電機(jī)原理及拖動(dòng)（第4版）課件：電力拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇

《電機(jī)原理及拖動(dòng)》

第4版電力拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇第—節(jié)電動(dòng)機(jī)選擇的一般概念第二節(jié)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱與冷卻第三節(jié)電動(dòng)機(jī)的工作制第四節(jié)連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇第五節(jié)短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇第六節(jié)斷續(xù)周期工作制電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇第七節(jié)電動(dòng)機(jī)額定功率選擇的工程方法第八節(jié)電動(dòng)機(jī)的一般選擇第—節(jié)電動(dòng)機(jī)選擇的一般概念在首先應(yīng)滿足生產(chǎn)機(jī)械的要求的前提下，合理地選擇電動(dòng)機(jī)的類型、運(yùn)行方式、額定轉(zhuǎn)速及額定功率，使電動(dòng)機(jī)在高效率、低損耗的狀態(tài)下可靠地運(yùn)行，以達(dá)到節(jié)能和提高綜合經(jīng)濟(jì)效益的目的。

中小型三相異步電動(dòng)機(jī)，在我國應(yīng)用十分廣泛，其裝機(jī)容量達(dá)3億KW，用電量約占總發(fā)電量的60%，約3500億KWh。由于電動(dòng)機(jī)選用不合理，每年浪費(fèi)的投資約10億元，浪費(fèi)電能50KWh以上。一、正確選擇電動(dòng)機(jī)的意義二、決定電動(dòng)機(jī)額定功率的主要因素主要考慮兩個(gè)因素：1、電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱及溫升；2、電動(dòng)機(jī)的短時(shí)過載能力。

對于籠型電動(dòng)機(jī)還要考慮起動(dòng)能力。9.1

三相電動(dòng)機(jī)選擇的一般概念電動(dòng)機(jī)的損耗最終轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽垢鞑糠值臏囟壬?，使與該部件相接觸的絕緣材料將迅速老化使其機(jī)械強(qiáng)度和絕緣性能很快降低，壽命大大縮短。鐵心和繞組是產(chǎn)生損耗和發(fā)出熱量的主要部件。電機(jī)中常用的絕緣材料，按其耐熱能力，分為A、E、B、F和H等五級。絕緣級別AEBFH最高允許溫度（0C）105120130155180最高允許溫升（K）607580105125最基本的方法：依據(jù)機(jī)械負(fù)載變化的規(guī)律，繪制電動(dòng)機(jī)的負(fù)載圖，然后根據(jù)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載圖計(jì)算電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和溫升曲線，從而確定電動(dòng)機(jī)的額定功率。負(fù)載圖：電動(dòng)機(jī)功率或轉(zhuǎn)矩與時(shí)間的關(guān)系圖。實(shí)用方法：

類比法---先根據(jù)生產(chǎn)工藝給出的靜功率，計(jì)算出所需的電動(dòng)機(jī)功率，并據(jù)此預(yù)選一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，然后與其他經(jīng)過長期運(yùn)行考驗(yàn)的同類型或相近的生產(chǎn)機(jī)械所采用的電動(dòng)機(jī)功率相比較，再考慮不同工作條件的影響，最后確定電動(dòng)機(jī)的額定功率。缺點(diǎn)：涉及具體的生產(chǎn)機(jī)械和生產(chǎn)工藝，需要具有一定的設(shè)計(jì)和實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)才能合理地運(yùn)用此法。三、確定電動(dòng)機(jī)額定功率的方法9.1

三相電動(dòng)機(jī)選擇的一般概念第二節(jié)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱與冷卻在負(fù)載運(yùn)行過程中，由于內(nèi)部的各種損耗（包括繞組銅耗、鐵耗、機(jī)械損耗等）電機(jī)自身會(huì)發(fā)熱，其結(jié)果造成電機(jī)的溫度超過環(huán)境溫度（標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度為40℃），超出的部分稱為電機(jī)的溫升。由于存在溫升，電機(jī)便向周圍的環(huán)境散熱。當(dāng)發(fā)出的熱量等于散出的熱量時(shí)，電機(jī)自身便達(dá)到一個(gè)熱平衡狀態(tài)。此時(shí)，溫升為一穩(wěn)定值。上述溫度升高的過程即是電機(jī)的發(fā)熱過程。一、電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱過程

9.2電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱與冷卻

9.2電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱與冷卻

二、電動(dòng)機(jī)的冷卻過程

9.2電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱與冷卻第三節(jié)電動(dòng)機(jī)的工作制

應(yīng)用：通風(fēng)機(jī)、水泵；紡織機(jī)、造紙機(jī)等。

9.3電動(dòng)機(jī)的工作制標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行時(shí)間：

