第十四章電力拖動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的選擇

1、第十四章第十四章 電力拖動(dòng)系統(tǒng)電力拖動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇 在研究電動(dòng)機(jī)發(fā)熱時(shí)，常把電動(dòng)機(jī)溫度與周圍環(huán)境溫度之差稱在研究電動(dòng)機(jī)發(fā)熱時(shí)，常把電動(dòng)機(jī)溫度與周圍環(huán)境溫度之差稱為為“溫升溫升”。顯然，使用不同的絕緣材料的電動(dòng)機(jī)，其最高允許溫。顯然，使用不同的絕緣材料的電動(dòng)機(jī)，其最高允許溫升是不同的。電動(dòng)機(jī)銘牌上所標(biāo)的溫升是指所用絕緣材料的最高允升是不同的。電動(dòng)機(jī)銘牌上所標(biāo)的溫升是指所用絕緣材料的最高允許溫度與許溫度與40之差，或稱為額定溫升，例如，國(guó)產(chǎn)之差，或稱為額定溫升，例如，國(guó)產(chǎn)Z272型直流電型直流電動(dòng)機(jī)用的是動(dòng)機(jī)用的是E級(jí)絕緣，其最高允許溫度是級(jí)絕緣，其最高允許溫度是120，所以其銘牌

2、上標(biāo)的，所以其銘牌上標(biāo)的溫升是溫升是80。對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)，其關(guān)系為對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)，其關(guān)系為 mTKK)85. 08 . 0( 選擇電動(dòng)機(jī)功率時(shí)，除考慮發(fā)熱外，有時(shí)還要考慮電動(dòng)機(jī)的過(guò)選擇電動(dòng)機(jī)功率時(shí)，除考慮發(fā)熱外，有時(shí)還要考慮電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力是否足夠，因?yàn)楦鞣N電動(dòng)機(jī)的短時(shí)過(guò)載能力都是有限的。校載能力是否足夠，因?yàn)楦鞣N電動(dòng)機(jī)的短時(shí)過(guò)載能力都是有限的。校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載可按下列條件驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載可按下列條件 NTKTmaxT第一節(jié)第一節(jié) 電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和冷卻及電動(dòng)機(jī)工作制的分類電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和冷卻及電動(dòng)機(jī)工作制的分類對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)，過(guò)載能力受換向所允許的最大電流值的限制。對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)，過(guò)載能力受換向所允

3、許的最大電流值的限制。Z型直流電動(dòng)機(jī)，在額定磁通下，可選為型直流電動(dòng)機(jī)，在額定磁通下，可選為 25 . 1TK對(duì)于專為起重機(jī)、軋鋼機(jī)、冶金輔助機(jī)械等設(shè)計(jì)的對(duì)于專為起重機(jī)、軋鋼機(jī)、冶金輔助機(jī)械等設(shè)計(jì)的ZZ型和型和ZZY型電型電動(dòng)機(jī)，以及同步電動(dòng)機(jī)，動(dòng)機(jī)，以及同步電動(dòng)機(jī)， 35 . 2TK對(duì)于籠型異步電動(dòng)機(jī)，有時(shí)還須進(jìn)行起動(dòng)能力的校驗(yàn)。對(duì)于籠型異步電動(dòng)機(jī)，有時(shí)還須進(jìn)行起動(dòng)能力的校驗(yàn)。 一、電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱過(guò)程一、電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱過(guò)程Cu01221)1 (1)/1 (ppPPPPPPP電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱是由于工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱是由于工作時(shí)，在其內(nèi)部產(chǎn)生損耗在其內(nèi)部產(chǎn)生損耗 造成的造成的 ，其值為其值為 P式中，

4、式中， 為熱流量（電動(dòng)機(jī)單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的熱量）為熱流量（電動(dòng)機(jī)單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的熱量） 熱平衡方程式為熱平衡方程式為 tACtdddAtACdd整理得整理得令令 ， ，得基本形式的微分方程，得基本形式的微分方程TAC/WA/WtTdd其解為下列形式其解為下列形式TtQTtW/e)e1 (式中，式中， 為發(fā)熱過(guò)程的起始溫升。為發(fā)熱過(guò)程的起始溫升。 Q電動(dòng)機(jī)的最高穩(wěn)定溫升可達(dá)電動(dòng)機(jī)的最高穩(wěn)定溫升可達(dá) APAmNN式中，式中， 電動(dòng)機(jī)在額定功率電動(dòng)機(jī)在額定功率下運(yùn)行時(shí)的損耗功率及熱流量。下運(yùn)行時(shí)的損耗功率及熱流量。NN及P電動(dòng)機(jī)發(fā)熱過(guò)程的溫升曲線NNN1APm對(duì)同樣尺寸的電動(dòng)機(jī)，欲使其額定功率提高，可

5、由下列三方面入手對(duì)同樣尺寸的電動(dòng)機(jī)，欲使其額定功率提高，可由下列三方面入手:1）提高額定效率）提高額定效率 N2）提高散熱系數(shù)）提高散熱系數(shù)A 3）提高絕緣材料的允許溫升）提高絕緣材料的允許溫升 二、電動(dòng)機(jī)的冷卻過(guò)程二、電動(dòng)機(jī)的冷卻過(guò)程 電動(dòng)機(jī)的冷卻可能有兩種情況。電動(dòng)機(jī)的冷卻可能有兩種情況。其一是負(fù)載減小，電動(dòng)機(jī)損耗其一是負(fù)載減小，電動(dòng)機(jī)損耗功率功率P 下降時(shí)；其二是電動(dòng)下降時(shí)；其二是電動(dòng)機(jī)自電網(wǎng)斷開(kāi)，不再工作，電機(jī)自電網(wǎng)斷開(kāi)，不再工作，電動(dòng)機(jī)的動(dòng)機(jī)的P 變?yōu)榱?。變?yōu)榱?。電?dòng)機(jī)冷卻過(guò)程的曲線電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中只要電動(dòng)機(jī)發(fā)出的熱流量電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中只要電動(dòng)機(jī)發(fā)出的熱流量 或或 ，電動(dòng)機(jī)溫度就不會(huì)超過(guò)

