电力拖动系统中电动机的选择.ppt

1、项目8电力拖动系统中的电动机选择，8.1电动机的工作剂分类8.2电动机容量选择方法8.3电动机类型，形式，电压，转速选择事故问题和练习，工作1电动机的工作剂分类，8.1.1连续工作制(S1)连续工作制是电动机在一定负载下持续长期工作的方式。运行时间tw(34)T(T是电动机发热时间常数)，可达数小时或数十小时。马达可以根据铭牌上注明的数据长期运行，温度上升可以达到稳定值，因此连续工作制也称为长期工作制，电力负荷也Pf(t)和温升曲线f(t)如图8.1.1所示。属于这种工作制的生产机器有泵、换气扇、造纸机、纺织机等。图8.1.1连续运行系统的电力负荷图和温升曲线，8.1.2短时间运行系统(S2)

2、短时间运行电动机，运行时间TW (34) T .工作时间内温度上升达不到稳定值，但停机时间t0很长。t0 (34)T，停机时电动机的温度足以降低到周围环境的温度。也就是说，温度上升到0。短时间工作制的电力负荷度和温升曲线如图8.1.2所示。属于这种作业制的生产机器包括水闸闸、起重机、车床的夹紧装置等。我国短时工作制电动机的标准工作时间为15，30，60，90min 4种。图8.1.2短时间工作制的电力负荷度和温升曲线，8.1.3非连续周期工作制非连续周期工作制是电动机在恒定负荷下在同一系列工作周期中工作的方式。间歇周期工作制的特点是重复性和短期性。一段时间内工作时间tw(34)T，休息时间t0

3、(34)T。结果，工作时温度上升达不到稳定值，休息时温度上升也不为零，整个工作过程中温度上升不断上升和下降，但是平均温度上升越来越高。经过充分的周期，温度上升在稳定的小范围内上下波动，温度上升的峰值低于长期运行的稳定温度上升。根据国家标准，每个工作周期tctwt010 min也称为重复短时间工作制。图8.1.3间歇周期作业系统的电力负荷图和温升曲线，间歇周期作业系统中作业时间与作业周期的比率称为负载持续率(也称为临时负荷率)，以FC表示。我国规定的标准负荷持续率为15，25，40，60等4种。任务2电动机容量选择方法，选择8.2.1连续运行电动机容量1。在一定负载下选择电动机容量的时候，电动机

4、容量的选择非常简单。只要选择额定容量等于或略大于负载容量且速度合适的电动机，就无需进行热量验证。2 .可变负载下电动机容量的选择图8.2.1显示了可变负载的功率图，该图仅显示了生产过程的一个周期。马达拖曳这些生产机器时，负载的周期性变化也必须使马达的温度上升周期性波动。温升波动的最大值低于与峰值负载相对应的稳定温升，高于与最小负载相对应的稳定温升。这样，如果选择电动机的容量作为最大负载功率，电动机将不能充分利用。以最小负载功率选取马达容量会使马达超载，并且温度上升超过允许值。因此，必须在最大和最小载荷之间选择电动机的容量。如果选择合适，可以充分利用电动机，并确保电动机的温度上升不超过允许的值。

5、通常，可以通过以下方式选择电动机容量：图8.2.1可变负载的功率度，1)等效电流法等效电流法的基本思想与使用不变电流Ieq实际变化的负载电流等效，在同一周期内等效电流Ieq要求与实际变化的负载电流相同的损失。假定电动机的铁损失与绕组电阻不变，则损失仅与电流的平方成正比，因此等效电流为(8.2.1)，表达式中的TN是相应负载电流In的工作时间。获得Ieq后，选择电动机的额定电流IN必须大于或等于Ieq。采用等效电流法时，首先要求出用电流表示的负载图。2)等效转矩方法电动机运行时，如果转矩与电流成正比(例如，直流电动机的磁不变，异步电动机的功率因数和气隙磁通不变)，则可以用等效转矩公式(8.2.2

