节第六节 带冲击负载时电动机的选择带冲击负载时电动机的选择具有冲击负载的生产机械的负载图，其特点是负载在工作时间具有冲击负载的生产机械的负载图，其特点是负载在工作时间中作剧增及剧减地变化，并作周期性地交替。属于这种类型的中作剧增及剧减地变化，并作周期性地交替。属于这种类型的生产机械有冲床、压力机、轧钢机

38、、锻锤等。生产机械有冲床、压力机、轧钢机、锻锤等。具有冲击负载的生产机械广泛采用带飞轮的电力拖动系统，以具有冲击负载的生产机械广泛采用带飞轮的电力拖动系统，以帮助电动机克服冲击负载。飞轮起到了平衡负载的作用，使电帮助电动机克服冲击负载。飞轮起到了平衡负载的作用，使电动机的损耗降低，从而降低电动机的功率。动机的损耗降低，从而降低电动机的功率。带冲击负载机构的生产机械负载图某一台轧机的负载图电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P31介绍一下带附加飞轮拖动系统中电动机功率的选择问题。介绍一下带附加飞轮拖动系统中电动机功率的选择问题。选择的步骤如下：选择的步骤如下： 1）预选电动机。预选

39、电动机的额定负载取为）预选电动机。预选电动机的额定负载取为dTT)3 . 11 . 1 (N式中式中, 个工作循环的平均转矩，个工作循环的平均转矩，iiidttTT 2）预选附加飞轮的飞轮矩）预选附加飞轮的飞轮矩3）绘制电动机的负载图）绘制电动机的负载图 4）校验电动机的发热）校验电动机的发热 5）校验过载能力）校验过载能力电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P32第七节第七节 选择电动机功率的统计法或类比法选择电动机功率的统计法或类比法经过不断总结经验，目前已陆续得出一些生产机械选用电动机经过不断总结经验，目前已陆续得出一些生产机械选用电动机功率的实用方法。这些方法比较简便，但

40、有一定的局限性。功率的实用方法。这些方法比较简便，但有一定的局限性。 以机床制造业为例，目前我国对不同类型机床的主拖动电动机以机床制造业为例，目前我国对不同类型机床的主拖动电动机的功率采用统计分析法估算。的功率采用统计分析法估算。 式中式中 D工件的最大直径（工件的最大直径（m） 1、车床、车床54. 15 .36DP ( kW )式中式中 D工件的最大直径（工件的最大直径（m） 2、立式车床、立式车床88. 020DP ( kW )3、摇臂钻床、摇臂钻床 19. 10646. 0DP ( kW )式中式中 D最大的钻孔直径（最大的钻孔直径（mm） 电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Ch

41、p2，P334、外圆磨床、外圆磨床 KBP1 . 0( kW )式中式中 B砂轮宽度（砂轮宽度（mm）；）； K考虑砂轮主轴采用不同轴承时的系数，考虑砂轮主轴采用不同轴承时的系数， 5、卧式镗床、卧式镗床 7 . 1004. 0DP ( kW )式中式中 D镗杆直径（镗杆直径（mm） 6、龙门铣床、龙门铣床 16615. 1BP ( kW )式中式中 B工作台宽度（工作台宽度（mm） 而实际应用而实际应用 例如：我国例如：我国C660车床的工件最大直径为车床的工件最大直径为1250mm，按上列统计，按上列统计分析公式计算，电动机功率应为分析公式计算，电动机功率应为kW51kW100012505

42、 .3654. 1PkW60NP电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P34第八节第八节 电动机电流种类、形式、额定电压与额定转速电动机电流种类、形式、额定电压与额定转速的选择的选择一、电动机电流种类的选择一、电动机电流种类的选择二、电动机结构形式的选择二、电动机结构形式的选择三、电动机额定电压的选择三、电动机额定电压的选择四、电动机额定转速的选择四、电动机额定转速的选择 电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P35一一. 电动机种类的选择电动机种类的选择 选择电动机的原则是电动机性能满足生产机械要求的前选择电动机的原则是电动机性能满足生产机械要求的前提下，优先选用结构

43、简单、价格便宜、工作可靠、维护方便提下，优先选用结构简单、价格便宜、工作可靠、维护方便的电动机。主要考虑内容：的电动机。主要考虑内容：机械性能、调速性能、起动性能、机械性能、调速性能、起动性能、电源种类、经济性电源种类、经济性。 交流电动机优于直流电动机交流电动机优于直流电动机，交流异步电动机优于交流同交流异步电动机优于交流同步电动机步电动机，笼型异步电动机优于绕线式异步电动机笼型异步电动机优于绕线式异步电动机。 负载平稳，对起、制动无特殊要求的连续运行的生产机负载平稳，对起、制动无特殊要求的连续运行的生产机械，宜优先选用普通笼型异步电动机，普通的笼型异步电动械，宜优先选用普通笼型异步电动机，