6、允許值。電動(dòng)機(jī)溫度就不會(huì)超過(guò)允許值。 NNPP三、電動(dòng)機(jī)工作制的分類三、電動(dòng)機(jī)工作制的分類（一）連續(xù)工作制（一）連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)連續(xù)工作時(shí)間很長(zhǎng)，其溫升電動(dòng)機(jī)連續(xù)工作時(shí)間很長(zhǎng)，其溫升可達(dá)穩(wěn)定值。屬于這類的生產(chǎn)機(jī)械可達(dá)穩(wěn)定值。屬于這類的生產(chǎn)機(jī)械有水泵、鼓風(fēng)機(jī)、造紙機(jī)、機(jī)床主有水泵、鼓風(fēng)機(jī)、造紙機(jī)、機(jī)床主軸等。軸等。 （二）短時(shí)工作制（二）短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)的工作時(shí)間較短，在此電動(dòng)機(jī)的工作時(shí)間較短，在此時(shí)間內(nèi)溫升達(dá)不到穩(wěn)定值，而時(shí)間內(nèi)溫升達(dá)不到穩(wěn)定值，而停車時(shí)間又相當(dāng)長(zhǎng)，電動(dòng)機(jī)的停車時(shí)間又相當(dāng)長(zhǎng)，電動(dòng)機(jī)的溫度可以降到周圍介質(zhì)的溫度，溫度可以降到周圍介質(zhì)的溫度，屬此類的生產(chǎn)機(jī)械有機(jī)床的輔屬此類的生產(chǎn)機(jī)

7、械有機(jī)床的輔助運(yùn)動(dòng)機(jī)械、某些冶金輔助機(jī)助運(yùn)動(dòng)機(jī)械、某些冶金輔助機(jī)械、水閘閘門啟閉機(jī)等。械、水閘閘門啟閉機(jī)等。 連續(xù)工作制的曲線短時(shí)工作制的曲線（三）斷續(xù)周期工作制（三）斷續(xù)周期工作制 斷續(xù)周期工作制的曲線在斷續(xù)周期工作制中，負(fù)載工作時(shí)間在斷續(xù)周期工作制中，負(fù)載工作時(shí)間與整個(gè)周期之比稱為負(fù)載持續(xù)率與整個(gè)周期之比稱為負(fù)載持續(xù)率ZC %100%0tttZCgg連續(xù)周期工作制的功率負(fù)載圖第二節(jié)第二節(jié) 連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇一、常值負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇一、常值負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇 ZP在計(jì)算出負(fù)載功率在計(jì)算出負(fù)載功率 后，選擇額定功率后，選擇額定功率 NP在周圍環(huán)境溫度不同時(shí)，

8、電動(dòng)機(jī)功率可粗略地相應(yīng)增減。環(huán)境溫度在周圍環(huán)境溫度不同時(shí)，電動(dòng)機(jī)功率可粗略地相應(yīng)增減。環(huán)境溫度低于低于30時(shí)，一般電動(dòng)機(jī)功率也只增加時(shí)，一般電動(dòng)機(jī)功率也只增加8。kkPPmm) 1(C400N環(huán)境溫度環(huán)境溫度 30 35 40 45 50 55 電動(dòng)機(jī)功率增減電動(dòng)機(jī)功率增減的百分?jǐn)?shù)的百分?jǐn)?shù) 8 5 05 12.5 25 ZPNP必須指出，工作環(huán)境的海拔高度對(duì)電動(dòng)機(jī)溫升有影響，這是由于海必須指出，工作環(huán)境的海拔高度對(duì)電動(dòng)機(jī)溫升有影響，這是由于海拔高度越高，雖然氣溫降低越多，但由于空氣稀薄，散熱條件大為拔高度越高，雖然氣溫降低越多，但由于空氣稀薄，散熱條件大為惡化。這兩方面的因素互相補(bǔ)償，因此規(guī)定

9、，使用地點(diǎn)的海撥高度惡化。這兩方面的因素互相補(bǔ)償，因此規(guī)定，使用地點(diǎn)的海撥高度不超過(guò)不超過(guò)1000m時(shí)，額定功率不必進(jìn)行校正。當(dāng)海拔高度在時(shí)，額定功率不必進(jìn)行校正。當(dāng)海拔高度在1000m以以上時(shí)，平原地區(qū)設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)，出廠試驗(yàn)時(shí)必須把允許溫升降低，上時(shí)，平原地區(qū)設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)，出廠試驗(yàn)時(shí)必須把允許溫升降低，才能供高原地帶應(yīng)用。才能供高原地帶應(yīng)用。例例14-114-1 一臺(tái)與電動(dòng)機(jī)直接聯(lián)結(jié)的離心式水泵，流量為一臺(tái)與電動(dòng)機(jī)直接聯(lián)結(jié)的離心式水泵，流量為 揚(yáng)程揚(yáng)程20m，吸程，吸程5m，轉(zhuǎn)速為，轉(zhuǎn)速為 ，泵的效率，泵的效率 ，試，試選擇電動(dòng)機(jī)。選擇電動(dòng)機(jī)。/hourm903r/min290078. 0B