6、)替换格式8.2.1。3)等效功率法电动机运行时，如果旋转速度保持不变，则功率与转矩成正比，因此可以从形式(8.2.2)中获得等效功率。(8.2.3)此时，选择电动机的功率PN等于或大于Peq。同样选择电动机的容量时，应根据最大负载确定电动机的过载能力满足要求，如果过载能力未满足，则应根据过载能力选择容量更大的电动机。8.2.2短时间工作制电动机容量选择1。直接选择短时间工作制电动机。我国电机制造业专业设计制造短时工作制专用电动机。其工作时间分为15、30、60、90min。功率和转速各不相同。因此，根据生产机器的功率、工作时间和转速，可以从产品目录中直接选择徐璐不同规格的电动机。如果短时间负

7、荷发生变化，也可以选择等效电流为，(8.2.4)，表达式中I1，t1为启动电流和启动时间的电动机。In，TN是制动电流和制动时间。T0是停止时间。直流电动机为0.75，0.5，考虑因启动、制动和停止期间冷却条件恶化而对自身风扇冷却电动机使用的系数；异步电动机为0.5，0.25。在同等效法的情况下，也要注意对选定电动机的过载能力检查。2 .如果没有合适的短时间工作制电动机，选择间歇循环工作制的电动机也可以用间歇循环工作制电动机代替。短时间运行电动机的运行时间tw和间歇周期运行电动机的负载持续率FC之间的对应关系见表8.2.1。表8.2.1 tw和FC的对应，8.2.3非连续周期工作制电动机容量选

8、择可以根据生产机器的负载持续速度、功率和转速直接从产品目录中选择适当的非连续周期工作制电动机。但是，根据国家标准，该电动机的负载持续率FC只有4个，因此，生产机器的负载持续率FCx通常与标准负载持续率FC大不相同。在这种情况下，必须将实际负载功率Px转换为相邻标准负载持续性FC的功率P:(8.2.5)。根据上述标准负载持续速度FC和功率P，可以选择相应的电动机。在FC70中，可以根据连续运行的系统选择电动机。8.2.4统计法和类推法1。统计方法对各种生产机器的拖动电机进行统计分析，找出电机容量与生产机器主要参数之间的关系，并以经验公式作为选择电机容量的主要依据。对于机床，主拖动电动机容量与机床

9、关键参数之间的关系如下：(1)水平搁板，P36.5D1.54，表达式中： P是电动机的功率(KW)。d是加工工件的最大直径(m)。(2)塔式车床，P20D0.88，格式：D是加工工件的最大直径(M)。(3)摇臂钻床，P0.0646D1.19，格式：d是最大钻孔直径(mm)。(4)外圆磨床P0.1KB表达式：B为四轮宽度(MM)。k考虑在滚动轴承K0.81.1、滑动轴承K1.01.3的车轮主轴上使用其他轴承时的系数。(5)水平镗床P0.004D1.7式的D是镗杆直径(mm)。(6)刨，格式：B表示表宽度(mm)的选定电动机的额定容量大于上面计算的功率。2 .类推法可以调查长期运行的类似生产机器中

10、使用的电动机容量，然后将生产机器的主要参数和运行条件进行比较，确定新生产机器拖动电动机的容量。这称为类推法。，选择作业3电动机类型、格式、电压、转速、8.3.1电动机类型1。选择不需要调节速度的负载机械电动机种类对于不需要调节速度的负载机械设备(例如连续、短、周期等)，应尽可能使用交流感应电动机。对于负载平稳、对启动和制动没有特殊要求的连续运转机器，建议优先使用普通黑木启司检测电动机。电机功率大，可以使用三相同步电动机提高电源功率因数。对于简单起动困难的负载机器，在验证了启动能力检查后，可以使用扭矩高的双黑木启司和深槽感应电动机。如果启动能力检查不能通过，或者启动时电力线路电压下降太多，可以绕

