連續(xù)工作制電動機(jī)的選擇.ppt

1、第二節(jié) 連續(xù)工作制電動機(jī)的選擇,連續(xù)工作制電動機(jī)的負(fù)載可分為兩類，即常值負(fù)載與變化負(fù)載,一、常值負(fù)載下電動機(jī)功率的選擇,在計(jì)算出負(fù)載功率Pz后，選擇額定功率pN等于或略大干Pz的電動機(jī)，即,電動機(jī)起動電流較大，但由于起動時(shí)間較短，對電動機(jī)發(fā)熱影響不大，可不予考慮。如果選用籠型異步電動機(jī)，一般還須校驗(yàn)具起動能力。,如果電動機(jī)周圍的環(huán)境溫度0與標(biāo)準(zhǔn)值400C相差較大，為了充分利用電動機(jī)，其輸出功率可與PN不同，兩者的關(guān)系可由下法計(jì)算：,設(shè)在400C時(shí)，電動機(jī)的穩(wěn)定溫升為wN ，熱流量為N，額定功率為PN。,實(shí)際環(huán)境溫度0時(shí)，穩(wěn)定溫升為w，熱流量為，允許輸出功率為P。,為了在發(fā)熱方面充分利用，電動機(jī)

2、在不同的環(huán)境溫度下，都應(yīng)能達(dá)到絕緣材料的最高允許溫度m 即,在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度工作時(shí),在特殊環(huán)境溫度工作時(shí),以上兩式相除得,其中,代入整理即可得,二、變化負(fù)載下電動機(jī)功率的選擇,在變化負(fù)載下所使用的電動機(jī)，一般是為常值負(fù)載工作而設(shè)計(jì)的。因此，這種電動機(jī)用于變化負(fù)載下的發(fā)熱情況，必須進(jìn)行校驗(yàn)。 所謂發(fā)熱校驗(yàn)，就是看電動機(jī)在整個運(yùn)行過程中所達(dá)到的最高溫升是否接近接近并低于允許溫升，因?yàn)橹挥羞@樣，電動機(jī)的絕緣材料才能充分利用而又不致過熱。,下面討論變化負(fù)載下電動機(jī)發(fā)熱校驗(yàn)的問題,溫升曲線法,繪制電動機(jī)工作中的溫升曲線，若電機(jī)的最大溫升max接近并小于電動機(jī)的容許溫升m。電動機(jī)的發(fā)熱校驗(yàn)即通過。這種發(fā)熱校

3、驗(yàn)的方法稱為溫升曲線法，,由于直接繪制溫升曲線比較困難(參數(shù)T及A難以預(yù)知)，所以一般校驗(yàn)發(fā)熱用一些間接的方法(如平均損耗法、等效法等)。但這些方法實(shí)際上都是由溫升曲線法引出來的,變化負(fù)載下電動機(jī)功率選擇的一般步驟如下：,1)計(jì)算并繪制生產(chǎn)機(jī)械的功率負(fù)載圖Pz=f(t)或Tz=f(t)。 2)預(yù)選電動機(jī)的功率。在Pz=f(t)或Tz=f(t)的基礎(chǔ)上，求出負(fù)載的平均功率Pzd或平均轉(zhuǎn)矩Tzd為,考慮到過渡過程發(fā)熱較為嚴(yán)重，電動機(jī)額定功率按下式預(yù)選,電動機(jī)預(yù)選后，按下式可算出電動機(jī)額定損耗功率PN,3)作出電動機(jī)的功率負(fù)載圖P=f(t)、I= f(t) 、T= f(t)或P= f(t)。作圖時(shí)已

4、考慮了電動機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)及過渡過程等工作情況。,4)進(jìn)行發(fā)熱、過載能力及必要時(shí)的起動能力校驗(yàn)。 如果校驗(yàn)通過，并且功率適當(dāng)，則電動機(jī)功率即可決定下來。如果校驗(yàn)不能通過或者電動機(jī)功率預(yù)選過大，需重新選擇電動機(jī)，再作電動機(jī)的負(fù)載圖進(jìn)行校驗(yàn)，如此反復(fù)進(jìn)行，直到所選功率合適為止(注意不同電機(jī)其效率不同）。,下面著重介紹校驗(yàn)發(fā)熱的方法。,1平均損耗法,當(dāng)發(fā)熱時(shí)間常數(shù)T大于大于負(fù)載變化周期tz時(shí)，穩(wěn)態(tài)循環(huán)中溫升曲線上下波動不大。在校驗(yàn)發(fā)熱時(shí)，可以用溫升平緩變化的穩(wěn)態(tài)循環(huán)中的平均溫升d代替最大溫升max。,注意到,在穩(wěn)態(tài)循環(huán)中，Qn= xn 得,平均溫升d,可以看到，平均損耗Pd，對應(yīng)的穩(wěn)定溫升dA正好等于變

5、化負(fù)載穩(wěn)態(tài)循環(huán)的平均溫升d ，這樣，我們可用平均損耗功率Pd ，來校驗(yàn)電動機(jī)的發(fā)熱。,如果給出的功率負(fù)載圖為P=f(t)，則應(yīng)改變?yōu)镻=f(t)， P 與P間的關(guān)系為,這樣，變化負(fù)載下的平均損耗為,(14-32),基于平均溫升 dm的平均損耗法，可用于電動機(jī)大多數(shù)工作情況下的發(fā)熱校驗(yàn)，其缺點(diǎn)是計(jì)算步驟較為復(fù)雜。,2等效法,等效法包括等效電流法、等效轉(zhuǎn)矩法及等效功率法三種。,(1)等效電流法,由上述平均損耗法可引出等效電流法。變化負(fù)載下第 i 級負(fù)載的損耗 Pi=p0+pCui；在不變損耗和主電路電阻均為常數(shù)時(shí),把平均損耗Pd中的可變損耗所對應(yīng)的電流稱為等效電流Idx則,把式(14-33)及式(

