機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇.ppt

1、第14章 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇,掌握電動(dòng)機(jī)發(fā)熱與冷卻的規(guī)律; 掌握電動(dòng)機(jī)容量的選擇方法,注意電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的允許溫度,過載能力與起動(dòng)轉(zhuǎn)矩; 熟悉電動(dòng)機(jī)種類,電壓,轉(zhuǎn)速和型式的選擇方法.,電動(dòng)機(jī)容量選擇的原則,研究容量選擇的必要性,容量選擇的基本原則,2）過載能力:電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩(異步電動(dòng)機(jī))或最大允許電流(直流電動(dòng)機(jī))必須大于運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩或最大負(fù)載電流.,1）發(fā)熱:電動(dòng)機(jī)在工作時(shí),其最高工作溫度小于等于電動(dòng)機(jī)絕緣所允許的最高工作溫度.,3）起動(dòng)能力:保證鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)能可靠起動(dòng).,第14章 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇,-對異步電機(jī),-對直流電機(jī),電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱

2、與冷卻,電動(dòng)機(jī)絕緣分級,絕緣的溫度等級: A級 E級 B級 F級 H級 最高允許溫度（）: 105 120 130 155 180,如:JO2系列電動(dòng)機(jī)采用E級絕緣材料; Y系列電動(dòng)機(jī)采用B級絕緣材料.,電動(dòng)機(jī)的工作制(3種)(國際電工委員會(IEC)將工作制分為8種) 電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行方式按發(fā)熱情況分: 1)長期連續(xù)工作制; 2)短時(shí)工作制; 3)重復(fù)短時(shí)工作制.,第14章 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇,影響電機(jī)發(fā)熱因素:負(fù)載大小、持續(xù)時(shí)間、工作方式,不同工作制下電機(jī)容量的選擇,連續(xù)工作制下電機(jī)容量的選擇,1）帶恒定負(fù)載時(shí)電機(jī)容量的選擇,恒功率負(fù)載：如風(fēng)機(jī)、泵、重型車床、立式車床、齒輪銑床的主

3、運(yùn)動(dòng),不需要進(jìn)行最大轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩校核。,第14章 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇,選擇原則：,式中,Q-流量; -比重; H-揚(yáng)程; -泵或風(fēng)機(jī)的效率; 傳動(dòng)效率,泵：,風(fēng)機(jī)：,臥式車床：,式中，D為工件最大直徑(米),不同工作制下電機(jī)容量的選擇,連續(xù)工作制下電機(jī)容量的選擇,1）帶恒定負(fù)載時(shí)電機(jī)容量的選擇,例子：見教材,第14章 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇,不同工作制下電機(jī)容量的選擇,連續(xù)工作制下電機(jī)容量的選擇,2）帶變動(dòng)負(fù)載時(shí)電機(jī)容量的選擇,負(fù)載：如小型車床、自動(dòng)車床的主軸電機(jī)、帶式運(yùn)輸機(jī)、軋機(jī)等,第14章 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇,不同工作制下電機(jī)容量的選擇,連續(xù)工作制下電機(jī)容

4、量的選擇,2）帶變動(dòng)負(fù)載時(shí)電機(jī)容量的選擇,選擇方法：等效法或等值法,電機(jī)熱量的來源：鐵損和銅損及其機(jī)械損耗,等效前：,等效后：,式中，,第14章 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇,不同工作制下電機(jī)容量的選擇,連續(xù)工作制下電機(jī)容量的選擇,2）帶變動(dòng)負(fù)載時(shí)電機(jī)容量的選擇,等效電流：,等效轉(zhuǎn)矩：,等效功率：,選擇原則：,第14章 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇,需要進(jìn)行最大轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩校核。,不同工作制下電機(jī)容量的選擇,連續(xù)工作制下電機(jī)容量的選擇,2）帶變動(dòng)負(fù)載時(shí)電機(jī)容量的選擇,例:由一臺電動(dòng)機(jī)直接拖動(dòng)某生產(chǎn)機(jī)械,其轉(zhuǎn)矩變化負(fù)載圖如下圖所示.生產(chǎn)機(jī)械要求轉(zhuǎn)速n=1450r/min,試選擇電動(dòng)機(jī).,第

5、14章 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇,不同工作制下電機(jī)容量的選擇,連續(xù)工作制下電機(jī)容量的選擇,2）帶變動(dòng)負(fù)載時(shí)電機(jī)容量的選擇,解：1）初選電機(jī),用等值轉(zhuǎn)矩法,初選型號：Y132S-4，PN=5.5kW; nN=1440rpm; Tst/TN=1.8;Tmax/TN=2;UN=380V,2）校核電機(jī)的過載能力,Tmax=2TN=2X36.5Nm=73Nm,TLmax=45Nm,TmaxTLmax,所以：選擇的電機(jī)型號合理,另外，也可選擇直流電機(jī),第14章 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇,不同工作制下電機(jī)容量的選擇,短時(shí)工作制電機(jī)容量的選擇,例如：閘門電機(jī)、刀架的快移、臥式車床與龍門刨床夾緊裝置