10、解解 水泵在電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載功率為：水泵在電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載功率為：310BzHVP式中，式中，V泵每秒排出的水量（泵每秒排出的水量（ ） /sm3水的比重水的比重 3N/m9810H排水高度排水高度 （m） 泵的效率，活塞式泵為泵的效率，活塞式泵為0.80.9，高壓離心泵為，高壓離心泵為0.50.8，低壓離心泵為，低壓離心泵為 0.30.6；B傳動(dòng)機(jī)構(gòu)效率，直接聯(lián)接為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)效率，直接聯(lián)接為0.951，皮帶傳動(dòng)為，皮帶傳動(dòng)為0.9 kW3 . 8kW1095. 078. 0)520(98103600903ZP選擇選擇JO-51-2型異步電動(dòng)機(jī)即可，其數(shù)據(jù)為：型異步電動(dòng)機(jī)即可，其數(shù)據(jù)為： kW1

11、0NPV380NUr/min2920Nn對(duì)選用的電動(dòng)機(jī)不必進(jìn)行發(fā)熱校驗(yàn)。對(duì)選用的電動(dòng)機(jī)不必進(jìn)行發(fā)熱校驗(yàn)。 二、變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇二、變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率的選擇在變化負(fù)載下所使用的電動(dòng)機(jī)，一般是為常值負(fù)載工作而設(shè)計(jì)的。在變化負(fù)載下所使用的電動(dòng)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(dòng)機(jī)用于變化負(fù)載下的發(fā)熱情況，必須進(jìn)行校驗(yàn)。所因此，這種電動(dòng)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(dòng)機(jī)在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中所達(dá)到的最高溫升是謂發(fā)熱校驗(yàn)，就是看電動(dòng)機(jī)在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中所達(dá)到的最高溫升是否接近并低于允許溫升，因?yàn)橹挥羞@樣，電動(dòng)機(jī)的絕緣材料才能充否接近并低于允許溫升，因?yàn)橹?/p>

12、有這樣，電動(dòng)機(jī)的絕緣材料才能充分利用而又不致過(guò)熱。分利用而又不致過(guò)熱。 變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率選擇的一般步驟如下：變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)功率選擇的一般步驟如下：)(tfTZ1）計(jì)算并繪制生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載圖）計(jì)算并繪制生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載圖 或或 。)(tfPZ2）預(yù)選電動(dòng)機(jī)的功率。）預(yù)選電動(dòng)機(jī)的功率。 niniZiZZZdttPtttPtPP11212211niniZiZZZdttTtttTtTT11212211在過(guò)渡過(guò)程中，可變損耗與電流平方成正比，電動(dòng)機(jī)發(fā)熱較為嚴(yán)重，在過(guò)渡過(guò)程中，可變損耗與電流平方成正比，電動(dòng)機(jī)發(fā)熱較為嚴(yán)重，電動(dòng)機(jī)額定功率按下式預(yù)選電動(dòng)機(jī)額定功率按下式預(yù)選 ZdP)6 . 11 . 1 (N

13、PNP9550)6 . 11 . 1 (NnTZd3）作出電動(dòng)機(jī)的負(fù)載圖）作出電動(dòng)機(jī)的負(fù)載圖 ，作圖時(shí)已考慮了電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)及過(guò)，作圖時(shí)已考慮了電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)及過(guò)渡過(guò)程等工作情況。渡過(guò)程等工作情況。4）進(jìn)行發(fā)熱、過(guò)載能力及必要時(shí)的起動(dòng)能力校驗(yàn)。）進(jìn)行發(fā)熱、過(guò)載能力及必要時(shí)的起動(dòng)能力校驗(yàn)。下面著重介紹校驗(yàn)發(fā)熱的方法：下面著重介紹校驗(yàn)發(fā)熱的方法：（一）平均損耗法（一）平均損耗法ZZZZttttACtPt0000ddddAAPAtztPttddtztdzz/dd00niniidttPP11（二）等效法（二）等效法1等效電流法等效電流法 Cui0ppPi20iCIp （式中（式中C為常數(shù)為常數(shù) ）

14、把平均損耗中的可變損耗把平均損耗中的可變損耗 所對(duì)應(yīng)的電流稱為等效電流所對(duì)應(yīng)的電流稱為等效電流 dPdxIniniininiidxttICpttCIpCIp1120112020)(niniidxttII112等效電流法，就是按照損耗相等的原則，求出一個(gè)等效的不變的電等效電流法，就是按照損耗相等的原則，求出一個(gè)等效的不變的電流流 來(lái)代替變化的負(fù)載電流來(lái)代替變化的負(fù)載電流 （對(duì)于交流異步電動(dòng)機(jī)，應(yīng)為（對(duì)于交流異步電動(dòng)機(jī)，應(yīng)為定子電流），如果預(yù)選電動(dòng)機(jī)的額定電流滿足下列條件：定子電流），如果預(yù)選電動(dòng)機(jī)的額定電流滿足下列條件：則發(fā)熱校驗(yàn)通過(guò)。則發(fā)熱校驗(yàn)通過(guò)。 dxI)(tfI dxINI2等效轉(zhuǎn)矩法等

