電機原理及拖動（第4版）課件：電力拖動系統(tǒng)中電動機的選擇

《電機原理及拖動》

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

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

對于籠型電動機還要考慮起動能力。9.1

三相電動機選擇的一般概念電動機的損耗最終轉變?yōu)闊崮?，而使各部分的溫度升高，使與該部件相接觸的絕緣材料將迅速老化使其機械強度和絕緣性能很快降低，壽命大大縮短。鐵心和繞組是產生損耗和發(fā)出熱量的主要部件。電機中常用的絕緣材料，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)機械負載變化的規(guī)律，繪制電動機的負載圖，然后根據(jù)電動機的負載圖計算電動機的發(fā)熱和溫升曲線，從而確定電動機的額定功率。負載圖：電動機功率或轉矩與時間的關系圖。實用方法：

類比法---先根據(jù)生產工藝給出的靜功率，計算出所需的電動機功率，并據(jù)此預選一臺電動機，然后與其他經過長期運行考驗的同類型或相近的生產機械所采用的電動機功率相比較，再考慮不同工作條件的影響，最后確定電動機的額定功率。缺點：涉及具體的生產機械和生產工藝，需要具有一定的設計和實際運行經驗才能合理地運用此法。三、確定電動機額定功率的方法9.1

三相電動機選擇的一般概念第二節(jié)電動機的發(fā)熱與冷卻在負載運行過程中，由于內部的各種損耗（包括繞組銅耗、鐵耗、機械損耗等）電機自身會發(fā)熱，其結果造成電機的溫度超過環(huán)境溫度（標準環(huán)境溫度為40℃），超出的部分稱為電機的溫升。由于存在溫升，電機便向周圍的環(huán)境散熱。當發(fā)出的熱量等于散出的熱量時，電機自身便達到一個熱平衡狀態(tài)。此時，溫升為一穩(wěn)定值。上述溫度升高的過程即是電機的發(fā)熱過程。一、電動機的發(fā)熱過程

9.2電動機的發(fā)熱與冷卻

9.2電動機的發(fā)熱與冷卻

二、電動機的冷卻過程

9.2電動機的發(fā)熱與冷卻第三節(jié)電動機的工作制

應用：通風機、水泵；紡織機、造紙機等。

9.3電動機的工作制標準運行時間：

10、30、60、90min應用：

YZ、YZR系列冶金用的電動機；起重用的三相異步電動機；

YDF系列電動閥門用的電動機等。

9.3電動機的工作制

標準負載持續(xù)率：15%、25%、40%、60%。應用：起重機、電梯、軋鋼機輔助機械等。第四節(jié)連續(xù)工作制電動機額定功率的選擇負載分類：恒定負載：負載長時間不變或變化不大，例如風機、泵、壓縮機等。變化負載：負載長期施加，但大小變化。其變化通常具有周期性，或者在統(tǒng)計的規(guī)律下具有周期性。例如某些恒速軋鋼機、輸送量變化的連續(xù)運輸機等。一、恒定負載連續(xù)工作制電動機額定功率的選擇

9.4

連續(xù)工作制電動機額定功率的選擇

校驗起動能力（起動比較困難（靜阻轉矩大或帶有較大的飛輪力矩）而采用籠型異步電動機或同步電動機的場合）。二、周期性變化負載連續(xù)工作制電動機額定功率的選擇

選擇求出各段時間電動機的負載功率

發(fā)熱校驗9.4

連續(xù)工作制電動機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）的校驗轉變?yōu)閷蝹€循環(huán)周期內電動機平均損耗的校驗。

9.4

連續(xù)工作制電動機額定功率的選擇

等效電流法等效電流法的基本思想是：對單個循環(huán)周期內變化的負載，從發(fā)熱等效的觀點，求出一個與實際負載等效的電流，以此作為發(fā)熱校驗的依據(jù)。

9.4

連續(xù)工作制電動機額定功率的選擇

等效轉矩法

9.4

連續(xù)工作制電動機額定功率的選擇等效功率法

校驗過載能力

校驗起動能力

第五節(jié)短時工作制電動機額定功率的選擇一、選用短時工作制電動機選擇標準運行時間與實際運行時間相同或相近的電動機。

短時工作制的負載，應選用專用的短時工作制電動機。在沒有專用電動機的情況下，也可以選用連續(xù)工作制電動機或斷續(xù)周期工作制電動機。

9.5短時工作制電動機額定功率的選擇二、選用連續(xù)工作制電動機

校驗起動能力三、選用斷續(xù)周期工作制電動機

再按二中步驟進行計算第六節(jié)斷續(xù)周期工作制電動機額定功率的選擇

第七節(jié)電動機額定功率選擇的工程方法

一、統(tǒng)計法通過對同類型機床所選用的電動機額定功率進行統(tǒng)計和分析，從中找出電動機額定功率和機床主要參數(shù)間的關系，最終得出相應的經驗公式。

二、類比法首先根據(jù)生產工藝給出的靜態(tài)功率，計算出所需要的電動機容量并預選電動機。然后，將與其他廠礦經過長期運行考驗的、同類型或相近的生產機械所采用的電動機容量進行比較，再考慮工作條件等因素，最后確定實際電動機的容量。9.7電動機額定功率選擇的工程方法第八節(jié)電動機的一般選擇一、電動機類型的選擇（1）生產機械對電動機的要求

機械特性、起動性能、調速性能、制動辦法、過載能力……（2）經濟效益二、電壓的選擇（1）三相異步電動機的額定電壓

380V、3000V、6000V、10000V。

（3）中小型直流電動機的額定電壓

110V、220V、160V、440V。9.8電動機的一般選擇三、額定轉速的選擇四、外部結構形式的選擇外殼防護形式有開啟式、防護式、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)運轉的生產機械從設備初投資，占地面積和運行維護費用等方面考慮，確定幾個不同的額定轉速，進行比較，最后選定合適的傳動比和電動機的額定轉速。（2）經常起動，制動和反轉，但過渡過程時間對生產率影響不大的生產機械根據(jù)過渡過程能量最