第11章电动机的容量选择

第十一章

电动机的容量选择11.1电动机的一般选择电动机的选择包括电动机额定容量选择，电动机种类、电流的种类、形式、额定电压和额定转速的选择。一、电动机的种类的选择在满足生产机械对拖动系统静态和动态特性要求的前提下，对电动机种类选择要力求结构简单、运行可行、维护方便、价格低廉。异步电动机：结构简单、运行可靠、维护方便和价格低廉。起动和调速性能差，功率因数低。同步电动机：可以通过调节励磁电流来调节功率因数，对电网进行无功补偿。直流电动机：起动性能和调速性能优异。结构复杂，本钱高，存在换向问题。二、电动机工作方式及防护形式的选择

1、工作方式：按工作制的不同分为连续工作制、短时工作制和断续工作制。2、结构形式：按转轴安装的位置分为卧式和立式两种3、防护形式：开启式、防护式、封闭式和防爆式。〔1〕开启式：价格廉价，散热条件好。但容易浸入灰尘、水汽、油污和铁屑等。〔2〕防护式：通风条件较好，可以防止外界物体从上面落入电动机内部，可以防滴、防溅、防雨，但不能防止潮气和灰尘浸入电动机内部。11.1电动机的一般选择封闭式：这种电机又分为自扇冷式、他扇式和密封式三种。前两种可用于在潮湿、多腐蚀性灰尘、易受风雨侵蚀的环境中；第三种因为密封，水和潮气不能侵入电动机中，一般用于浸入水中的机械〔如潜水泵电动机〕。〔4〕防爆式：这类电动机应用于存在有爆炸危险的环境。11.1电动机的一般选择三、电动机额定电压的选择电动机的额定电压的选择应依据与电网电压一致的原那么。一般工厂企业的低压电网为220V，380V，600V；当电动机的功率较大时且供电电压为6000V及10000V时，可选用6000V甚至10000V的高压电动机，直流电动机的额定电压常用110V或220V；大功率的电动机可提高到600V或800V，甚至1000V。11.1电动机的一般选择四、电动机额定转速的选择

电动机的额定转速应综合电动机和生产机械两方面的各种因素来选择。〔1〕对很少起、制动或反转的长期工作制的电动机，应从设备的初期投资、占地面积和维护费用等方面考虑。〔2〕对经常工作于起动、制动以及反转的电动机，但过渡时间对生产率影响不大，主要考虑过渡过程能量损耗最小为条件来选择电动机额定转速。〔3〕对于电动机经常工作于起动、制动及反转，且过渡过程的持续时间对生产率影响较大，主要依据过渡过程时间最短为条件选择电动机的额定转速。11.1电动机的一般选择11.2电动机的发热与温升一、电机的热平衡方程式假定：〔1〕把电机看成是一个各局部温度相同的均匀整体；各局部热容量相等；外表各局部的散热系数相等，且为常数。〔2〕周围环境温度不变时，电机的散热量与温升〔电机与周围介质温度之差〕成正比。为电机在单位时间内产生的热量；为电机的热容量；A为电机的散热系数。二、电机的发热过程

电机从空载运行加上负载或者在运行增加负载时，电机产生的损耗增加，电机的温度随之升高的过程就称为发热过程。电机发热过程温升变化规律：电机的发热曲线如果发热过程从冷却开始，

那么:11.2电动机的发热与温升三、电机的冷却过程电机停止运行或电机的负载减小，电机的温升降低的过程为电机冷却过程。冷却过程的温升表达式为：停机过程的温升表达式为电机的冷却曲线11.2电动机的发热与温升为冷却时间常数他扇冷式11.3电动机的额定功率一、电机额定功率与允许温升的关系电机的额定功率：其中：为电机绝缘材料允许最高温升为提高电机的额定功率，可以采用的方法有：〔1〕降低电机的损耗，提高电机的效率；〔2〕加大空气流通速度以及散热面积，提高散热系数〔3〕提高绝缘材料的允许温度。二、电机的绝缘材料与允许温升绝缘材料是保证电机平安可靠运行的关键。为了保证电机有足够的使用年限，电机使用时其最热点的温度不应超过该处所用绝缘材料的允许温度。电动机铭牌上所标的额定功率是指电动机在环境温度为40℃时，带额定负载长期连续工作，温度逐渐升高趋于稳定后，最后温度可到达绝缘材料的允许温度。绝缘等级

绝缘材料允许温度/℃

允许温升/℃

0AEBFHC棉纱、棉布、天然丝、纸等经过油或树脂处理过的棉纱、棉布、天然丝、纸等用各种有机合成树脂制成的绝缘膜，如酚醛树脂、聚脂薄膜等用有机漆作粘剂的云母、石棉和玻璃纤维组合物用环氧树脂粘合或浸渍的云母、石棉和玻璃纤维组合物用硅有机树脂粘合或浸渍的云母、石棉和玻璃纤维组合物天然的云母、石英和玻璃、陶瓷

90105120130155180180以上50658090105140140以上绝缘等级允许温度及其材料举例三、电动机的工作方式

1、连续工作制在恒定负载下电动机连续长期运行的工作方式。电动机工作时间，温升可以达到稳定温升。

2、短时工作制电动机的工作时间。电动机工作时间短，其温升达不到稳定温升，而电动机的停歇时间长，电动机的各部分完全冷却到周围介质的温度。

我国短时工作方式的标准工作时间有15min，30min，60min,90min等四种。3、周期性断续工作制在恒定负载下电动机按相同的工作周期运行。每个周期包括工作和停歇交替进行，但时间都比较短。在工作时间，电动机的温升达不到稳定温升，而在停歇时间，电动机的温升也降不到零。负载持续率〔又称暂载率〕：每个周期内工作时间占的百分比我国规定标准的负载持续率有10%、25%、40%和60%四种。四、电动机的额定功率与运行方式1、连续工作方式下电动机的额定功率连续工作制下电动机的额定功率等于当稳定温升等于（或接近于）允许温升时的输出功率。2、短时工作方式下电动机的额定功率短时工作方式下电动机的额定功率等于当电动机工作结束时的实际最高温升等于允许温升时的输出功率。3、周期性断续工作方式下的电动机的额定功率周期性断续工作方式下的电动机在工作一段时间后，温升将在一个稳定的小范围波动。当电动机实际达到最高温升等于（或接近于）允许温升时的输出功率即为周期性断续工作方式下的额定功率。11.4电动机额定功率的选择一、电动机额定功率选择的一般步骤1、计算负载功率，假设负载为周期性变动负载，还需要作出负载图或。2、根据负载功率，预选电动机的额定功率及其他。3、校核预选电动机，包括发热温升校核、过载能力的校核以及起动能力的校核，其中主要是发热温升校核。二、负载功率计算电动机的负载，按其负载的大小是否变化可分为两类。常值负载：在运行中，负载的大小根本是恒定的。变化负载:在运行中，负载的大小变化较大，但在大多数具有周期性变化的规律。1、常值负载功率PL的计算1)直线运行的机械负载功率2)旋转运动的生产机械负载功率3)泵类生产机械负载功率4)鼓风机类生产机械负载功率2、变化负载功率PL的计算平均负载功率平均负载转矩变化负载只能求出其