电机与拖动 教学课件 作者 刘玫 孙雨萍_ 第9章 电动机的容量选择20111111.ppt

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1、9.1概述9.2电动机的发热与冷却规律9.3连续工作制电动机容量的选择9.4短时工作制电动机容量的选择9.5周期性断续工作制电动机容量的选择9.6电动机容量选择的工程方法内容简介：第9章电动机容量的选择电机与拖动9.2电动机的发热与冷却规律9.2.1电动机的热平衡方程式电机与拖动电机在工作时内部损耗所产生的热量，一部分散发到周围介质中去，另一部分则积存在电机内部，使温度升高。根据能量平衡关系，在任何一段时间内，电动机产生的热量总是等于电动机本身用于温度升高所吸收的热量与散发到周围介质中去的热量之和。据此可写出电动机的热量平衡方程

2、式：式中，Q—电动机在单位时间内产生的热量，单位为焦/秒；A—电动机的散热率，即当电动机温度与周围环境温度相差1oC时，每秒钟内散发到周围介质中去的热量，单位为卡／秒度；C—电动机的热容量，即电动机温度升高1oC时所吸收的热量，单位为卡／度；—电动机的温升，即电动机的温度超过周围环境温度的度数。(9-3)电机与拖动将等式(9-3)两边同除以，并令、，且考虑到初始条件为t=0时，起始温升为，则得方程的解为（9-4）若电机投入时的温度等于周围环境温度，即t=0时，起始温升，则（9-4）式变为（9-5）9.2.2电动机的发热过程、式中

3、，为电机的发热时间常数。为电机的稳定温升.在图9-1中绘出对应式（9-4）（特性1）及式（9-5）（特性2）的曲线。图9-1电动机发热过程的温升曲线电机与拖动仿照电动机发热过程的分析方法，可得到电动机冷却过程的温升变化方程式与式（9-4）相同，其中为冷却开始时的温升，而为降低负载后的稳定温升。这种情况下的温升变化曲线见图9-2中的特性1。当电动机自电网断开时，，使，则停机过程的温升表达式为（9-6）9.2.3电动机的冷却过程、图9-2电动机冷却过程的温升曲线电机与拖动1、连续工作制连续工作制也称作长期工作制，其特点是电动机的连续

4、工作时间，运行中电机的温升可以达到稳定值，属于这类生产机械的有水泵、鼓风机、机床主拖动等。其典型的负载图和温升曲线如图9-3所示。9.2.4电动机的工作方式、图9-3连续工作制的负载图和温升曲线2、短时工作制短时工作制电机的特点是工作时间较短，，停车时间较长，即工作时间内电动机温升达不到稳定值，而停车时温升可下降到零．属于这类生产机械的有：水闸闸门启闭机、机床夹紧装置等。其典型的负载图和温升曲线如图9-4所示。图9-4短时工作制的负载图和温升曲线电机与拖动3、周期性断续工作制周期性断续工作制也称作重复短时工作制。其工作特点是工作

5、时间tg和停歇时间to周期性轮流交替，而且两段时间都较短，其典型的负载图和温升曲线如图9-5所示。9.2.4电动机的工作方式、图9-5断续周期工作制的负载图和温升曲线在周期性断续工作方式中负载工作时间与整个周期之比称为负载持续率ZC%，即(9-6)我国生产的周期性断续工作制电动机，规定的标准负载持续率有15%、25%、40%、60%四种，同时规定一个周期的总时间。9.3连续工作制电动机容量的选择9.3.1连续恒定负载下电动机容量的选择电机与拖动连续工作制电动机的负载可分为两类，即恒定负载与周期性变化负载，对连续工作制电动机容量的

6、选择，主要从发热方面考虑。如果电动机周围的环境温度是标准温度40oC，则要求即可保证电动机在长期运行时的实际稳定温升低于绝缘材料的最高允许温升，发热不会有问题。电动机起动时电流较大，但起动时间较短，对温升影响不大，可不予考虑。如果选用笼型感应电动机，一般还需校验其起动能力。如果电动机周围的环境温度不是标准温度40oC，为了充分和可靠的利用电动机，预选电动机的额定功率应按（9-8）式修正。（9-8）式中，为电机绝缘材料允许的最高温度；为不变损耗与可变损耗之比。电机与拖动9.3.2连续周期变化负载时电动机容量的选择、图9-6周期性变

7、化负载下的损耗曲线及温升曲线电机在变动负载下运行时，它的输出功率是不断的变化的，因而电机的损耗以及它所产生的热量也在不断地变化。电机的发热和温升也在波动，但经过一段时间之后，其温升即达到一种稳定的波动状态，如图9-6所示。电动机容量选择的一般步骤如下：（1）首先根据生产工艺过程，作出生产机械的负载图(折算到电动机轴上)。利用生产机械的负载图可以求负载的平均功率或平均转矩，即=(9-10)=(9-11)电机与拖动9.3.2连续周期变化负载时电动机容量的选择（2）按经验公式预选电动机。其额定功率可选为：（3）做预选电机的负载图、或、

8、或、或。如做电动机的损耗负载图，按式计算出各工作段的损耗、…，如图9-6所示，其中各工作段的效率可查预选电机的效率曲线。=（4）进行发热校验。选择一种合适的校验方法，算出平均损耗，或电流的等效值，或转矩的等效值或功率的等效值，如果计算值小于或等于预选电动机的额定