11、转子感应电动机。对于具有周期性变化载荷的机械要求，如果有大的启动和制动力矩，则应对中等功率负载敷设转子感应电动机，对低功耗负载使用高转速检测电动机。一些周期性工作制机器采用交流电动机后，如果不能满足温度上升、启动、制动特性等要求，或者拖动系统的转换过程有特殊要求，建议使用直流电动机。2 .这种需要调节速度的机器马达种类选择速度的机器，要根据需要调节速度的范围和调节速度的连续、平滑程度来选择马达。对于只需要少数转速的低功耗负载机器，可以使用变速(2段、3段、4段)黑木启司感应电动机。对于速度调节柔软度要求不高、速度调节比率不大的负载机器，建议使用转子马达或电磁调速马达。对于速度调节范围为13以上

12、、需要持续稳定、平稳速度调节的负载机器，建议使用直流电动机或变速调速电动机。对于启动扭矩大、机械特性硬度低的生产机器，建议使用直流串联激励电动机。部分要求速度调节比(约12)不大的高功率负荷机器也可以采用具有串行速度调节装置的转子感应电动机，从而提高部分电力返回电网运行的经济指标。8.3.2电动机形式的选择电动机与工作机器的连接方法不同，同时生产机器的工作环境非常不同，必须根据特定的生产机器类型、工作环境等确定电动机的结构形式。1.安装形式的选择电动机安装格式根据安装位置分为水平和垂直两种。一般来说，应该选择水平结构。立式电机的价格比较贵，只有在需要简化传动装置，又垂直运转的情况下才采用。2

13、.选择保护形式(1)开放式电动机。敞开式马达在外观上有很大的通风孔，冷却条件好，材料节约，成本低。但是缺点是水蒸气、灰尘、铁、油等杂物容易侵犯马达内部，只能用于干燥干净的工作环境。(2)保护电动机。防护式电动机的通风孔朝下，防护网被遮住，通风冷却条件很好。这种保护形式的电动机一般防止下落、防止郑智薰、防泼溅和防止外部杂物从低于45度的垂直方向落入电机内部，但不能防止湿气和灰尘的侵入，因此适合灰尘不多、干燥、不腐蚀性、具有爆炸性气体的场所。(3)闭合电动机。封闭式电动机一般分为自冷式、强制通风式、封闭式三种。自冷和强制通风两种形式的电动机，防止从任何方向飞溅的水滴和其他杂物渗透，湿气和灰尘等也不

14、容易进入电机内部，因此容易潮湿、灰尘多、风雨少，容易引起火灾，并适用于有腐蚀性气体的多个地方。密封电动机通常用于在液体(如水肺潜水马达和潜水油马达)中工作的负荷机器。(4)防爆电机。防爆电机一般以封闭式电机结构为基础，制造出防爆、增安、正压型三种形式，均适用于易燃、爆炸性气体的危险环境(如矿山、油库、煤层气加气站等)。8.3.3电动机额定电压选择电动机额定电压主要取决于电动机工作现场的供电、电压等级。一般来说，中小型交流感应电动机大多使用低压，额定电压为380 V(Y连接或连接)、220380 V(Y)和38060V (Y)。大型交流电动机通常设计为高压电源，例如3 kV、6 kV或10 kV

15、电网，在这种情况下，电动机必须使用额定电压为3 kV、6 kV或10 kV的高压电动机。直流电动机的额定电压通常为110 V、220 V和440 V，最常用的额定电压为220 V。使用三相桥式控制整流电路供电时，必须选择直流电动机的额定电压为440V。使用单相整流电路供电时，直流电动机的额定电压必须选择为220 V。8.3.4电动机额定速度的选择电动机额定速度是根据生产机器的要求选择的。确定电动机额定速度时，必须考虑机器减速机构的传动比。这两件事要徐璐协调，经过技术和经济的全面比较才能决定。马达速度通常不低于500rmin。因为在容量恒定的情况下，电动机的同步速度越低，电动机的大小就越大，价格越高，效率就越低。另一方面，选择高速电动机可以提高电机的功率，但机器减速机构的传动比会增加，机器传动部分的结构可能变得复杂。对于一些不需要调节速度的高速机器，可以选择该速度的电动机，而无需机械减速机构。对于需要速度调节的机器，生产机器的最大速度必须符合马达的最大速度。调节改变磁的直流电机速度，为了充分利用电机功率，必须慎重选择磁调节的基本转速。(莎士比亚，自我调节，自我调节，自