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1、 黑龙江科技学院工业自动化教研室黑龙江科技学院工业自动化教研室 姜志成姜志成 1、某生产机械为短时运行，每次工作时间某生产机械为短时运行，每次工作时间 12 min，停机时间足够长，输出功率，停机时间足够长，输出功率 Pm = 20 kW，效率，效率 m = 0.833，传动机构效率，传动机构效率 t = 0.8，采用短时工作制的直流电动机拖动。试问电动机的额定功率应为多少？，采用短时工作制的直流电动机拖动。试问电动机的额定功率应为多少？ 解：解： (1) 电动机的负载功率为电动机的负载功率为 kWPPtmm Z308 . 0833. 0 20=(2) 选择选择 tWN = 15 min 的短
2、时工作制电动机，其等效负载功率为的短时工作制电动机，其等效负载功率为 kWttPPWNW ZZN83.26151230= (3) 选择电动机的额定功率选择电动机的额定功率 PN 26.83 kW 。 2、 有一断续周期工作的生产机械， 运行时间、 有一断续周期工作的生产机械， 运行时间 tW = 90 s， 停机时间， 停机时间 tS = 240 s，需要转速，需要转速 n = 700 r/min左右的三相绕线型异步电动机拖动，电动机的负载转矩左右的三相绕线型异步电动机拖动，电动机的负载转矩 TZ = 275 Nm。试选择电动机的额定功率。试选择电动机的额定功率。 解：解： (1) 电动机的实
3、际负载持续率电动机的实际负载持续率 %27.27%1002409090%100=+=+=sWW tttFC (2) 选择选择 FCN = 25% 的断续周期工作制绕线型异步电动机。的断续周期工作制绕线型异步电动机。 (3) 电动机的负载功率电动机的负载功率 kWTPZZ15.21607002275=换算到标准负载持续率时的负载功率换算到标准负载持续率时的负载功率 kWFCFCPPNZZN2125. 02727. 015.21= 选择电动机的额定功率选择电动机的额定功率 PN21 kW 。 3、某生产机械拟用一台转速为、某生产机械拟用一台转速为 1000 r/min 左右的笼型三相异步电动机拖动
4、。负载曲线如图所示。其中左右的笼型三相异步电动机拖动。负载曲线如图所示。其中 PZ1 = 18 kW，t1 = 40 s，PZ2 = 24 kW，t2 = 80 s， PZ3 = 14 kW， t3 = 60 s， PZ4 = 16 kW， t4 = 70 s。 起动时的负载转矩。 起动时的负载转矩 TZst = 300 Nm，采用直接起动，起动电流的影响可不考虑。试选择电动机的额定功率。，采用直接起动，起动电流的影响可不考虑。试选择电动机的额定功率。 解：解： (1) 平均负载功率平均负载功率 kWtttttPtPtPtPPZZZZ d4 .1870608040701660148024401
5、8432144332211=+=+=(2) 预选预选 Y200Z26 型三相异步电动机，该电动机的型三相异步电动机，该电动机的 PN = 22 kW，nN = 970 r/min，Kst = 1.8，KT = 2.0。 (3) 进行发热校验（用等效功率法）进行发热校验（用等效功率法） kWtttttPtPtPtPPZZZZ dx84.187060804070166014802440182222432142 432 322 212 1=+=+=由于由于 PdxPN，发热校验合格。，发热校验合格。 (4) 校验过载能力校验过载能力 由于由于n 基本不变，基本不变，P T，因此直接用，因此直接用 P
6、M 校验。校验。 因为因为PM = KTPN = 222 kW = 44 kW，PZmax = 24 kW 所以所以 PMPZmax ，过载能力合格。，过载能力合格。 (5) 校验起动能力校验起动能力 216.7N.m9702295509550=NN NnPT Tst = Kst TN = 1.8216.7 Nm = 390 Nm 因为因为 要求要求 Tst(1.1 1.2) TZst = (1.1 1.2)300 Nm = 330 360 Nm 所以起动能力校验合格。所以起动能力校验合格。 4、一生产机械拟采用他励直流电动机拖动。用转矩表示的负载曲线如图所示。图中、一生产机械拟采用他励直流电
7、动机拖动。用转矩表示的负载曲线如图所示。图中 TZ1 = 60 Nm，t1 = 5 s， TZ2= 40 Nm，t2 = 40 s， TZ3 = 30Nm， t3 = 2 s，t4 = 10 s。现初步选择电动机的。现初步选择电动机的 PN = 7.5 kW， nN = 1500 r/min 。试对该电动机进行发热校验。试对该电动机进行发热校验。 解：解： (1) 求出等效转矩求出等效转矩 kWtttttTtTtTTZZZ dx84.40105 . 0275. 040575. 02)30(4040560222432132 322 212 1=+=+=(2) 求出额定转矩求出额定转矩 N.m77
8、. 7415005 . 795509550=NN NnPT (3) 由于由于 TdxTN，发热校验合格。，发热校验合格。 5、某生产机械需用一台三相异步电动机拖动，负载曲线如图所示。已知、某生产机械需用一台三相异步电动机拖动，负载曲线如图所示。已知PZ1 = 20kW，t1 = 20s，PZ2= 12kW，t2 = 40s，PZ3 = 10kW， t3 = 40s。现初步选择电动机的。现初步选择电动机的PN = 15 kW，%5 .89=N。由该电动机的效率特性查得对应于各段的效率为。由该电动机的效率特性查得对应于各段的效率为%92%,90%,85321=。试用平均损耗法对该电动机进行发热校验
