10电力拖动系统中电动机的选择课件

第10章电力拖动系统中电动机的选择电动机的发热与冷却规律1.电动机长期运行，负载不变，总损耗不变2.电动机本身各部分温度均匀3.周围环境温度不变假设条件：单位时间产生的热量：Q温升：散热系数：A电动机的热容量:C热平衡方程式表示温升为1度时，每秒钟的散发到周围介质中的热量。某物质的比热与该物质质量的乘积。即电动机温度每升高1度所需的热量。单位：焦耳/开发热时间常数温升曲线电动机的允许温升:为保证电动机的安全运行和使用寿命，电动机各部分的允许温升的最大值.电动机中耐热能力最差的是绕组中的绝缘材料。绝缘材料的等级：AEBFH电动机的工作制电动机的温升不仅取决于电动机发热和冷却的情况，而且还与负载持续工作的时间长短有关。1、连续工作制温升达不到稳态值，但能下降到零2、短时工作制我国规定的短时工作制的标准时间有15min；30min；60min；90min。如水闸闸门启闭机，机床辅助机构3、周期性断续工作制一个周期小于10分钟。在一个周期内，温升既不能达到稳态值，也不能下降到零。因此每经过一个周期温度上升一些，经过很多个周期后温度将在某一范围内上下波动。如起重机、电梯、轧钢辅助机械等。我国规定的标准负载持续率有15%，25%，40%，60%四种。负载持续率：负载工作时间与整个周期之比仅根据发热情况来确定电动机的容量是不够的，还要考虑过载能力是否足够，起动转矩是否足够。电动机的一般选择一、电动机种类的选择：考虑因素：机械特性、调速性能、启动性能、电源要求负载变化时转速仍恒定或要求改善功率因数时，如大中型空气压缩机、球磨机等，可采用同步电动机，要求起动转矩、机械特性软时，如电车、重型起重机等，可采用串励或复励直流电动机，二、电动机型式的选择安装方式：卧式or立式轴伸个数：单轴伸or双轴伸防护方式：开启式or防护式or封闭式or防爆式三、电动机额定电压的选择四、电动机额定转速的选择额定功率相同的电动机：额定转速越高，则体积越小，造价越低。电动机的转子越细长，则转动惯量越小，启动和制动时间越短。一般情况下，多选同步转速为1500r/min的异步电动机。应根据具体负载的运行要求和电动机与传动机构的经济性综合考虑。电动机额定功率的选择1、计算负载功率2、根据负载功率和工作方式预选电动机的额定功率3、校核预选电动机：温升、过载能力、起动能力。很多情况下，电动机的负载功率具有周期性变化特点，一个周期t1内的平均负载功率PLd为：连续工作制电动机额定功率的选择1、常值负载下电动机额定功率的选择由于是常值负载，不需要进行温升校验；也不需进行过载能力校验；一般也不需进行起动能力校验，若选用笼型异步电动机，非轻载起动时需要校验起动能力。2、变化负载下电动机额定功率的选择先求平均负载：考虑到在过渡过程中，电动机发热较为严重，增加一个1.1～1.6的系数：对于起动制动频繁的负载，要取较大的系数值温升校验：（1）平均损耗法电动机带周期性变化负载，经一段时间后，电动机的温升变化进入了稳态循环。在一个稳态循环周期中，电动机发出的总热量可认为是其发出的平均热量Qd与周期时间tt的乘积，该热量应等于散发到周围介质中的热量：0.24为热功当量系数。为电动机的平均损耗功率。温升校验：（1）平均损耗法缺点：要查每一个阶段的效率曲线，分段计算，较为繁琐。满足：即可温升校验：（2）等效电流法满足：即可推导过程中认为空载损耗P0和比例系数C均为常数。而经常起动制动的异步电机，深槽式、双鼠笼异步电机不满足这些条件，不能采用等效电流法。温升校验：（3）等效转矩法直流电动机：满足：即可异步电动机：当每极磁通和功率因数角不变时，电磁转矩与电流成正比。温升校验：（4）等效功率法转速n不变时，P与T成正比。满足：即可在运用上述等效法检验发热时，若遇到电动机负载图中某段负载不为常数时，则需要把这一段负载等效为常值，然后再用等效法进行发热校验。直流电动机：异步电动机：

例题某生产机械拟采用四极绕线式转子异步电动机拖动，已知电动机的转矩曲线，第一段是起动，第四段是制动，各段的时间为：t1=10s;t2=40s;t3=50s;t4=15s;停歇时间为20s。请选择合适的拖动电动机。解：

短时工作制电动机额定功率的选择1、选用短时工作制电动机同一台电动机在不同工作时间所标明的额定功率是不同的，工作时间越短，额定功率越大。当实际工作时间接近或等于标准工作时间时，只需选用该标准工作时间的电动机，且：当实际工作时间与标准工作时间相差比较大时，应选择与实际工作时间最接近的标准工作时间，根据发热量相同，即损耗相同进行折算：2、选用连续工作制电动机式中：热过载倍数还需校核过载能力和起动能力。选择：若，则选择：一般来说，普通直流电动机K=1~1.5；冶金专用直流电动机K=0.5~0.9；冶金专用中小型三相绕线式异步电动机K=0.45~0.6；冶金专用大型三相绕线式异步电动机K=0.9~0.1；普通鼠笼式三相异步电动机K=0.5~0.9；周期性断续工作制电动机额定功率的选择如果负载持续率小于10%，可按短时工作制选电动机；如果负载持续率大于70%，可按连续工作制选电动机。我国规定的标准负载持续率有15%，25%，40%，60%四种。1、选择周期性断续工作制电动机同一台电动机在不同负载持续率下，所具有的额定功率是不同的，负载持续率越低，额定功率越大。根据:计算负载功率平均值。注意：计算中不应包含停歇时间，因为已经在负载持续率中考虑了。如果实际负载持续率与某个标准负载持续率接近或相同，就选择该标准负载持续率的电动机，且：当实际负载持续率与标准负载持续率相差比较大时，应选择与实际工作时间最接近的标准工作时间，并进行折算：然后再校核过载能力和起动能力。2、选用连续工作制电动机把周期性断续负载视为包括了起动、运行、制动、停歇阶段在内的连续工作制的变化负载，利用连续工作制的有关公式进行计算、选择、校验。环境温度修正电动机的实际额定功率P:负载功率的计算针对具体生产机械的情况进行计算离心式水泵起重机泵的流量水的扬程泵的效率传动机构效率例题离心式水泵：请为其选择电动机。电动机与水泵连接无传动机构。因为泵类负载起动时负载转矩很小，故不需校验起动能力。因为水泵工作稳定后是功率是恒定的，故不需校验过载能力。例题某直流电动机，参数如下：请校