6、14-34)代入式(14-32)，得,(14-33),(14-34),化簡，得,（1436）,等效電流法，就是按照損耗相等的原則，求出一個等效的不變的電流Idx來代替變化的負(fù)載電流I=f(t)(對于交流異步電動機(jī)I應(yīng)為定子電流)，如果預(yù)選電動機(jī)的額定電流IN滿足下列條件,則發(fā)熱校驗(yàn)通過。 如果電流負(fù)載圖中某一段的電流較大，則應(yīng)作短時(shí)電流過載能力的校驗(yàn),(2)等效轉(zhuǎn)矩法,有時(shí)已知的不是負(fù)載電流圖，而是轉(zhuǎn)矩圖，如果轉(zhuǎn)矩與電流成正比(當(dāng)直流電動機(jī)勵磁不變、異步電動機(jī)磁通中與cos2不變時(shí))，則可用等效轉(zhuǎn)矩Tdx代替等效電流Idx式(14-36)可以寫成轉(zhuǎn)矩形式,(14-37),如果預(yù)選電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)

7、矩TN Tdx則發(fā)熱校驗(yàn)通過。,TN可由預(yù)選電動機(jī)的額定功率PN，及額定轉(zhuǎn)速nN算出，即,由于等效轉(zhuǎn)矩法由等效電流法推導(dǎo)得出，因此等效電流法應(yīng)用條件的限制同樣適用于等效轉(zhuǎn)矩法，而且還要附加T與I成正比的條件的限制， 即電動機(jī)空載損耗和主電路電阻均為常數(shù)且電動機(jī)轉(zhuǎn)矩與電流成正比。 如果T與I不成正比時(shí)(如在直流電動機(jī)工作周期中包括減弱勵磁階段，或異步電動機(jī)負(fù)載極小，接近空載，空載電流又較大時(shí))，則可將T=f(t)改繪為I=f(t)，而后用等效電流法校驗(yàn)發(fā)熱； 或者對T與I不成正比的區(qū)段(如第i段)的轉(zhuǎn)矩Ti進(jìn)行修正，再將修正后能反映電動機(jī)發(fā)熱的轉(zhuǎn)矩T/i代入式(14- 37)進(jìn)行發(fā)熱校驗(yàn)。,弱磁

8、時(shí)轉(zhuǎn)矩修正,以電流等效為依據(jù)進(jìn)行修正有,N為額定磁通 為減弱后的磁通,如果直流電動機(jī)勵磁減弱時(shí)電樞電壓不變，則,修正式可變?yōu)?該式僅適用于因減弱而使nnN的情況；而不適用于電壓降低而使直流機(jī)nnN的區(qū)段，此式因N而轉(zhuǎn)矩圖不必修正,(3)等效功率法,等效功率法是當(dāng)轉(zhuǎn)速n基本不變時(shí)由等效轉(zhuǎn)矩法引出來的。,（1442）,如果已知功率負(fù)載P=f(t)，用式(1442)算出等效功率Pdx把它與預(yù)選電動機(jī)的PN比較，如PNPdx，則電動機(jī)的發(fā)熱校驗(yàn)即可通過。同樣，必須進(jìn)行功率過載能力的校驗(yàn)。,等效功率法的應(yīng)用場合比等效轉(zhuǎn)矩法更少，因?yàn)檫€必須附加轉(zhuǎn)速基本不變的條件。在功率負(fù)載圖中轉(zhuǎn)速變化(如起動、制動及直流

9、電動機(jī)降低電壓調(diào)速時(shí))的區(qū)段，可將功率Pi 進(jìn)行修正，修正的依據(jù)使修正后的P/i能反映電動機(jī)的發(fā)熱實(shí)際情況,功率負(fù)載圖中nnN的區(qū)段，的進(jìn)行修正。,注意：式(1443)僅適于nnN的區(qū)段，而對于直流電動機(jī)，因減弱而使轉(zhuǎn)速高于額定轉(zhuǎn)速nN的區(qū)段，功率圖不必修正,3有起動、制動及停歇過程時(shí)校驗(yàn)發(fā)熱公式的修正,對于直流電動機(jī)，可采用 a=0.75 a0=0.5 對異步電動機(jī)a=0.5 a0=0.25,4等效法在非恒值變化負(fù)載下的應(yīng)用,三角形,梯形,例題142 圖1410所示為具有尾繩和摩擦輪的礦井提升機(jī)示意圖。電動機(jī)直接與摩擦輪1相聯(lián)，摩擦輪旋轉(zhuǎn)，靠摩擦力帶動繩子及罐籠3(內(nèi)有礦車及礦物G)提升或下放。尾繩系在兩罐籠之下，以平衡提升機(jī)左右兩邊繩子的重量，提升機(jī)用雙電動機(jī)拖動。已知下列數(shù)據(jù)：,(1)井深H915m； (2)負(fù)載重量G58800N； (3)每個罐籠(內(nèi)有一空礦乍)重量G377150N； (4)主繩與尾繩每米重量G4106Nm； (5)摩擦輪直徑d1=644m； (6)摩擦輪飛輪力矩GD21=273