44、普通的笼型异步电动机广泛用于机械、水泵、风机等。深槽式和双鼠笼是异步电机广泛用于机械、水泵、风机等。深槽式和双鼠笼是异步电动机用于大中功率，要求起动转距较大的生产机械、如空压动机用于大中功率，要求起动转距较大的生产机械、如空压机、皮带运输机等。机、皮带运输机等。 起动、制动比较频繁，要求有较大的起动、制动转矩的起动、制动比较频繁，要求有较大的起动、制动转矩的生产机械，如桥式起重机、矿井提升机、空气压缩机、不可生产机械，如桥式起重机、矿井提升机、空气压缩机、不可逆轧钢机等，应采用绕线式异步电动机。逆轧钢机等，应采用绕线式异步电动机。 电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P36 无调

45、速要求，需要转速恒定或要求改善功率因数的场合，无调速要求，需要转速恒定或要求改善功率因数的场合，应采用同步电动机，例如中、大容量的水泵，空气压缩机等。应采用同步电动机，例如中、大容量的水泵，空气压缩机等。 只要求几种转速的小功率机械，可采用变极多速只要求几种转速的小功率机械，可采用变极多速(双速、双速、三速、四速三速、四速)鼠笼式异步电动机，例如电梯、锅炉引风机和机鼠笼式异步电动机，例如电梯、锅炉引风机和机床等。床等。 调速范围要求在调速范围要求在1:3以上，且需连续稳定平滑调速的生产以上，且需连续稳定平滑调速的生产机械，宜采用他励直流电动机或用变频调速的鼠笼式异步电机械，宜采用他励直流电动机

46、或用变频调速的鼠笼式异步电动机，例如大型精密机床、龙门刨床、轧钢机、造纸机等。动机，例如大型精密机床、龙门刨床、轧钢机、造纸机等。 要求起动转距大，机械特性软的生产机械，使用串励或复要求起动转距大，机械特性软的生产机械，使用串励或复励直流电动机，例如电车、电机车、重型起重机等。励直流电动机，例如电车、电机车、重型起重机等。电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P37二二. 电动机型式的选择电动机型式的选择 (1) 安装型式的选择安装型式的选择 电动机安装型式按其位置的不同，电动机安装型式按其位置的不同，可分为卧式和立式两种。一般选卧式，立式电动机的价格贵，可分为卧式和立式两种。一般

47、选卧式，立式电动机的价格贵，只有在为了简化传动装置，必须垂直运转时才采用。只有在为了简化传动装置，必须垂直运转时才采用。 (2) 防护型式的选择防护型式的选择 为防止电动机受周围环境影响而不为防止电动机受周围环境影响而不能正常运行，或因电机本身故障引起灾害，必须根据不同的环能正常运行，或因电机本身故障引起灾害，必须根据不同的环境选择不同的防护型式。电动机常见的防护型式有开启式、防境选择不同的防护型式。电动机常见的防护型式有开启式、防护式、封闭式和防爆式护式、封闭式和防爆式4种。种。 开启式开启式 这种电机价格便宜，散热条件较好，但容易这种电机价格便宜，散热条件较好，但容易进入水气、水滴、灰尘、

48、油垢等杂物，影响电机的寿命及正常进入水气、水滴、灰尘、油垢等杂物，影响电机的寿命及正常运转，故只能用于干燥清洁的环境之中。运转，故只能用于干燥清洁的环境之中。电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P38 防护式防护式 这种电机一般防止水滴，等杂物落入机内，这种电机一般防止水滴，等杂物落入机内，但不能防止潮气及灰尘的侵入，故只能用于干燥和灰尘不多但不能防止潮气及灰尘的侵入，故只能用于干燥和灰尘不多又无腐蚀和爆炸性气体的环境。又无腐蚀和爆炸性气体的环境。 防闭式防闭式 这类电机又分为自冷式、强迫通风式和密封这类电机又分为自冷式、强迫通风式和密封式式3种，前两种电机，潮气和灰尘不易进入机

49、内，能防止任何种，前两种电机，潮气和灰尘不易进入机内，能防止任何方向飞溅的水滴和杂物侵入，适用于潮湿、多尘土、易受风方向飞溅的水滴和杂物侵入，适用于潮湿、多尘土、易受风雨侵袭，有腐蚀性蒸汽或气体的各种场合。密封式电机，一雨侵袭，有腐蚀性蒸汽或气体的各种场合。密封式电机，一般使用于液体般使用于液体(水或油水或油)中的生产机械，例如潜水泵等。中的生产机械，例如潜水泵等。 防爆式防爆式 在封闭结构的基础上制成隔爆型，增安型和在封闭结构的基础上制成隔爆型，增安型和正压型正压型3类，都适用于有易燃易爆气体的危险环境，例如油库、类，都适用于有易燃易爆气体的危险环境，例如油库、煤气站或矿井等场所。煤气站或矿

