电力拖动系统中电动机的选择

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1、项目八电力拖动系统中电动机的选择8.1电动机的工作制分类8.2电动机容量的选择方法8.3电动机种类、形式、电压、转速的选择思考题与习题任务一电动机的工作制分类8.1.1连续工作制(S1)连续工作制是在恒定负载下电动机连续长期运行的工作方式。其工作时间tw＞(3～4)T（T为电机发热时间常数），可达几小时或几十小时。电动机可以按铭牌规定的数据长期运行，其温升可以达到稳定值，因此连续工作制也称为长期工作制，它的功率负荷图P＝f(t)及温升曲线τ＝f(t)如图8.1.1所示。属于此类工作制的生产机械有水泵、通风机、造纸机和纺织机等。图8.1.1连续工

2、作制的功率负载图及温升曲线8.1.2短时工作制(S2)短时工作制的电动机，其工作时间tw＜(3～4)T。在工作时间内温升达不到稳定值，但它的停机时间t0却很长，t0＞(3～4)T，停机时电动机的温度足以降至周围环境的温度，即温升降至零。短时工作制的功率负载图及温升曲线如图8.1.2所示。属于此类工作制的生产机械有水闸闸门，吊车、车床的夹紧装置等。我国短时工作制电动机的标准工作时间有15、30、60、90min四种。图8.1.2短时工作制的功率负载图及温升曲线8.1.3断续周期工作制断续周期工作制是在恒定负载下电动机按一系列相同的工作周期运行的

3、工作方式。断续周期工作制的特点是重复性和短时性。在一个周期内，工作时间tw＜(3～4)T，停歇时间t0＜(3～4)T。因此，工作时温升达不到稳定值，停歇时温升也降不到零，整个工作过程中温升不断地上下波动，但平均温升值越来越高。经过足够的周期后，温升将在一个稳定的小范围内上下波动，而温升的最高值小于长期运行的稳定温升。按国家标准规定，每个工作周期tc＝tw＋t0≤10min，因此这种工作制也称为重复短时工作制。图8.1.3断续周期工作制的功率负载图及温升曲线在断续周期工作制中，工作时间与工作周期之比称为负载持续率，也称暂载率，用FC％表示。我国规定

4、的标准负载持续率有15％、25％、40％、60％等四种。任务二电动机容量的选择方法8.2.1连续工作制电动机容量的选择1.恒定负载下电动机容量的选择这时电动机容量的选择非常简单，只要选择一台额定容量等于或略大于负载容量、转速适合的电动机即可，不需要进行发热校验。2.变化负载下电动机容量的选择图8.2.1所示为变化负载的功率图，图中只画出了生产过程的一个周期。当电动机拖动这类生产机械工作时，因为负载周期性变化，所以电动机的温升也必然呈周期性波动。温升波动的最大值将低于对应于最大负载时的稳定温升，而高于对应于最小负载时的稳定温升。这样，如按最大

5、负载功率选择电动机的容量，则电动机就不能得到充分利用；而按最小负载功率选择电动机容量，则电动机必将过载，其温升将超过允许值。因此，电动机的容量应选在最大负载与最小负载之间。如果选择得合适，既可使电动机得到充分利用，又可使电动机的温升不超过允许值。通常可采用以下方法选择电动机的容量。图8.2.1变化负载的功率图1）等效电流法等效电流法的基本思想是用一个不变的电流Ieq来等效实际上变化的负载电流，要求在同一个周期内，等效电流Ieq与实际变化的负载电流所产生的损耗相等。假定电动机的铁损耗与绕组电阻不变，则损耗只与电流的平方成正比，由此可得等效电流为(

6、8.2.1)式中，tn为对应负载电流In时的工作时间。求出Ieq后，则选用电动机的额定电流IN应大于或等于Ieq。采用等效电流法时，必须先求出用电流表示的负载图。2）等效转矩法如果电动机在运行时，其转矩与电流成正比(如他励直流电动机的励磁保持不变、异步电动机的功率因数和气隙磁通保持不变时)，则将式8.2.1可改写成等效转矩公式(8.2.2)此时，选用电动机的额定转矩TN应大于或等于Teq，当然，这时应先求出用转矩表示的负载图。3）等效功率法如果电动机运行时，其转速保持不变，则功率与转矩成正比，于是由式(8.2.2)可得等效功率为(8.2.3)此

7、时，选用电动机的功率PN大于或等于Peq即可。必须注意的是用等效法选择电动机的容量时，要根据最大负载来校验电动机的过载能力是否符合要求，如果过载能力不能满足，应当按过载能力来选择较大容量的电动机。8.2.2短时工作制电动机容量的选择1.直接选用短时工作制的电动机我国电机制造行业专门设计制造一种专供短时工作制使用的电动机，其工作时间分为15、30、60、90min四种，每一种又有不同的功率和转速。因此，可以按生产机械的功率、工作时间及转速的要求，从产品目录中直接选用不同规格的电动机。如果短时负载是变动的，则也可采用等效法选择电动机，此时等效电流

8、为(8.2.4)式中，I1、t1为起动电流和起动时间；In、tn为制动电流和制动时间；t0为停转时间；α、β为考虑对自扇冷电动机在起动、