电机与拖动基础及MATLAB仿真 教学课件 作者 陈亚爱 第7章 电动机容量的选择.ppt

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1、电机与拖动基础及MATLAB仿真陈亚爱周京华编著李正熙主审Page2本课程的章节和内容绪论第1章变压器第2章三相交流电动机第3章三相交流电动机的电力拖动第4章直流电机第5章直流电动机的电力拖动第6章驱动和控制微电机第7章电动机容量的选择Page3第7章电动机容量的选择本章内容7.1电动机选择的主要内容7.2电动机的发热、冷却与工作制7.3电动机容量的选择Page4本章教学基本要求1．了解电动机容量选择的基本理论。2．掌握电力拖动系统中电动机容量选择的工程方法。Page5电动机选择的主要内容包括：电动机种类、型式、额定电压、额定转速、额定功率（容量）等的

2、确定。Page67.1电动机选择的主要内容容量的选择是最重要的，因为容量选得偏小，会使电动机拖动不了负载或使电动机长期工作在过载情况，电动机过热，绝缘过早老化，缩短电动机的使用寿命，造成浪费；而容量选得偏大，电动机虽不会因过热而损坏，但电动机的容量不能得到充分利用，功率因数低，造成“大马拉小车”的现象，也将造成不必要的浪费，经济性不高。正确选择类型、额定电压、额定转速、结构形式等对节省一次投资、节约运行费用等综合经济效益十分重要，与当前国家大力倡导的节能减排政策相符。正确选择电动机的原则：在电动机满足生产机械负载要求的前提下，尽量选择容量小一些的电动机

3、，使电动机在运行中既能够被充分利用，又使其温升不超过但接近国家标准规定的温升。电动机在运行过程中必然会产生损耗并导致机体温度升高，运行中电动机最热部位是绕组，而耐热最差的部位是绕组的绝缘。Page77.1电动机选择的主要内容当温度升高超过绝缘材料允许的限度时，则会使绝缘过早老化，缩短电动机的使用寿命。通常电动机容量是按周围环境温度为40℃时设计的，所以各级绝缘材料的最高允许温升比其最高允许温度低40℃。表7-1电动机使用的各级绝缘材料的最高允许温度和温升绝缘材料等级AEBFHC最高允许温度/℃105120130155180180以上最高允许温升/℃65

4、8090115140140以上实际运行的电动机温升取决于发热和散热情况，若不超过绝缘材料允许的最高温度，电动机可长期运行。Page87.1电动机选择的主要内容由于电动机的负载多数情况下是变化的，有时甚至是冲击性的，所以在决定电动机容量时，需校验过载能力，即应使所选的电动机承受短时最大负载转矩小于电动机的最大转矩。反之，若超过最高允许温度，则会加速绝缘材料的老化，缩短电动机寿命，甚至造成绝缘材料的碳化，损坏电动机。可见，电动机的带载能力取决于绝缘材料的最高允许温度。电动机的过载能力可在产品样本中查到。由于异步电动机的电磁转矩与电压二次方成正比，选择时，还

5、需考虑电网波动的影响，并留有一定的裕量。对于直流电动机，其短时过载能力主要受换向器过流程度的限制，应使所选电动机承受的最大负载电流小于电动机的最大电流。Page97.1电动机选择的主要内容总之，电动机容量主要由允许温升、过载能力以及起动能力三因素决定。对于笼型异步电动机，由于起动转矩较小，同时又要考虑受电网波动的影响，还需进行起动能力校验。可见，电动机的带载能力取决于绝缘材料的最高允许温度。电动机运行过程产生的各种损耗均会生成热能使电动机温度高于工作环境温度。Page107.2电动机的发热、冷却与工作制可证明电动机的温升过程曲线是按指数规律上升的，如图

6、7-1曲线1所示。电动机从空载到负载或在运行中突加负载时，损耗随负载增加而增加，电动机的温度也随之升高，稳定后的温度比起始温度高，该过程称为电动机的发热过程。将电动机温度比环境温度高出部分的值称为温升，记作t。7.2.1电动机的发热与冷却图7-1电机的温升曲线图中，Tq为发热时间常数，可理解为电动机发出的热量全部用作提高电动机的温度，使电动机温升从零上升到稳定温升所需要的时间。如果电动机是从冷却状态开始运行，则起始温升t0≠0，如图7-1曲线2所示。电动机的冷却是指负载减小或切断电源停止运行，电动机内部损耗减小或降为零，导致电动机温升降低的过程。Pag

7、e117.2电动机的发热、冷却与工作制同样可证明，电动机的冷却过程曲线是按指数规律下降的曲线，如图7-2曲线1所示，图中Tq′为冷却时间常数。如果停电后，电动机产生的热量为零，则冷却过程如图7-2曲线2所示。7.2.1电动机的发热与冷却图7-2电机的冷却曲线实际运行的电动机所带负载是多种多样的，运行状态也不尽相同，而电动机的温升不仅取决于负载的大小，且与负载持续时间有关。Page127.2电动机的发热、冷却与工作制7.2.2电动机的工作制电动机的工作制即电动机的工作方式，是对电动机运行情况的具体说明，根据不同的运行情况，GB755-2008《旋转电机定

8、额和性能》将电动机的工作制分为S1~S10共10类。下面介绍常用的S1~S3三种，即：连续工作