15、效轉(zhuǎn)矩法 niniidxttTT112有時(shí)已知的不是負(fù)載電流圖，而有時(shí)已知的不是負(fù)載電流圖，而是轉(zhuǎn)矩圖是轉(zhuǎn)矩圖 ，可以寫成轉(zhuǎn)矩形式，可以寫成轉(zhuǎn)矩形式 NNN9550nPT 3等效功率法等效功率法 等效功率法是當(dāng)轉(zhuǎn)速基本不變等效功率法是當(dāng)轉(zhuǎn)速基本不變時(shí)由等效轉(zhuǎn)矩法引出來(lái)的。時(shí)由等效轉(zhuǎn)矩法引出來(lái)的。 iniindxttPP11NT如果預(yù)選電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩如果預(yù)選電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩 ，則發(fā)熱校驗(yàn)通過(guò)。，則發(fā)熱校驗(yàn)通過(guò)。 可由可由預(yù)選電動(dòng)機(jī)的額定功率及額定轉(zhuǎn)速算出，即預(yù)選電動(dòng)機(jī)的額定功率及額定轉(zhuǎn)速算出，即 dxTNT如如 ，則電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱校驗(yàn)即告通過(guò)。同樣，必須進(jìn)行功率，則電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱校驗(yàn)即告通過(guò)。同樣

16、，必須進(jìn)行功率過(guò)載能力的校驗(yàn)。過(guò)載能力的校驗(yàn)。dxPNP有起、制動(dòng)，停歇時(shí)間的變化負(fù)載電流圖（三）有起動(dòng)、制動(dòng)及停歇過(guò)（三）有起動(dòng)、制動(dòng)及停歇過(guò)程時(shí)校驗(yàn)發(fā)熱公式的修正程時(shí)校驗(yàn)發(fā)熱公式的修正以右圖所示的負(fù)載電流圖為例以右圖所示的負(fù)載電流圖為例 00321323222121taattattItItIIdx（四）等效法在非恒值變化（四）等效法在非恒值變化負(fù)載下的應(yīng)用負(fù)載下的應(yīng)用 如果非恒值變化負(fù)載如左如果非恒值變化負(fù)載如左圖的電流圖所示圖的電流圖所示 ttittiItttdx02002ddd用直線段代替曲線變化負(fù)載電流圖另一種較簡(jiǎn)便的方法是把變化曲線分成許多直線段，求出各段的等另一種較簡(jiǎn)便的方法是把

17、變化曲線分成許多直線段，求出各段的等效值，然后求出等效電流值。效值，然后求出等效電流值。 3d11221210111ItttItItdx32554245IIIIIdx 例例14-214-2 右圖中繪出了具有尾繩和摩右圖中繪出了具有尾繩和摩擦輪的礦井提升機(jī)的示意圖。電動(dòng)機(jī)直擦輪的礦井提升機(jī)的示意圖。電動(dòng)機(jī)直接與摩擦輪接與摩擦輪1相聯(lián)結(jié)，摩擦輪旋轉(zhuǎn)，靠相聯(lián)結(jié)，摩擦輪旋轉(zhuǎn)，靠摩擦力帶動(dòng)繩子及罐籠摩擦力帶動(dòng)繩子及罐籠3（內(nèi)有礦車及（內(nèi)有礦車及礦物礦物G）提升或下放。尾繩系在兩罐籠）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(dòng)機(jī)拖動(dòng)，試

18、計(jì)算電量。提升機(jī)用雙電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，試計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率。已知下列數(shù)據(jù)：動(dòng)機(jī)功率。已知下列數(shù)據(jù)：1、井深、井深 m915H2、負(fù)載重、負(fù)載重 N58800G具有尾繩和摩擦輪的礦井提升機(jī)示意圖3、每個(gè)罐籠（內(nèi)有一空礦車）重、每個(gè)罐籠（內(nèi)有一空礦車）重N771503G4、主繩與尾繩每米重、主繩與尾繩每米重 N/m1064G5、摩擦輪直徑、摩擦輪直徑 m44. 61d6、摩擦輪飛輪慣量、摩擦輪飛輪慣量221mN2730000GD7、導(dǎo)輪直徑、導(dǎo)輪直徑 m52d8、導(dǎo)輪飛輪慣量、導(dǎo)輪飛輪慣量 222mN584000GD9、額定提升速度、額定提升速度 m/s16Nv10、提升加速度、提升加速度 21m/s89.

19、 0a11、提升減速度、提升減速度 23m/s1a12、周期長(zhǎng)、周期長(zhǎng) s2 .89zt13、摩擦用增加負(fù)載重的、摩擦用增加負(fù)載重的20%考慮考慮 解解 預(yù)選電動(dòng)機(jī)功率預(yù)選電動(dòng)機(jī)功率 10002 . 1NGvkP 式中式中 考慮起動(dòng)及制動(dòng)過(guò)程中加速轉(zhuǎn)矩的系數(shù)，考慮起動(dòng)及制動(dòng)過(guò)程中加速轉(zhuǎn)矩的系數(shù)， 取取 ，則，則25. 12 . 1k25. 1kkW1400kW100016588002 . 125. 1P每個(gè)電動(dòng)機(jī)的功率為每個(gè)電動(dòng)機(jī)的功率為 700kWr/min5 .47r/min44. 61660601NNdvn對(duì)于功率為對(duì)于功率為700kW，轉(zhuǎn)速為，轉(zhuǎn)速為47.5r/min的電動(dòng)機(jī)，的電動(dòng)機(jī)

