第七章 机电传动控制系统中电动机的选择32295

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1、第七章机电传动控制系统中电动机的选择2学时本章学习要求了解电动机的发热与冷却规律；重点掌握电动机容量的选择特别注意电动机运行时的允许温度，过载能力和启动能力；熟悉电动机种类、电压、转速和结构形式的选择原则。本章重点掌握长期工作制，短期工作制、重复工作制三种运行方式下电动机容量的选择。7.1电动机容量选择的原则正确选择电动机容量是非常重要的，选择电动机的容量时，一般应考虑两个方面的因素：即电动机的发热情况和过载能力，对于鼠笼式异步电动机还要考虑其启动能力1.发热a：电动机运行中的地最高工作温度小于绝缘材料允许的最高温度演变为1.在电机额定运行

2、情况下：负载电流小于等于额定电流2.若电机不调速，则为负载功率小于等于负载功率b：电动机的发热是有过程的，故其温升不仅取决于负载的大小，而且也和负载的持续时间有关，即和电动机的运行方式有关2.从过载能力观点选择电动机容量电动机的最大转矩（或者最大电流）必须大于最大实际负载转矩（或者实际负载电流），即对于异步电机而言：对于直流电机而言：3.启动能力由于鼠笼式异步电动机的启动转矩一般较小，为使其可靠启动必须保证7.2电动机的发热和冷却1.电动机的热源来自电机内部，电流流过定子绕组时产生的铜损耗，在铁芯内当磁通变化时所产生的铁损耗，轴承摩擦所产生的

3、机械损耗及附加损耗。电机产生的热量，首先借传导作用传送到电机的外表面，然后借辐射和对流作用将热量从电机外表面散发到周围冷却介质中去。铜耗铁耗机械损耗电动机温度升高2.电机温度与周围冷却介质温度之差，称为温升，它是电机的一项重要性能指标。规定表示电机发热及散热情况的是温升,而不是温度。电机温升是衡量电机性能的一个重要指标，它表征电机的内部损耗，即表征电机发热的物理量。电机内部耐热性最差的部分就是绝缘材料电机运行时，输出功率越大，则电流和损耗越大，温度越就越高，但最高温度不得超过绝缘的最高允许温度。因此，电机容许的长期最大输出功率（即电机的容量或

4、额定功率）受绝缘的最高允许温度限制，或者说容量由绝缘的最高允许温度所决定。电机铭牌上所表明的额定功率就是指在标准的环境温度（我国规定为40℃）和规定的工作方式下，其温度不超过绝缘的最高允许温度时的最大输出功率。绝缘等级AEBFH温度限值105120130155180材料举例浸渍处理过的有机材料：如纸、棉纱等聚脂薄膜、三醋酸纤维薄膜云母带、云母纸云母、石棉、玻璃纤维，用合成树脂做粘和济云母、石棉、玻璃纤维等，以硅有机树脂做粘和济电机中常用绝缘材料的耐热等级和温度限值3.电机的发热过程电机中的各种损耗产生的热量，使电机的温度升高。电机温度升高以后

5、，便借辐射和对流作用向周围空气散发热量。当所产生的热量与所散热的热量相等时，电机温度便不再上升而达到某一稳定数值开始发热时，电机所产生的热量全部用于提高本身的温度，所以温度上升得很快。随着电机温度的升高，电机与周围介质之间的温差逐渐增大，电机向外散发的热量也逐渐增多，这样，温度的升高也就逐渐缓慢下来，形成下图所示的温升曲线。均质等温体的发热曲线Th为发热时间常数4.电机的冷却过程如果温升达到稳定值后，电机停止运行，电机内部便不在产生热量，此时，由于电机内部热量逐渐散发到周围空气中去，电机温度开始下降。冷却过程如图所示，也是一条指数曲线。均质等

6、温体的冷却曲线T’h散热时间常数T’h5.电机的通风冷却方式电机的冷却情况决定了电机的温升，温升又直接影响电机的使用寿命和额定容量，由此可见，冷却问题对电机具有重要意义。中小型电机一般都利用空气来进行通风冷却。按其冷却方式可分为自然冷却、自通风冷却、强迫通风冷却以及管道通风冷却等数种方式（1）自然冷却这种电机仅靠表面的辐射和空气自然流动获得冷却，不装任何专门的冷却装置，仅适用于几百瓦以下的小型电机（2）自通风冷却这种电机由本身所驱动的风扇供给冷却空气，以冷却发热部件的表面和内部。（3）强迫通风冷却这种电机的冷却空气是独立驱动的风扇和鼓风机供给

7、（4）管道通风冷却这种电机的冷却空气经过管道引入或排除，电机中的温度升高过程是极为复杂的，在电机中有绕组、铁芯、轴承等好几个不同的热源，各热源之间一定存在有热交换，再加上每部分的散热条件又不相同，因此要精确计算电机中的温度分布情况是十分困难的。为了使问题简化，只讨论均质等温固体的发热过程。即认为物体表面各点的散热条件完全一样，体内各点的温度相同。书上电动机的温升和温降均把电动机等效成均质等温固体而得到的曲线补充7.3不同工作制下电动机容量的选择一、电动机的工作方式1、连续（长期）工作制其特点是：电机连续工作时间长，其工作时间tg>(3～4)T

8、h，可达几小时甚至几十小时，因此电机温升可达到稳定值。属于此类工作制的生产机械有水泵、通风机、造纸机、机床主轴等。2、短时工作制其特点是：电机工作时间短,tp<(3