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1、Tom feng 制作 电机与拖动基础电机与拖动基础任课教师：封海潮 电 话：13462847991 邮 箱： Tom feng 制作 第八章第八章 电动机的选择电动机的选择8.1 电动机类型、电压和转速的选择 8.2 电动机额定功率的选择 8.1 电动机类型、电压和转速的选择1. 类型的选择 (1) 生产机械对电动机的要求机械特性、起动性能、调速性能、制动方法、过载能力 (2) 经济效益 2. 功率的选择既不能过载，也不能长期轻载。类比法、统计法、实验法、计算法。第八章 电动机的选择电动机选择的基本内容3. 电压的选择 (1) 三相异步电动机的额定电压380 V、3 000 V、6 000
2、V、10 000 V。 (2) 根据功率选择电压PN200 kW 时，选择 UN = 380 V。PN200 kW 时，选择高压电机。一般大中型电动机选择 UN = 6 000 V。 (3) 中小型直流电动机的额定电压110 V、220 V、160 V、440 V。由 220 V 单相桥 式整流器供电由 380 V 三相全控 桥式整流器供电 三相同步电动机额定电压基本与三相异步电动机相同。第八章 电动机的选择4. 转速的选择 5. 外形结构的选择 开启式、防护式、封闭式、密封式、防爆式。 第八章 电动机的选择开启式电动机第八章 电动机的选择防护式电动机Y系列（IP23）电动机是防护型自扇冷式笼
3、型三相异步电动机第八章 电动机的选择封闭式电动机离心制冷机用封闭式电机螺杆制冷机用封闭式电机第八章 电动机的选择密封式电动机Y系列（IP44）电动机是全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机第八章 电动机的选择防爆式电动机（YB系列）YB2-B35第八章 电动机的选择6. 安装型式的选择卧式、立式。(1) B3，卧式 (2) B5，卧式 (3) B35，卧式 (4) V1，立式第八章 电动机的选择B3 型第八章 电动机的选择B5 型第八章 电动机的选择B35 型第八章 电动机的选择立式电动机 （V1 型）第八章 电动机的选择7. 工作制的选择有九种工作制。如连续工作制、短时工作制、断续周期工作制。 8
4、. 型号的选择Y 系列 封闭式笼型三相异步电动机。YR 系列 绕线型三相异步电动机。YD 系列 三相多速异步电动机。YB 系列 防爆型三相异步电动机。T 系列 三相同步电动机。Z 系列 直流电动机。第八章 电动机的选择电机的发热和冷却 电机的温升 = 电机的温度周围环境温度当 发热量 = 散热量时， = 稳定值。 电机的热平衡方程式C d A dt = Q dt Q 热量（单位时间内产生的热量）。 C 热容量（温度每升高 1 K 所需的热量）。 A 散热系数（ 为 1 K 时，每秒所散出的热量）。第八章 电动机的选择8.2 电动机额定功率的选择 i 电机的初始温升。 s = Q / A 电机的
5、稳定温升。 = C / A 电机的发热和冷却时间常数。 d dtC A = Q A = s ( i s ) e t Ot siOt is第八章 电动机的选择1. 连续工作制（ S1 工作制）OtP sPL应用通风机、水泵、纺织机、造纸机等。 第八章 电动机的选择电机的工作制2. 短时工作制（ S2 工作制）标准运行时间：15、30、60、90 min。 OtP s MPLtW应用水闸启闭机、冶金用的电动机、起重机中的电动机。 第八章 电动机的选择3. 断续周期工作制（ S3 工作制）OtP PLtW tSs HL负载持续率 FC = 100% tW tWtS标准负载持续率FC = 15%FC
6、= 25%FC = 40%FC = 60%周期：tWtS 10 min。应用起重机、电梯、轧钢辅助机械中的电动机。 第八章 电动机的选择4. 包括起动的断续周期工作制（ S4 工作制） 5. 包括电制动的断续周期工作制（ S5 工作制） 6. 连续周期工作制（ S6 工作制） 7. 包括电制动的连续周期工作制（ S7 工作制） 8. 包括变速变负载的连续周期工作制（ S8 工作制） 9. 负载和转速非周期变化工作制（ S9 工作制）第八章 电动机的选择实际环境温度满载时的 PFe / PCu额定功率的确定表10.4.1 电机的绝缘等级 绝缘等级允许最高温度 / A E B F H C105 1
7、20 130 155 180 180 2. 工作制的影响 3. 环境温度的影响P2 = PN 1(1 )40 N 一般： = 0.4 1.1第八章 电动机的选择电机的允许输出功率表10.4.2 电机允许输出的功率 实际环境温度 / 允许输出功率 增减的百分数30 35 40 45 50 558% 5% 0 5% 12.5 % 20% 工程上也可以按下表对 P2 估算。 海拔高度的影响海拔高度越高，空气越稀薄，散热越困难， 使得 P2PN 。海拔 1 000 m h 4 000 m h = 100 m，N 降低 1% ，P2 降低 0.5% 。 第八章 电动机的选择恒定负载电动机额定功率的选择1