20、，飛輪矩飛輪矩 22mN1065000DGDmN227203mN244. 6588002 . 122 . 11dGTz阻轉(zhuǎn)矩阻轉(zhuǎn)矩 s18s89. 0161N1avt加速時(shí)間加速時(shí)間 m2 .144m1889. 0212122111tah加速階段罐籠行經(jīng)高度加速階段罐籠行經(jīng)高度 減速時(shí)間減速時(shí)間 s16s1163N3avt減速階段罐籠行經(jīng)高度減速階段罐籠行經(jīng)高度 m128m161212122333tah穩(wěn)定速度罐籠行經(jīng)高度穩(wěn)定速度罐籠行經(jīng)高度 312hhHhm7 .642m128m3 .144m915穩(wěn)定速度運(yùn)行時(shí)間穩(wěn)定速度運(yùn)行時(shí)間 s2 .40s167 .642N22vht停歇時(shí)間停歇時(shí)間

21、sstttttz15)162 .40182 .89(3210折算到電動(dòng)機(jī)軸上系統(tǒng)總的飛輪矩折算到電動(dòng)機(jī)軸上系統(tǒng)總的飛輪矩 222baGDGDGD式中式中 系統(tǒng)中轉(zhuǎn)動(dòng)部分的飛輪矩；系統(tǒng)中轉(zhuǎn)動(dòng)部分的飛輪矩； 系統(tǒng)中直線運(yùn)動(dòng)部分的飛輪矩系統(tǒng)中直線運(yùn)動(dòng)部分的飛輪矩 2aGD2bGD導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速 r/min61r/min51660602N2dvn二導(dǎo)輪折算到電動(dòng)機(jī)軸上的飛輪慣量二導(dǎo)輪折算到電動(dòng)機(jī)軸上的飛輪慣量2222N22222mN1926262mN5 .4761584000222nnGDGD)(22222122GDGDGDGDDa22mN6780000mN)19200002730000213000

22、0(系統(tǒng)直線運(yùn)動(dòng)部分總重系統(tǒng)直線運(yùn)動(dòng)部分總重 LGGGG432式中式中 m1920m)909152(902 HLN416700N)192010677150258800(G系統(tǒng)直線運(yùn)動(dòng)部分重量折算到電動(dòng)機(jī)軸上的飛輪矩系統(tǒng)直線運(yùn)動(dòng)部分重量折算到電動(dòng)機(jī)軸上的飛輪矩 22222N2N2mN17253838mN5 .4716416700365365nvGGDb系統(tǒng)總飛輪矩系統(tǒng)總飛輪矩 22222mN24040100mN)172538386786262(baGDGDGD加速階段的加速轉(zhuǎn)矩加速階段的加速轉(zhuǎn)矩 mN169171mN185 .4737524040100375dd3751N2121tnGDtnGD

23、Ta減速階段的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩減速階段的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩 mN190317mN165 .4737524040100375dd3753N2323tnGDtnGDTa電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩 azTTT加速階段：加速階段： s181tmN396374mN)169171227203(1T穩(wěn)定運(yùn)行階段：穩(wěn)定運(yùn)行階段： s2 .402tmN2272032T減速階段：減速階段：s163tmN36886mN)190317227203(3T停歇階段：停歇階段： s150t00T按負(fù)載圖，求出等按負(fù)載圖，求出等效轉(zhuǎn)矩效轉(zhuǎn)矩 00321323222121taattattTtTtTTdx75. 0a式中，散熱惡化系數(shù)式中，散熱惡化系數(shù)

24、 5 . 00amN259386mN155 . 01675. 02 .401875. 016368862 .4022720318396374222dxT過(guò)載能力校驗(yàn)：過(guò)載能力校驗(yàn)： 253. 12593863963741dxTT兩電機(jī)的等效功率兩電機(jī)的等效功率 kW12909550NnTPdxdxkW1400NdxPP電動(dòng)機(jī)發(fā)熱及過(guò)載能力的校驗(yàn)均可通過(guò)。電動(dòng)機(jī)發(fā)熱及過(guò)載能力的校驗(yàn)均可通過(guò)。 礦井提升的負(fù)載圖第三節(jié)第三節(jié) 短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)的選擇一、選用為連續(xù)工作制而設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)一、選用為連續(xù)工作制而設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)gt設(shè)短時(shí)功率為設(shè)短時(shí)功率為 ，時(shí)間為，時(shí)間為 。如果選擇連續(xù)工

25、作制電動(dòng)機(jī)，。如果選擇連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)，由發(fā)熱觀點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)不能得到充分利用由發(fā)熱觀點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)不能得到充分利用 。 gPAPAPWTtgggN/)e1 (短時(shí)工作時(shí)的功率和溫度曲線圖當(dāng)k=1時(shí)的關(guān)系曲線TtTtgQggkPP/Ne1e1按發(fā)熱觀點(diǎn)的功率過(guò)載倍數(shù)按發(fā)熱觀點(diǎn)的功率過(guò)載倍數(shù) 例例14-314-3 大型車床刀架快速移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其拖動(dòng)電機(jī)是短時(shí)工作制，大型車床刀架快速移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其拖動(dòng)電機(jī)是短時(shí)工作制，刀架重刀架重5300N ，移動(dòng)速度移動(dòng)速度15m/min ，傳動(dòng)比，傳動(dòng)比100r/m ，動(dòng)摩擦系數(shù)，動(dòng)摩擦系數(shù)0.1，靜摩擦系數(shù)靜摩擦系數(shù)0.2，傳動(dòng)效率，傳動(dòng)效率0.1，試選擇電動(dòng)機(jī)的功率。

