设计过程中电机功率的计算

电动机功率计算电动机的功率计算，对于港口设备的设计是重要的，当设计值偏大会影响效益及港口的投资，当设计值偏小可能造成电机过载，不能正常运行，所以必须重视电动机的功率计算。电动机功率估算（1）此公式由机械方面提供，供电气传动设计者参考，但是从电气传动及机电一体化观点看，有值得商确的地方，现讨论如下。公式； P=10XVXG/0・8X60式中P——电动机功率KWV 速度M/minG——物体重量T上式还可简化为P=0.2VG此公式可用吗？，客观看在某些特定条件下可估算，但在很多负载下是不能估算的。电动机功率简化计算（2）所谓简单计算，可以视为不使用力矩（N・m）折算的较复杂精确计算。电动机港口使用最多的有普通异步电动机、变频器专用异步电动机、铙线式电动机、直流电动机等。确定异步电动机的容量时应考虑；1）电动机的容量应大于负载所需要的功率。2）负载所需的启动转矩和电动机最大转矩相比，后者要有足够的裕量。3）即当电源电压降低额定值的10%时，电动机也能够需出所需要的转矩。4）应在规定的温升范围内工作，不能影响电机的寿命。5）考虑电力传动机构的效率以及负载的变化，要留有一定的裕量。6）了解负载的性质，选择适合的电机运行方式（a连续工作制、b短时工作制、c重复工作制）。电机容量由下式考虑；电机容量=（传动负载的动力）+（负载加速的动力/减速到所需速度的动力）负载的特性有很多种，比较典型的有重力负载、摩擦负载、流体负载等，所以不可能用一个简单公式，来估算各种不同的负载。一、重力负载计算；起重机、升降机、电动葫芦等。P=VW/〃X10T式中；P 功率KWW 额定重量+吊钩重量+钢丝绳重量，NV 提升速度m/sn 机械效率（齿轮传动n=o.94〜0.98）（蜗轮传动n=0.5〜0.8）

二、摩擦负载计算；起重机升降机的横移、行走机构，导轨上移动的台车等。1、水平移动的摩擦负载计算；p=®vw/n式中；w 负载重量t① 阻力系数kg/t （取5〜20kg/t）V 速度m/s2、斜面移动的摩擦负载计算；（河港斜坡缆车、矿山斜坡缆车等）P=VW(sin8+wcos。)/n式中;斜面倾斜角度速度m/s斜面倾斜角度速度m/s阻力系数kg/t（取5〜20kg/t）负载重量tV①W裕量系数裕量系数1.1〜1.5液体的密度水为1.0kg/m3（其它液体应查表）流量m3/min全扬程m泵的效率（在0.6〜0.83之间）三、流体负载的计算；（水泵等）1、水泵负载计算（也可询问厂家）P=kpQH/6.12np式中；kpQHnp2、风扇，风机负载计算（也可询问厂家）P=kQH/qX10rk 裕量系数（1.1〜1.5）Q风量m3/minH风压Pan 风扇风机的效率（0.3〜0.75之间）

四、电梯（及悬链式链斗卸船机升降机构，单电动机双缆车）的计算；电梯一般都有载重的2/1的配重，这样电动机的功率可以小很多。悬链式链斗卸船机升降机构也有配重。矿山用的摩擦轮升降功率均可小很多。计算公式；如上图，如箱体自重W0为1500kg，载重W为1000kg，设配重率为0.5,则配重WC为；WC=1500+1000X0.5=2000kg可见当运载重量为额定载重时（即W=1000kg）,则箱体侧偏重500kg。当运载重量为零时（即W=0），则配重侧偏重500kg。故此种设计，电动机最大传动负载为500kg，即升、降负载都在500kg范围内。五、河港缆车运行如下图，可知上、下行缆车互为配重功率可以小，在四川河港有较多电机选型容量偏大，不合理，现场用户工程师提出过此类问题。TmF1上行缆车固定-动滑轮诚逮器联轴器电动机下行缆车TmF1上行缆车固定-动滑轮诚逮器联轴器电动机下行缆车图1缆车拖动系统示意图电机功率计算（3）恒定负载连续工作制的电机功率计算；1、 在基速以下工作时；PnNPl=TLnN/9550（KW）2、 从基速向上调速工作时；PnNPl=Tlnmax/9550Pn 电动机额定功率KWPl 折算到电动机轴上的负载功率，KWTt 折算到电动机轴上的负载转矩，N.mnN 电动机额定转速,r/minnmax电动机的最高工作转速,r/min