10、30、60、90min應(yīng)用：

YZ、YZR系列冶金用的電動(dòng)機(jī)；起重用的三相異步電動(dòng)機(jī)；

YDF系列電動(dòng)閥門用的電動(dòng)機(jī)等。

9.3電動(dòng)機(jī)的工作制

標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載持續(xù)率：15%、25%、40%、60%。應(yīng)用：起重機(jī)、電梯、軋鋼機(jī)輔助機(jī)械等。第四節(jié)連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇負(fù)載分類：恒定負(fù)載：負(fù)載長時(shí)間不變或變化不大，例如風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)等。變化負(fù)載：負(fù)載長期施加，但大小變化。其變化通常具有周期性，或者在統(tǒng)計(jì)的規(guī)律下具有周期性。例如某些恒速軋鋼機(jī)、輸送量變化的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)等。一、恒定負(fù)載連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇

9.4

連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇

校驗(yàn)起動(dòng)能力（起動(dòng)比較困難（靜阻轉(zhuǎn)矩大或帶有較大的飛輪力矩）而采用籠型異步電動(dòng)機(jī)或同步電動(dòng)機(jī)的場合）。二、周期性變化負(fù)載連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇

選擇求出各段時(shí)間電動(dòng)機(jī)的負(fù)載功率

發(fā)熱校驗(yàn)9.4

連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇平均損耗法平均損耗法的基本思想是：把對發(fā)熱（或溫升）的校驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)閷蝹€(gè)循環(huán)周期內(nèi)電動(dòng)機(jī)平均損耗的校驗(yàn)。

9.4

連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇

等效電流法等效電流法的基本思想是：對單個(gè)循環(huán)周期內(nèi)變化的負(fù)載，從發(fā)熱等效的觀點(diǎn)，求出一個(gè)與實(shí)際負(fù)載等效的電流，以此作為發(fā)熱校驗(yàn)的依據(jù)。

9.4

連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇

等效轉(zhuǎn)矩法

9.4

連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇等效功率法

校驗(yàn)過載能力

校驗(yàn)起動(dòng)能力

第五節(jié)短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇一、選用短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)選擇標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行時(shí)間與實(shí)際運(yùn)行時(shí)間相同或相近的電動(dòng)機(jī)。

短時(shí)工作制的負(fù)載，應(yīng)選用專用的短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)。在沒有專用電動(dòng)機(jī)的情況下，也可以選用連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)或斷續(xù)周期工作制電動(dòng)機(jī)。

9.5短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇二、選用連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)

校驗(yàn)起動(dòng)能力三、選用斷續(xù)周期工作制電動(dòng)機(jī)

再按二中步驟進(jìn)行計(jì)算第六節(jié)斷續(xù)周期工作制電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇

第七節(jié)電動(dòng)機(jī)額定功率選擇的工程方法

一、統(tǒng)計(jì)法通過對同類型機(jī)床所選用的電動(dòng)機(jī)額定功率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，從中找出電動(dòng)機(jī)額定功率和機(jī)床主要參數(shù)間的關(guān)系，最終得出相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式。

二、類比法首先根據(jù)生產(chǎn)工藝給出的靜態(tài)功率，計(jì)算出所需要的電動(dòng)機(jī)容量并預(yù)選電動(dòng)機(jī)。然后，將與其他廠礦經(jīng)過長期運(yùn)行考驗(yàn)的、同類型或相近的生產(chǎn)機(jī)械所采用的電動(dòng)機(jī)容量進(jìn)行比較，再考慮工作條件等因素，最后確定實(shí)際電動(dòng)機(jī)的容量。9.7電動(dòng)機(jī)額定功率選擇的工程方法第八節(jié)電動(dòng)機(jī)的一般選擇一、電動(dòng)機(jī)類型的選擇（1）生產(chǎn)機(jī)械對電動(dòng)機(jī)的要求

機(jī)械特性、起動(dòng)性能、調(diào)速性能、制動(dòng)辦法、過載能力……（2）經(jīng)濟(jì)效益二、電壓的選擇（1）三相異步電動(dòng)機(jī)的額定電壓

380V、3000V、6000V、10000V。

（3）中小型直流電動(dòng)機(jī)的額定電壓

110V、220V、160V、440V。9.8電動(dòng)機(jī)的一般選擇三、額定轉(zhuǎn)速的選擇四、外部結(jié)構(gòu)形式的選擇外殼防護(hù)形式有開啟式、防護(hù)式、封閉式、密封式、防爆式。安裝形式有臥式和立式兩種。（1）連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械從設(shè)備初投資，占地面積和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用等方面考慮，確定幾個(gè)不同的額定轉(zhuǎn)速，進(jìn)行比較，最后選定合適的傳動(dòng)比和電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。（2）經(jīng)常起動(dòng)，制動(dòng)和反轉(zhuǎn)，但過渡過程時(shí)間對生產(chǎn)率影響不大的生產(chǎn)機(jī)械根據(jù)過渡過程能量最