26、，試選擇電動(dòng)機(jī)的功率。解解 刀架移動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的負(fù)載功率刀架移動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的負(fù)載功率 100060vGPz式中，式中，G刀架重；刀架重；摩擦系數(shù)（起動(dòng)時(shí)摩擦系數(shù)（起動(dòng)時(shí)0.2，移動(dòng)時(shí)，移動(dòng)時(shí)0.1）；）； v移動(dòng)的速度（移動(dòng)的速度（r/min）；）； 傳動(dòng)效率。傳動(dòng)效率。 kW33. 1kW1 . 0100060151 . 05300zP按發(fā)熱觀點(diǎn)可選額定功率為的連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)，此時(shí)按發(fā)熱觀點(diǎn)可選額定功率為的連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)，此時(shí)QgPNP式中式中 0.9考慮交流電網(wǎng)波動(dòng)考慮交流電網(wǎng)波動(dòng)10%；KT交流電動(dòng)機(jī)的過(guò)載倍交流電動(dòng)機(jī)的過(guò)載倍數(shù)數(shù) 。必須校驗(yàn)起動(dòng)能力：必須校驗(yàn)起動(dòng)能力：由于靜摩擦系數(shù)

27、為動(dòng)摩擦系數(shù)的兩倍，故起動(dòng)負(fù)載的功率為：由于靜摩擦系數(shù)為動(dòng)摩擦系數(shù)的兩倍，故起動(dòng)負(fù)載的功率為：kW66. 2kW33. 122zzstPP電動(dòng)機(jī)能發(fā)出的起動(dòng)功率為：電動(dòng)機(jī)能發(fā)出的起動(dòng)功率為： kW98. 1kW1 . 18 . 1NPKPstst由于由于 ，故起動(dòng)能力校驗(yàn)通不過(guò)。，故起動(dòng)能力校驗(yàn)通不過(guò)。 zststPP 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù) ，過(guò)載倍數(shù)，過(guò)載倍數(shù) 8 . 1stK2TKr/min1410NnA68. 21NIV380NUkW1 . 1NP如果由產(chǎn)品目錄，初選如果由產(chǎn)品目錄，初選 型籠型異步電動(dòng)機(jī)，其數(shù)據(jù)為：型籠型異步電動(dòng)機(jī)，其數(shù)據(jù)為： 421JO2kW82. 0kW29 .

28、 033. 19 . 033. 122TTgKKPNP2TK改選改選 型，型， 422JO2kW5 . 1NPr/min1410Nn8 . 1stKkW7 . 2kW5 . 18 . 1NPKPstst二、選用專為短時(shí)工作制而設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)二、選用專為短時(shí)工作制而設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)我國(guó)專為短時(shí)工作制設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)，其工作時(shí)間為我國(guó)專為短時(shí)工作制設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)，其工作時(shí)間為15min、30min、60min、90min四種。對(duì)于某一電動(dòng)機(jī)，對(duì)應(yīng)不同的工作時(shí)間，其功四種。對(duì)于某一電動(dòng)機(jī)，對(duì)應(yīng)不同的工作時(shí)間，其功率是不同的，其關(guān)系為率是不同的，其關(guān)系為 ，顯然其過(guò)載倍數(shù)也是，顯然其過(guò)載倍數(shù)也是不同的，其關(guān)系為不

29、同的，其關(guān)系為 。 90603015PPPP906030152TK8 . 1stKr/min1430NnkW2 . 2NP為了提高可靠性，可選用為了提高可靠性，可選用 型，型， 431JO2此時(shí)此時(shí) ，起動(dòng)能力校驗(yàn)可通過(guò)。，起動(dòng)能力校驗(yàn)可通過(guò)。 zstPstP當(dāng)電動(dòng)機(jī)實(shí)際工作時(shí)間當(dāng)電動(dòng)機(jī)實(shí)際工作時(shí)間tgx與標(biāo)準(zhǔn)值與標(biāo)準(zhǔn)值tg不同時(shí)，應(yīng)把不同時(shí)，應(yīng)把tgx下的功率下的功率Px換換算到算到tg下的功率下的功率Pg ，再按，再按Pg來(lái)進(jìn)行電動(dòng)機(jī)功率的選擇或發(fā)熱校驗(yàn)。來(lái)進(jìn)行電動(dòng)機(jī)功率的選擇或發(fā)熱校驗(yàn)。 1gxggxgxgttkttPPggxxgttPP 第四節(jié)第四節(jié) 斷續(xù)周期工作制電動(dòng)機(jī)的選擇斷續(xù)周期

30、工作制電動(dòng)機(jī)的選擇這類電動(dòng)機(jī)的共同特點(diǎn)是起動(dòng)能力強(qiáng)、過(guò)載能力大、慣性?。w輪這類電動(dòng)機(jī)的共同特點(diǎn)是起動(dòng)能力強(qiáng)、過(guò)載能力大、慣性?。w輪慣量?。?、機(jī)械強(qiáng)度大、絕緣材料的等級(jí)高、較多采用封閉式結(jié)構(gòu)、慣量?。?、機(jī)械強(qiáng)度大、絕緣材料的等級(jí)高、較多采用封閉式結(jié)構(gòu)、臨界轉(zhuǎn)差率（對(duì)于籠型異步電動(dòng)機(jī)）設(shè)計(jì)得較高。臨界轉(zhuǎn)差率（對(duì)于籠型異步電動(dòng)機(jī)）設(shè)計(jì)得較高。對(duì)一臺(tái)具體的電動(dòng)機(jī)而言，不同負(fù)載持續(xù)率對(duì)一臺(tái)具體的電動(dòng)機(jī)而言，不同負(fù)載持續(xù)率ZC時(shí)，其額定輸出功時(shí)，其額定輸出功率不同。以國(guó)產(chǎn)的一臺(tái)起重機(jī)用繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)為例，其型號(hào)率不同。以國(guó)產(chǎn)的一臺(tái)起重機(jī)用繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)為例，其型號(hào)及數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。及數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。1