50、井等场所。 对于湿热地带、高海拔地区及船用电机等，还得选用有对于湿热地带、高海拔地区及船用电机等，还得选用有特殊防护要求的电机。特殊防护要求的电机。电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P39三三. 额定电压的选择额定电压的选择 电动机的额定电压的选择，取决于电力系统对该企业的供电动机的额定电压的选择，取决于电力系统对该企业的供电电压和电动机容量的大小。电电压和电动机容量的大小。 交流电动机电压等级的选择主要依使用场所供电电压等级交流电动机电压等级的选择主要依使用场所供电电压等级而定。一般低电压网为而定。一般低电压网为380V，故额定电压为，故额定电压为380V(Y或或接法接法)、

51、220/380V(/Y接法接法)，380/660V(/Y接法接法)3种；矿山及煤厂或种；矿山及煤厂或大型化工厂等联合企业，越来越要求使用大型化工厂等联合企业，越来越要求使用660V(接法接法)或或660/1140V(/Y接法接法)的电机。等电动机功率较大，供电电压为的电机。等电动机功率较大，供电电压为6000V或或10000V时，电动机的额定电压应选与之适应的高电压。时，电动机的额定电压应选与之适应的高电压。直流电动机的额定电压也要与电源电压相配合。一般为直流电动机的额定电压也要与电源电压相配合。一般为110V、220V和和440V。其中。其中220V为常用电压等级，大功率电机可提高为常用电压

52、等级，大功率电机可提高到到6001000V。当交流电源为。当交流电源为380V，用三相桥式可控硅整流，用三相桥式可控硅整流电路供电时，其直流电动机的额定电压应选电路供电时，其直流电动机的额定电压应选440V，当用三相半，当用三相半波可控硅整流电源供电时，直流电动机的额定电压应为波可控硅整流电源供电时，直流电动机的额定电压应为220V，若用单相整流电源，其电动机的额定电压应为若用单相整流电源，其电动机的额定电压应为160V。电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P40四四. 额定转速的选择额定转速的选择 额定功率相同的电动机，其额定转速越高，则电动机的体额定功率相同的电动机，其额定转

53、速越高，则电动机的体积越小，重量越轻，造价越低，一般地说电动机的飞轮距也越积越小，重量越轻，造价越低，一般地说电动机的飞轮距也越小。但生产机械的转速一定，电动机的额定转速越高，拖动系小。但生产机械的转速一定，电动机的额定转速越高，拖动系统传动机构的速比越大，传动机构越复杂。统传动机构的速比越大，传动机构越复杂。 电动机的飞轮距和额定转速电动机的飞轮距和额定转速 影响到电动机过渡程持续的影响到电动机过渡程持续的时间和过渡过程中的能量损耗。电动机的飞轮距和额定转速越时间和过渡过程中的能量损耗。电动机的飞轮距和额定转速越小，过渡过程越快，能量损耗越小。小，过渡过程越快，能量损耗越小。 因此，电动机额

54、定转速的选择，应根据生产机械的具体情因此，电动机额定转速的选择，应根据生产机械的具体情况，综合考虑上面所述的各个因素来确定。况，综合考虑上面所述的各个因素来确定。 电气传动自动控制系统电气传动自动控制系统Chp2，P411、对不需要调速的高、中速生产机械、对不需要调速的高、中速生产机械(如泵、鼓风机如泵、鼓风机)，可选择，可选择相应额定转速的电动机，从而省去减速传动机构。相应额定转速的电动机，从而省去减速传动机构。2、对不需要调速的低速生产机械、对不需要调速的低速生产机械(如粉碎机如粉碎机)，可选用相应的低，可选用相应的低速电动机或者传动比较小的减速机构。速电动机或者传动比较小的减速机构。3、

55、对经常起动、制动和反转的生产机械，选择额定转速时应、对经常起动、制动和反转的生产机械，选择额定转速时应主要考虑缩短起、制动时间以提高生产率。主要考虑缩短起、制动时间以提高生产率。4、对调速性能要求不高的生产机械，可选用多速电动机，或、对调速性能要求不高的生产机械，可选用多速电动机，或者选择额定转速稍高于生产机械的电动机配以减速机构，者选择额定转速稍高于生产机械的电动机配以减速机构，也可以选择电气调速的电力拖动系统。也可以选择电气调速的电力拖动系统。5、对调速性能要求较高的生产机械，应使电动机的最高转速、对调速性能要求较高的生产机械，应使电动机的最高转速与生产机械的最高转速相适应，直接采用电气调速。与生产机械的最高转速相适应，直接采用电气调速。电气传动自动控制系统电气传动自动控制