二、变动负载连续周期工作制功率计算（做起来参数不易取得但应理解其原理）这种工作制下，电动机功率可以先按等效（均方根）转矩法、或等效电流法，算出一个周期内的等效转矩Tnns或等效电流Inns,后选取电动机额定转矩Tn,额定电流In等效电流法适用于各种类型的电动机发热校验；等效转矩法适用于转矩与电流成比例的工况时；弱磁情况下需要修正，串励磁直流电机不能应用。等效功率法；功率与电流成比例时应用。1、等效电流法计算；要求 Inns要求 InnsWin2、等效转矩法计算；草+¥+••…+筋Tnns=/ 要求TnnsWTn••…3、等效功率法计算；要求PnnsWPn/P1^t1+P^2+要求PnnsWPnPnns=/ 八’""••…tn以上三式中的符号；11&•Tn电动机一个运行周期，负载电流曲线的近似直线段的各个分段电流值。AT1T2…Tn各分段转矩值。N.mP1P2-Pn各分段功率值。KW，1，2…，3各分段负载持续时间。sInnsTnnsPnns等效电流、等效转矩、等效功率。INTNPN电动机额定电流、转矩、功率。二、变动负载连续、断续，工作制的电机功率计算;dn/dtdn/dtTz+TSTst(恒速提升时间)Tb T0TsTst1Ts>Tzt起升电动机的负载图如上图，图中n=/(t)是转速曲线。在启动时间里，dn/dt>0,电动机转矩Ts>Tz;在制动时间里，dn/dtV0,TB<Tz;在恒速运行阶段，Tst=Tz,因此先计算Tz,再计算加速和减速的dn/dt,即可求出电动机转矩图T=/(t)在这种工作制下，电动机功率可先按等效(均方根)转矩法或等效电流法，算出一个周期内的等效转矩Tnns，或等效电流Tnns，再选取电动机的额定转矩Tn或额定电流IN此计算不易作，原因是参数不易取得。但可以理解工况和力矩、电流、速度、时序等变化的关系，对电动机的功率影响是很大的，不能忽视。如果不考虑上述参数之间的关系，简单计算出的电机功率可能不合理。此法可用于；功率精确计算、电机发热校验、电机最大过载转矩计算、校验机械设计交流群22764004，非技术人员请不要加，谢谢合作5起动过程的最小转矩，及允许最大飞轮矩计算等。基于上述；电动计功率计算（1），太简单，不能反映各种工况下电机功率计算。电动计功率计算（3）精确、但参数多，太繁琐不好计算。现在介绍个人认为实用、且较合理的计算方法是功率计算（2）；供参考计算例题；例；某桥式吊钩起重机，额定起升重量30t,起升速度3m/min横行速度20m/min，行走速度30m/min，计算起升、横行、行走用电动机的功率。（已知参数;横行小车全重10t,桥重20t，横行阻力系数C=10n/kn，行走阻力系数C=12n/kn,机械传动效率取n=0.75。计算；1、各机构所需功率；30X1000X9.81X3/60起升机构； P=FU/103n= =19.6KW103X0.75横移机构（小车）Gz(C+7v)vP= (30+10)X9.81X(10+7X20/60)X横移机构（小车）Gz(C+7v)vP= 103X0.75=2.15KWGz(C+7v)vP= 行走机构 103n(大车)(30+10+20)X9.81X(10+7X20/60)= 6.08KW103X0.75（关于变幅机构；基本上可按照起升机构计算。）（关于旋转机构；基本上可按照小车、大车计算。）（其阻力系数取5〜20kg/t应根据风向，风力考虑选择系数）2、 各机构共工作类型以及FC%对应值；根据起重机工作类型和电动机FC%值对应关系有（轻型FC=15%、中型FC=25%、重型FC=40%、特重型FC=60%）。而一般起重机的起升、横行、行走、属于中型工作类型可以看为FC=25%。3、 电动机功率选择；机械确定减速比后查电机产品目录选择如下；起升电机YZR225M-826KW；横行电机YZR132M1-62.6KW行走电机YZR160M1-66.3KW结论；1、 电动机功率计算，和电气传动的工况、负载变化关系很大，不可能简单的思考此问题，而得出一个通用的计算公式。2、 估算、简算、精确计算，只能因不同的要求使用