31、%xxxZCZCkZCZCPP%ZCZCPPxx如果負(fù)載持續(xù)率如果負(fù)載持續(xù)率 ，可按短時(shí)工作制選擇電動(dòng)機(jī)；另外，可按短時(shí)工作制選擇電動(dòng)機(jī)；另外，如如 ，可按連續(xù)工作制選擇電動(dòng)機(jī)。，可按連續(xù)工作制選擇電動(dòng)機(jī)。 %10% xZC%70% xZC 例例14-4 14-4 電動(dòng)機(jī)的負(fù)載圖如右圖，試校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載圖如右圖，試校驗(yàn)JZR42-8型繞線轉(zhuǎn)子異步型繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)能否適用，該電動(dòng)機(jī)在負(fù)載持續(xù)率電動(dòng)機(jī)能否適用，該電動(dòng)機(jī)在負(fù)載持續(xù)率 時(shí)，額定功率時(shí)，額定功率為為 ，額定轉(zhuǎn)速，額定轉(zhuǎn)速 ，過(guò)載倍數(shù)，過(guò)載倍數(shù) 。假定。假定電動(dòng)機(jī)為他扇冷式，而且在不同輸出功率時(shí)，其功率因數(shù)不變。電動(dòng)機(jī)為他扇冷式，而

32、且在不同輸出功率時(shí)，其功率因數(shù)不變。%25% ZCkW16NPr/min720Nn3解解： 由于負(fù)載圖第一階段，轉(zhuǎn)速是變化的，故不能直接用等效功率由于負(fù)載圖第一階段，轉(zhuǎn)速是變化的，故不能直接用等效功率法進(jìn)行發(fā)熱校驗(yàn)。法進(jìn)行發(fā)熱校驗(yàn)。 在電動(dòng)機(jī)工作期間的等效功率在電動(dòng)機(jī)工作期間的等效功率 kW5 .15kW205201252522dxP%275 .92205%xZCkW5 .15dxxPP%25% ZCkW1 .16kW%25%275 .15P斷續(xù)周期性工作制電動(dòng)機(jī)的負(fù)載圖kW16P則則由于由于 ，故，故JZR42-8型電機(jī)不能適用，必須改選功率較大的電型電機(jī)不能適用，必須改選功率較大的電動(dòng)機(jī)。

33、動(dòng)機(jī)。 PP N第五節(jié)第五節(jié) 籠型異步電動(dòng)機(jī)允許小時(shí)合閘次數(shù)的確定籠型異步電動(dòng)機(jī)允許小時(shí)合閘次數(shù)的確定 籠型異步電動(dòng)機(jī)在帶動(dòng)某些生產(chǎn)機(jī)械時(shí)，起動(dòng)制動(dòng)很頻繁，每籠型異步電動(dòng)機(jī)在帶動(dòng)某些生產(chǎn)機(jī)械時(shí)，起動(dòng)制動(dòng)很頻繁，每小時(shí)合閘次數(shù)達(dá)小時(shí)合閘次數(shù)達(dá)600次以上。此時(shí)由于起動(dòng)與制動(dòng)過(guò)程的能量損耗次以上。此時(shí)由于起動(dòng)與制動(dòng)過(guò)程的能量損耗較大，往往會(huì)造成電動(dòng)機(jī)的嚴(yán)重發(fā)熱，因此籠型異步電動(dòng)機(jī)每小時(shí)較大，往往會(huì)造成電動(dòng)機(jī)的嚴(yán)重發(fā)熱，因此籠型異步電動(dòng)機(jī)每小時(shí)允許合閘次數(shù)根據(jù)發(fā)熱條件是有限制的。選擇在這種情況下工作的允許合閘次數(shù)根據(jù)發(fā)熱條件是有限制的。選擇在這種情況下工作的電動(dòng)機(jī)，必須進(jìn)行小時(shí)合閘次數(shù)的校驗(yàn)，每小時(shí)

34、實(shí)際的合閘次數(shù)必電動(dòng)機(jī)，必須進(jìn)行小時(shí)合閘次數(shù)的校驗(yàn)，每小時(shí)實(shí)際的合閘次數(shù)必須低于允許的合閘次數(shù)，檢驗(yàn)才算通過(guò)，電動(dòng)機(jī)連續(xù)工作才不致過(guò)須低于允許的合閘次數(shù)，檢驗(yàn)才算通過(guò)，電動(dòng)機(jī)連續(xù)工作才不致過(guò)熱。熱。)(97. 0)1 ()(36000NNTQWAAZCaPZCPPNTQWAAZCaPZCPP)1 ()(37000NN如果電動(dòng)機(jī)穩(wěn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其負(fù)載為額定負(fù)載，如果電動(dòng)機(jī)穩(wěn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其負(fù)載為額定負(fù)載， NPPWTQAAZCaPN)1 (37000N第六節(jié)第六節(jié) 帶沖擊負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)的選擇帶沖擊負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)的選擇具有沖擊負(fù)載的生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載圖，其特點(diǎn)是負(fù)載在工作時(shí)間中作具有沖擊負(fù)載的生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載圖，其

