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1、第9章 电动机的选择,1 电动机的发热与冷却 2 电动机的绝缘材料与允许温升 3 电动机的工作方式 4 电动机的负载功率计算 5 电动机的容量选择,选择电动机的内容：种类、型式、额定转速、额定电压、 额定功率（容量）。,正确选择电动机容量的原则：,完全满足生产机械对电动机提出的功率、转矩、 转速、以及起动、调速、制动和过载等要求， 电动机在工作过程中能充分被利用，而且还不 超过国家标准所规定的温升。,.,选择依据：由机械特性、调速情况与起动性能、 维护以及价格、工作方式（连续、 短时、重复短时工作制）决定。,电动机种类,直流电动机,交流电动机,异步电动机,同步电动机,鼠笼型电动机,绕线型电动机
2、,., 当生产机械对电动机的起动、制动、调速性能要求不高时， 应尽量采用交流电动机。, 当起动、制动、调速等性能采用交流电动机无法满足时， 则采用直流电动机或晶闸管直流电动机（KZD）系统。, 封闭式：, 开启式：, 防护式：, 防爆式：,电动机型式, 电动机连续工作，很少起制动或反转。, 电动机经常起制动及正反转，但过渡过程的 持续时间对生产率影响不大。, 电动机经常起制动及正反转，过渡过程的 持续时间对生产率影响较大。,电动机额定转速,电动机额定电压,决定电动机容量的主要因素：发热与温升。, 交流电动机按供电电网情况进行选择,电压等级分为：380V、3kV、6kV、10kV, 直流电动机也
3、要与电源电压相配合,常用的电压等级有：110V、220V、440V,.,end,1 电动机的发热与冷却,一、电机中热量的传导,电机的各种损耗形成不同的热源，自电机内部 通过不同的材料传递到电机表面，这就是传导。,使用导热系数可以描述传导过程。,导热系数大，传导性能好。,金属材料的导热系数大，绝缘材料的导热系数小， 空气的导热系数最小。,应采取措施改善电机内部的热传导过程。如 采用耐压强度高、导热性能好的绝缘材料； 采用浸漆的方法赶走槽内的空气、增强绝缘 性能、同时也能够改善机械性能。,.,二、电机的发热过程,假定：电机长期连续工作，负载不变； 把电机看成是各部分温度相同的均匀整体； 周围的环境
4、温度不变。,根据热力学的定律，得,电机的发热时间常数,电机的稳态温升,.,总热量,物体吸收 的热量,物体散发 的热量,三、电机的冷却过程,在零初始条件下，上述方程的解为,当电机停止运行后，电机内部 不再产生热量，经过一段时间 温升又回到零度，则,四、电机的通风冷却方式, 强迫通风冷却：, 自然冷却：, 自通风冷却：, 管道通风冷却：,.,end,2 电动机的绝缘材料与允许温升,一、绝缘材料的等级,电机内部的绝缘材料不同，所允许的最高温度也不同。,绝缘等级 电机所用的绝缘材料的耐热程度。,国际电工学会规定绝缘材料分为七个等级。,我国用在电机中选取其中五个等级。,中国规定：标准环境温度是40，绝缘
5、材料的允许温度 减去40就等于它的允许温升。,.,二、电机各部分的允许温升,电机温度与周围冷却介质温度之差称为电机温升，用表示。,end,3 电动机的工作方式,一、连续工作制,指电动机的工作时间 tg 4T，电动机长期运行， 温升可以达到稳态温升 ，也称为长期工作制。,曲线的俗称：热得到头,.,二、短时工作制,指电动机的工作时间 tg 4T ， 因而工作时的温升达不到稳态温升 ，但停歇后 的温升降为零。,我国短时工作制电动机的标准工作时间有： 15min，30min，60min，90min四种。,曲线的俗称：热不到头，冷得到底,.,三、重复短时工作制,指电动机的工作与停歇交替进行，其时间均比较
6、短， 即 tg 4T， t0 4T ，工作时的温升达不到稳态温升 ， 停歇时的温升也降不到零。也称为断续周期工作制。,曲线的俗称：热不到头，冷不到底,国家规定的标准负载持续率有： 15%，25%，40%，60% 四种。,国家标准规定：每个工作与停歇的周期 tZ = tg + t0 10min,每个周期内工作时间所占的百分数，叫做负载持续率 （又称为暂载率），用FC%表示。,end,.,4 电动机的负载功率计算,一、常值负载功率PL的计算, 直线运动的生产机械,., 旋转运动的生产机械, 泵类的生产机械, 鼓风机类的生产机械,.,二、变化负载功率PL的计算,各时间段的负载功率按常值负载公式计算。
7、,对于变化的负载只能求其平均值，即平均负载功率及 平均负载转矩。,.,end,5 电动机的容量选择,一、电动机容量选择的步骤, 计算负载所需功率 PL ；, 由产品目录查出所需的电动机，要求 PN PL ；, 对于鼠笼型异步电动机，若在重载下起动，须校验起动能力；, 发热校验；, 若环境温度 T0 不为标准温度（ 40 ），则需要进行修正。, 电动机的电流或功率的 环境温度变化系数。,.,式中, 过载校验；,.,二、常值负载下电动机容量的选择, 标准工作时间,按电动机三种工作方式所规定的有关时间工作。,此时不需进行发热校验。, 非标准工作时间,折算为标准工作时间或标准负载持续率。, 对于短时工
8、作制电动机,预选电动机的额定功率应满足, 对于重复短时工作制电动机,预选电动机的额定功率应满足,., 短时工作方式负载选用连续工作方式的电动机,条件：充分发挥电动机的过载能力。,此时选用的连续工作方式电动机工作在过载状态， 只要其温升不超过额定稳定温升为N ，该电动机 就能正常工作。, 额定情况下不变损耗与可变损耗之比。,统计资料表明 = 0.41.5，计算时一般取 = 0.6,.,预选电动机的额定功率应满足,例：一台电动机与低压离心式水泵直接相连，水泵的 转速 n =1450 r/min，流量 Q = 50 m3 / h，总扬程 H = 17 m，效率 1 = 0.4，周围环境温度不超过 3
9、0，试选择一台电动机。,解：,查产品目录，应选用 Y132M 4 型电动机，PN = 7.5kW,设电动机为 B 级绝缘，即 m = 90，取 = 0.6,电动机实际可以输出功率为 1.0857.5 = 8.1375 kW,若选 Y132S 4型的电动机，PN = 5.5kW，实际可以输出 功率为 1.085 5.5 = 5.9675 kW PL，能用，故选之。,.,.,三、变值负载下电动机容量的选择,预选电动机的额定功率PN =（1.11.6）PLd,必须做发热校验。,使用平均损耗法或等效法做发热校验。,.,四、电动机容量选择的工程方法, 用统计法选择电动机的容量,统计法,对各种不同类型的机床主拖动电机，分别 进行统计、分析，找出电机容量与机床主 要数据的关系，将这个关系用数学方程式 表达，作为设计制造新机床时选择电动机 的主要依据。,主拖动电动机所需的容量,最大工件直径 单位：m,.,常见的计算公式有：,最大工件直径 单位：m,最大钻孔直径 单位：mm,镗杆直径 单位：mm,工作台宽度 单位：mm,要求所选电动机的功率 PN P 。,., 用类比法选择电动机的容量,类比法就是调查经过长期考验的同类型生产机械， 看它采用多大容量的电动机，然后通过主要 参数和工作条件的类比，来确定新生产机械 的电动机容量。,End,.,努力学习 天天进步,