6、等,第14章 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇,不同工作制下電機(jī)容量的選擇,短時(shí)工作制電機(jī)容量的選擇,1）選用短時(shí)工作制電機(jī),Ts分成四種:10,30,60,90分鐘,選擇原則：,第14章 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇,需要校核啟動(dòng)能力和帶最大負(fù)載能力,不同工作制下電機(jī)容量的選擇,短時(shí)工作制電機(jī)容量的選擇,2）選用連續(xù)工作制的普通電機(jī),過載倍數(shù)K：,選擇原則：,當(dāng),直接用過載能力和啟動(dòng)能力來選擇電機(jī)。,第14章 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇,過載倍數(shù)和tp/Th有關(guān),不同工作制下電機(jī)容量的選擇,重復(fù)短時(shí)工作制電機(jī)容量的選擇,例如：起重機(jī)、電梯、組合機(jī)床等,負(fù)載持續(xù)率：,第14章 機(jī)電傳動(dòng)控制

7、系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇,一般一個(gè)工作周期不超過10min,一般有4種標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載持續(xù)率 :15%,25%,40%,60%,不同工作制下電機(jī)容量的選擇,重復(fù)短時(shí)工作制電機(jī)容量的選擇,1 選用重復(fù)短時(shí)工作制的電機(jī),選擇步驟：1）先計(jì)算負(fù)載的,2）如果負(fù)載的負(fù)載持續(xù)率同電機(jī)的額定負(fù)載持續(xù)率相同，則選對應(yīng)的電機(jī)；如不同進(jìn)行等效計(jì)算,3）,計(jì)算方法：,4）使PsN略大于Ps：,第14章 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇,不同工作制下電機(jī)容量的選擇,重復(fù)短時(shí)工作制電機(jī)容量的選擇,1 選用重復(fù)短時(shí)工作制的電機(jī),例143 有一起重機(jī)，其工作負(fù)載圖如圖147所示，其中P10 kw，工作時(shí)間tp0.91min，停車時(shí)間t0

8、234min，要求采用線繞式異步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速為1000 rmin左右，試選用一臺合適的電動(dòng)機(jī)。,第14章 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇,不同工作制下電機(jī)容量的選擇,重復(fù)短時(shí)工作制電機(jī)容量的選擇,2 選用連續(xù)工作制下的普通電機(jī),上例中：,注意：,第14章 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇,不同工作制下電機(jī)容量的選擇,重復(fù)短時(shí)工作制電機(jī)容量的選擇,第14章 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇,FANUC-10型 直流伺服電機(jī)機(jī)械特性,電機(jī)容量選擇的統(tǒng)計(jì)法和類比法,晶閘管供電對電機(jī)的影響,整流電路中的高頻分量對于電機(jī)的溫升和效率影響較大。,第14章 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇,電機(jī)容量選擇的注意事項(xiàng)

9、,1)一般情況下,按發(fā)熱條件選擇電動(dòng)機(jī)功率,然后再校驗(yàn)其過載能力; 2)由晶閘管整流裝置供電的電動(dòng)機(jī),其容量要適當(dāng)選大一點(diǎn); 3)可以按經(jīng)驗(yàn)選擇電動(dòng)機(jī)容量,例如按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算.,第14章 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇,電動(dòng)機(jī)的種類、電壓和結(jié)構(gòu)形式的選擇,根據(jù)負(fù)載性質(zhì)來選擇電機(jī)類型,(1)對于不要求調(diào)速、對啟動(dòng)性能亦無過高要求的生產(chǎn)機(jī)械，應(yīng)優(yōu)先考慮使用一般鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。若要求啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，則可選用高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。 (2)對于要求經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)，且負(fù)載轉(zhuǎn)矩較大、又有一定調(diào)適要求的生產(chǎn)機(jī)械，應(yīng)考慮選用線統(tǒng)式異步電動(dòng)機(jī)；對于周期性波動(dòng)負(fù)載的生產(chǎn)機(jī)械，為了削平尖峰負(fù)載，一般都采用電動(dòng)

10、機(jī)帶飛輪工作，這種情況下也應(yīng)選用線繞式異步電動(dòng)機(jī)。 (3)對于只需要幾種速度而不要求無級調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，為了簡化變速機(jī)構(gòu)，可選用多速異步電動(dòng)機(jī)。 (4)對于要求恒速穩(wěn)定運(yùn)行的生產(chǎn)機(jī)械且需要補(bǔ)償電網(wǎng)功率因數(shù)的場合，應(yīng)優(yōu)先考慮選用同步電動(dòng)機(jī)。 (5)對于需要大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩又要求恒功率調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，常選用直流串勵(lì)或復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)。 (6)對于要求大范圍無級調(diào)速且要求經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械，可選用帶調(diào)速裝置的直流電動(dòng)機(jī)或鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)。 (7)對于要求調(diào)速范圍很寬的生產(chǎn)機(jī)械，也可從機(jī)械變速和電氣調(diào)速二者結(jié)合起來考慮，易于收到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較高的效果。,第14章 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇,電動(dòng)機(jī)的種類、電壓和結(jié)構(gòu)形式的選擇,電機(jī)電壓等級的選擇,交流電機(jī)：按照功率選擇； 直流電機(jī)：按照整流電路選擇,電機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇,高速電機(jī)成本低，體積小，效率高。,1）不需要調(diào)速的高轉(zhuǎn)速與中轉(zhuǎn)速的機(jī)械，一般應(yīng)選相應(yīng)額定轉(zhuǎn)速的異步電動(dòng)機(jī)或同步電動(dòng)機(jī)，直接與機(jī)械相連接； 2)不需要調(diào)速的低速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械，一般是選用適當(dāng)轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)通過減速機(jī)構(gòu)來傳動(dòng)； 3)對于需要調(diào)速的機(jī)械，電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速應(yīng)與生產(chǎn)機(jī)械的最高轉(zhuǎn)速相適應(yīng)，采用直接傳動(dòng)或通過減速機(jī)構(gòu)來傳