9、。试用平均损耗法对该电动机进行发热校验。 解：解： 各段损耗：各段损耗：) 11(=iZiZiPPkWPPZZ529. 3) 185. 01(20) 11(111=kWPPZZ333. 1) 19 . 0 1(12) 11(222=kWPPZZ87. 0) 192. 01(10) 11(333=平均损耗：平均损耗： kWttttPtPtPPZZZ d587. 14040204087. 040333. 120529. 3321332211=+=+= 电动机的额定损耗：电动机的额定损耗： kWPPNNN76. 1) 1895. 01(15) 11(=因，所以电动机发热校验通过。因，所以电动机发热校
10、验通过。 dPNP6、某生产机械由一台三相异步电动机拖动，负载曲线如图所示。已知、某生产机械由一台三相异步电动机拖动，负载曲线如图所示。已知IZ1 = 50A， t1 = 10s， IZ2= 80A， t2 = 20s， IZ3 = 40A， t3 = 30s。 所选电动机的。 所选电动机的IN = 59.5A。试对该电动机进行发热校验。试对该电动机进行发热校验。 解：解： 等效电流等效电流 AttttItItIIZZZ dx88.5730201030402080105022232132 322 212 1=+=+= 因，所以电动机发热通不过。因，所以电动机发热通不过。 dxINI7、某生产机
11、械由一台他励电动机拖动，负载曲线如图所示。已知、某生产机械由一台他励电动机拖动，负载曲线如图所示。已知TZ1 = 40N.m，t1 = 5s，TZ2=20N.m，t2 = 40s，TZ3 = -20N.m， t3 = 3s，t4=12s。电动机的。电动机的nN = 1500r/min，试问仅从发热的角度考虑，在下述两种情况下，电动机的额定功率不得小于多少？（，试问仅从发热的角度考虑，在下述两种情况下，电动机的额定功率不得小于多少？（1）不考虑起动、制动和停机的影响； （）不考虑起动、制动和停机的影响； （2）考虑起动、制动和停机的影响。）考虑起动、制动和停机的影响。 解：解： （1）不考虑起动
12、、制动和停机的影响）不考虑起动、制动和停机的影响 mNtttttTtTtTTZZZ dx.49.201234053)20(4020540222432132 322 212 1=+=+= 电动机的功率电动机的功率NPkWTPNdxdx22. 3601500249.20=（2）考虑起动、制动和停机的影响）考虑起动、制动和停机的影响 mNtttttTtTtTTZZZ dx.014.22125 . 0375. 040575. 03)20(4020540222432132 322 212 1=+=+=电动机的功率电动机的功率NPkWTPNdxdx459. 36015002014.22=8、一台绕线式异步
13、电动机，PN=500KW，UN=6000V，nN=365rmin，电动机的过载倍数 =1.8，折算到电动机轴上的总飞轮惯量GDTK2=89137N.m2，折算到电动机轴上的负载转矩如下图，TZ1=12000N.m，TZ2=9800 N.m，TZ3=3300 N.m，起动时间t1=12s，等速时间t2=30s，减速阶段采用能耗制动，制动时间t3=12s，两次工作的间歇时间t0=9s，校验拖动电动机的容量和过载能力。(加速和减速阶段的散热校正系数=2/3,停车阶段的散热校正系数0=1/3)。 解： 、T1=TZ1+dtdnGD3752=12000+mN.1923012365 37589137= T
14、2=9800N.m T3=TZ3 dtdnGD3752 =3300-mN.393012365 37589137= 电动机的负载图： (2) 、 mNtttttTtTtTTdx= +=+=12308 93130)1212(321239303098001219230 )(2220023132 322 212 1 (3) 、发热校验 TN=9550mNnPNN.130823655009550= 因 TNTdx ，发热校验通过。 (4)、过载能力校验 工作周期中最大转矩为 T1=19230N.m T1/TN=19230/13082=1.47KT 过载能力校验通过。 9、一台他励直流电动机的数据为：、一
15、台他励直流电动机的数据为：kWPN6 . 5=，VUN220=，它一个周期的负载图如图所示，其中第一、第四两段为起动，第三、 第六两段为制动， 起动、 制动各段及第二段的电动机励磁均为额定值，而第五段的电动机励磁则为额定值的，它一个周期的负载图如图所示，其中第一、第四两段为起动，第三、 第六两段为制动， 起动、 制动各段及第二段的电动机励磁均为额定值，而第五段的电动机励磁则为额定值的 75%，该电动机为自扇冷式。试校验发热。，该电动机为自扇冷式。试校验发热。 AIN31=min/1000rnN=N解：解： 第五段的电动机励磁则为额定值的第五段的电动机励磁则为额定值的 75%，其转矩修正为：，其转矩修正为： mNTN.13.266 .1975. 016 .195= 52643162 652 542 432