8、. 连续运行的电动机 选择工作制为 S1 的电动机。 求出电动机的负载功率 PLPL =Pm mt Pm 生产机械的输出功率；m 生产机械的效率；t 电动机与生产机械之间传动机构的效率。 选择 PN = PL 或略大于PL 的电动机。 校验起动能力。第八章 电动机的选择【例 10.5.1】 有一台由电动机直接拖动的离心水泵 ，流量 Q = 0.04 m3/s，扬程 h = 8 m，效率m = 0.58， 转速 n = 1 440 r/min 。试选择电动机的额定功率。解：(1) 该电机属于恒定负载连续运行工作方 式，故选择工作制为 S1 的电动机。 (2) 由水泵设计手册查得Pm =Q r h
9、 102 水的比重 r = 1 000 kg /m3。 Pm = kW = 3.14 kW 0.041 0008 102第八章 电动机的选择对于直接传动 t = 1，故 PL =Pm mt= kW = 5.41 kW 3.140.581 (3) 选择 PN PL 的电动机。 例如选择 PN = 5.5 kW， nN = 1 440 r/min 的 Y 系列三相笼型异步电动机。(4) 起动能力校验水泵为通风机负载特性类的生产机械， 起动能力不会有问题。第八章 电动机的选择满载时的 PFe / PCu实际运行时间 标准运行时间2. 短时运行的电动机 (1) 选择工作制为 S2 的电动机 选择标准运
10、行时间与实际运行时间相同或相近的电动机。 求出电动机的负载功率 PL 。 将 PL 折算成标准运行时间的负载功率 PLN 。 PLPLN = 1tWN tWtWN tW( )第八章 电动机的选择当 tWtWN 时，则上式可简化为 选择额定功率 PN PLN 的电动机 。 校验起动能力（对三相笼型异步电动机而言）。 PLN = PLtW tWN第八章 电动机的选择(2) 选择工作制为 S3 的电动机 将 S3 工作制的 FCN 换算成 S2 工作制的 tWN ， 其对应关系为FCN = 15% tWN = 30 minFCN = 25% tWN = 60 minFCN = 40% tWN = 9
11、0 min 再按 (1) 中步骤进行计算。第八章 电动机的选择 选择 PN PLN 的电动机 。 校验起动能力。 如果 tW(0.3 0.4) ，此时可以直接由过载能力和起动能力选择电 动机的 PN 。(3) 选择工作制为 S1 的电动机 求出电动机的负载功率 PL 。 将 PL 折算成 S1 工作制时的负载功率 PLN 。短时运行时间电机的发热 时间常数 PLN = PL1e1 e tW tW 校验过载能力。则 PLNPL ， （对笼型异步电动机而言 ）第八章 电动机的选择【例 10.5.2】 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 Pm = 20 kW
12、，效率 m = 0.833，传动机构效率t = 0.8，采用 S2 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：(1) 电动机的负载功率为(2) 选择 tW = 15 min 的 S2 工作制电动机，其等效负载功率为 (3) 选择电动机的额定功率 PN 26.83 kW 。 PL =Pm mt= kW = 30 kW 200.8330.8 PLN = PLtW tWN= 30 kW = 26.83 kW 12 15第八章 电动机的选择3. 断续周期运行的电动机 选择标准负载持续率 FCN 与实际负载持续率FC相同或相近的 S3 工作制电动机。 求出电动机的负载功率 PL 。 将
13、 PL 换算成标准负载持续率时的负载功率 PLN 。 ( )PLPLN = FCN FC 1 FCN FC当 FCFCN 时，则PLN = PLFC FCN 选择 PN PLN 的电动机 。 校验起动能力（对三相笼型异步电动机而言）。 如果 FC10%，可按短时运行选择电动机。 如果 FC70%，可按连续运行选择电动机。第八章 电动机的选择【例 10.5.3】 有一断续周期工作的生产机械，运行 时间 tW = 90 s，停机时间 tS = 240 s，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 TL = 275 Nm。试选择电动机的额定功率。解：(1
14、) 电动机的实际负载持续率(2) 选择 FCN = 25% 的 S3 工作制绕线型异步电动机。 (3) 电动机的负载功率 FC = 100% tW tWtS= 100% = 27.27% 90 90240 PL = TL n 2 60= 275700 W = 20.15 kW 23.14 60第八章 电动机的选择PLN = PLFC FCN= 20.15 kW = 21 kW 0.2727 0.25换算到标准负载持续率时的负载功率 (3) 选择电动机的额定功率 PN21 kW 。 第八章 电动机的选择变动负载电动机额定功率的选择1. 周期性变动负载的电动机 (1) 求出各段时间电动机的负载功率OtPPL1