35、特點(diǎn)是負(fù)載在工作時(shí)間中作劇增及劇減地變化，并作周期性地交替。屬于這種類型的生產(chǎn)機(jī)械劇增及劇減地變化，并作周期性地交替。屬于這種類型的生產(chǎn)機(jī)械有沖床、壓力機(jī)、軋鋼機(jī)、鍛錘等。有沖床、壓力機(jī)、軋鋼機(jī)、鍛錘等。具有沖擊負(fù)載的生產(chǎn)機(jī)械廣泛采用帶飛輪的電力拖動(dòng)系統(tǒng)，以幫助具有沖擊負(fù)載的生產(chǎn)機(jī)械廣泛采用帶飛輪的電力拖動(dòng)系統(tǒng)，以幫助電動(dòng)機(jī)克服沖擊負(fù)載。飛輪起到了平衡負(fù)載的作用，使電動(dòng)機(jī)的損電動(dòng)機(jī)克服沖擊負(fù)載。飛輪起到了平衡負(fù)載的作用，使電動(dòng)機(jī)的損耗降低，從而降低電動(dòng)機(jī)的功率。耗降低，從而降低電動(dòng)機(jī)的功率。帶沖擊負(fù)載機(jī)構(gòu)的生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載圖某一臺(tái)軋機(jī)的負(fù)載圖介紹一下帶附加飛輪拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)功率的選擇問(wèn)題。介紹一

36、下帶附加飛輪拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)功率的選擇問(wèn)題。選擇的步驟如下：選擇的步驟如下： 1）預(yù)選電動(dòng)機(jī)。預(yù)選電動(dòng)機(jī)的額定負(fù)載取為）預(yù)選電動(dòng)機(jī)。預(yù)選電動(dòng)機(jī)的額定負(fù)載取為dTT)3 . 11 . 1 (N式中式中, 個(gè)工作循環(huán)的平均轉(zhuǎn)矩，個(gè)工作循環(huán)的平均轉(zhuǎn)矩，iiidttTT 2）預(yù)選附加飛輪的飛輪矩）預(yù)選附加飛輪的飛輪矩3）繪制電動(dòng)機(jī)的負(fù)載圖）繪制電動(dòng)機(jī)的負(fù)載圖 4）校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱）校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱 5）校驗(yàn)過(guò)載能力）校驗(yàn)過(guò)載能力第七節(jié)第七節(jié) 電力拖動(dòng)調(diào)速電動(dòng)機(jī)功率的選擇電力拖動(dòng)調(diào)速電動(dòng)機(jī)功率的選擇一、直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)功率的選擇一、直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)功率的選擇（一）降壓調(diào)速（一）降壓調(diào)速若把降壓調(diào)速用于恒功率

37、負(fù)載，則為了使電動(dòng)機(jī)能安全運(yùn)行，必須若把降壓調(diào)速用于恒功率負(fù)載，則為了使電動(dòng)機(jī)能安全運(yùn)行，必須加大電動(dòng)機(jī)的功率，其值將為負(fù)載功率的加大電動(dòng)機(jī)的功率，其值將為負(fù)載功率的D倍，即倍，即zDPP N若對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載應(yīng)用降壓調(diào)速，此時(shí)電動(dòng)機(jī)功率為若對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載應(yīng)用降壓調(diào)速，此時(shí)電動(dòng)機(jī)功率為 95509550NNNNnTnTPz可以選擇電動(dòng)機(jī)額定功率為：可以選擇電動(dòng)機(jī)額定功率為： 9550maxnTzNP龍門刨的切削功率、切削力與切削速度的關(guān)系龍門刨實(shí)際需要的切削功率為龍門刨實(shí)際需要的切削功率為601000maxxzvFP由于降壓調(diào)速由額定轉(zhuǎn)速向下調(diào)由于降壓調(diào)速由額定轉(zhuǎn)速向下調(diào)節(jié)，因此電動(dòng)機(jī)的不能小于

38、負(fù)載節(jié)，因此電動(dòng)機(jī)的不能小于負(fù)載要求的最高轉(zhuǎn)速，通常取要求的最高轉(zhuǎn)速，通常取maxNnn DPnnnTnTnTPzzbzb)(955095509550minmaxminmaxNNN恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速與恒功率負(fù)載的配合（二）弱磁調(diào)速（二）弱磁調(diào)速zTmaxn二、變頻調(diào)速籠型異步電動(dòng)機(jī)功率的選擇二、變頻調(diào)速籠型異步電動(dòng)機(jī)功率的選擇Nnn （一）（一） （ ）調(diào)速段）調(diào)速段 N1ff 在變頻調(diào)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為在變頻調(diào)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為1112cos3IUPPx假定在不同頻率下假定在不同頻率下 12IUPx如果忽略定子損耗，轉(zhuǎn)矩為如果忽略定子損耗，轉(zhuǎn)矩為09550nPTT11fIUx若應(yīng)用弱磁調(diào)速于恒功率負(fù)載，電動(dòng)機(jī)的額定功率選得等于或略大若應(yīng)用弱磁調(diào)速于恒功率負(fù)載，電動(dòng)機(jī)的額定功率選得等于或略大于負(fù)載功率，不必?cái)U(kuò)大功率，即于負(fù)載功率，不必?cái)U(kuò)大功率，即zPNP如果弱磁調(diào)速用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，為了在最高轉(zhuǎn)速時(shí)也能滿足如果弱磁調(diào)速用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，為了在最高轉(zhuǎn)速時(shí)也能