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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,