机电传动控制系统中

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1、第七章机电传动控制系统中电动机的选择1机电传动控制系统中电动机的选择本章要求在了解电动机的发热与冷却规律的基础上重点掌握电动机容量的选择熟悉电动机种类、电压、转速和结构型式的选择原则27.1电动机容量选择的原则在机电传动系统中选择一台合适的电动机是极为重要的。电动机的选择主要是容量的选择如果电动机的容量选小了，一方面不能充分发挥机械设备的能力，使生产效率降低。另一方面电动机经常在过载下运行，会使它过早损坏，同时还可能出现启动困难、经受不起冲击负载等故障。如果电动机的容量选大了，则不仅使设备投资费用增加，而且由于电动机常在轻载下运行，运行效率和功率因数(对异步电动机而言）都会下降

2、。37.1电动机容量选择的原则选择电动机容量应根据以下三项基本原则进行。(1)发热：电动机在运行时，必须保证电动机的实际最高工作温度θmax等于或略小于电动机绝缘的允许最高工作温度θa，(2)过载能力：电动机在运行时，必须具有一定的过载能力。特别是在短期工作时，由于电动机的热惯性很大，电动机在短期内承受高于额定功率的负载功率时仍可保证47.1电动机容量选择的原则此时，决定电动机容量的主要因素不是发热而是电动机的过载能力。所选电动机的最大转矩Tmax(对于异步电动机)或最大允许电流Imax(对于直流电动机)必须大于运行过程中可能出现的最大负载转矩TLmax和最大负载电流ILmax,

3、即对于异步电动机对于直流电动机57.1电动机容量选择的原则(3)启动能力：由于鼠笼式异步电动机的启动转矩一般较小，所以，为使电动机能可靠启动，必须保证,式中选择电动机容量的方法一般有计算法、统计分析法和类比法考虑到电网电压波动的影响，式中，一般取为0.8Tmax／TN(Tmax／TN为产品目录上规定的λm)67.2电动机的发热与冷却电动机是由多种金属(铜、铝、铁、硅钢片)和绝缘材料等组成，它在运行时，不断地把电能转变成机械能，在能量的变换过程中必然有能量损耗，这些损耗包括铜耗、铁耗和机械损耗，其中铜耗与电流的平方成正比地变化，而铁耗与机械损耗则几乎是不变的。这些损耗都变成了热能而

4、使电动机发热、温度升高。77.2电动机的发热与冷却其发热的过程如下：刚开始工作时，电动机的温度θm与周围介质的温度θ0(规定取θ0=+400C)之差(θM–θ0)很小，而热量的发散是随温度差递增的，这时只有少量的热量被散发出去，大部分都被电动机吸收，温度升高较快，随着电动机温度逐渐升高，它和周围介质的温差也相应地加大，发散出去的热量逐渐增加，而被电动机吸收的热量逐渐减步，温度的升高逐渐缓慢。87.2电动机的发热与冷却温升τ=θM-θ0是按指数规律上升的，如图7.1中曲线1所示，Th为发热时间常数。当温度升高到一定数值时，电动机在一秒内发散出去的热量正好等于电动机在一秒内由于损耗所

5、产生的热量，这时电动机不再吸收热量，因此温度不再升高，温升趋于稳定，达到最高温升。97.2电动机的发热与冷却热惯性比电动机本身的电磁惯性、机械惯性要大得多，一个小容量的电动机也要运行(2～3)小时，温升才趋于稳定，但温升上升的快慢还与散热条件有关。在切断电源或负载减小时，电动机温度要下降而逐渐冷却，在冷却过程中，其温度降低也是按指数规律变化的，107.2电动机的发热与冷却如图7.1中曲线2，为散热时间常数。对风扇冷却式电动机而言，停车后因风扇不转，散热条件变差，冷却过程进行得很慢。电动机运行时，温度若超过一定数值，首先损坏的是绕组的绝缘，因为电动机中的绝缘材料是耐热最弱的部分，目

6、前，常用的绝缘有E、B、F、H四级，各级绝缘所用材料的允许最高工作温度分别为1200、1300C、1500C、1800C117.2电动机的发热与冷却如果电动机的工作温度超过了绝缘材料允许的最高工作温度θa，轻则加速绝缘老化过程，缩短电动机寿命，重则绝缘材料碳化变质，损坏电动机。据此规定了电动机的额定容量，电动机长期在此容量下运行时，应不超过绝缘材料所允许的最高温度。θM≤θa是保证电动机长期安全运行的必要条件，是按发热条件选择电动机功率的最基本的依据。127.2电动机的发热与冷却由于电动机的温升和冷却都有一个过程，其温升取决于负载的大小，也和负载的持续时间有关，也就是与电动机的运

7、行方式有关。或者说，电动机额定功率的大小与电动机的运行方式有关。我国将电动机的运行方式(亦称工作制)按发热的情况分为三类，即连续工作制、短时工作制和重复短时(断续)工作制，并分别按上述原则规定出电动机的额定功率和额定电流。137·3不同工作制下电动机容量的选择7.3.1连续工作制电动机容量的选择1.带恒定负载时电动机容量的选择对于负载功率PL恒定不变(如通风机、泵、重型车床、立车、齿轮铣床的主传动等)的生产机械，拖动这类机械的电动机在连续运行时的负载图及温升曲线如图7.2所示。1