Chapter 4 小結 習題-電動機選用

1、1第第4章章 交流電機的工作原理與特性交流電機的工作原理與特性 小小 結結2交流電動機的工作原理交流電動機的工作原理 關鍵關鍵：3AXYCBZ分分）轉轉/( 6010pfn BlvBliFvF0nNS4%s)91( 轉子轉速轉子轉速0)(1nns %10000 nnns例例1 1：一臺三相異步電動機，其額定轉速一臺三相異步電動機，其額定轉速 n= =975 r/min，電源，電源頻率頻率 f1 1= =50 Hz。試求電動機的極對數和額定負載下的轉差率。試求電動機的極對數和額定負載下的轉差率。解：解：根據異步電動機轉子轉速與旋轉磁場同步轉根據異步電動機轉子轉速與旋轉磁場同步轉速的關系可知：速的

2、關系可知：n0=1000 r/min , 2.5%100%10009751000%10000nnnNS54.4.三相異步電動機的額定參數三相異步電動機的額定參數 大部分都標明在電動機的大部分都標明在電動機的銘牌銘牌上。上。 1. 額定功率額定功率PN2. 額定電壓額定電壓UN3. 額定頻率額定頻率 f4. 額定電流額定電流IN5. 額定轉速額定轉速nN 額定效率額定效率：在額定頻率、額定電壓和電動機軸上輸：在額定頻率、額定電壓和電動機軸上輸出額定功率時，電動機輸出機械功率與輸入電功率之出額定功率時，電動機輸出機械功率與輸入電功率之比，其表達式為：比，其表達式為：%100cos3NNNN IUP

3、N6磁極數磁極數( 極對數極對數 p = 2 )例如：例如： Y 132 M4 用以表明電動機的系列、幾何尺寸和極數。用以表明電動機的系列、幾何尺寸和極數。機座長度代號機座長度代號機座中心高（機座中心高（132mm）三相異步電動機三相異步電動機7異步電動機產品名稱代號異步電動機產品名稱代號泥漿攪拌器用防爆異步電動機 YB系列8NnmaxTstTOnTNT0n9 三相交流電動機的轉矩特性與機械特性三相交流電動機的轉矩特性與機械特性fX,f/KTTXRURKTXUKTnnnXRSpfnNmaxstmaxmm2022022222020020201260 10 三相交流電動機的啟動、制動和調速特性三相

4、交流電動機的啟動、制動和調速特性 固有啟動特性固有啟動特性 啟動方法啟動方法 調速方法與特點調速方法與特點 制動方法與特性制動方法與特性 單相交流電動機單相交流電動機 結構特點結構特點 啟動方法啟動方法 同步交流電動機同步交流電動機 結構特點結構特點 特性特性 啟動方法啟動方法. 11A2849230880380310453. 1)NNN3N2Ncos310 UPI 一臺一臺Y225M-4型的三相異步電型的三相異步電 動機，定子繞組動機，定子繞組型連接，其額定數據為：型連接，其額定數據為：P2N=45kW,nN=1480r/min，UN=380V， N=92.3%，cos N=0.88， Is

5、t/IN=7.0, Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求：，求：12 2）由由nN=1480r/min，可知，可知 p=2 （四極電動機）（四極電動機）minr 15000/n 013. 015001480150000nnnNsN 3）mN 429014804595509550NN2N .nPTmN 9638429022)(NNmaxmax .TTTTmN 8551429091)(NNstst .TTTT13 在在上例上例中，中，（1）如果負載轉矩為如果負載轉矩為 510.2Nm,在在U=UN和和U =0.9UN兩種情兩種情況下電動機能否啟動？況下電動機能否啟動？（2）采用）采用Y

6、- 換接啟動時，求啟動電流和啟動轉矩。換接啟動時，求啟動電流和啟動轉矩。（3）又當負載轉矩為啟動轉矩的）又當負載轉矩為啟動轉矩的80%和和50%時，能否啟動？時，能否啟動？(1) Tst = 551.8Nm 510.2 N. m mN2510mN 4478551902st .T (2) 已知直接啟動的已知直接啟動的 Ist =7IN=784.2=589.4 AA5 .1964 .5983131st stYII 在在U = 0.9UN 時8042909183%80NstY .TT121459183%5042909183%50NstY .TT啟動啟動mN918385513

7、131ststY .TT(3)15 解：解：電動機電磁轉矩電動機電磁轉矩T U12 ，當電源，當電源電壓下降低時，電磁轉矩減小，使轉速電壓下降低時，電磁轉矩減小，使轉速下降，轉差率增加，轉子電流和定子電下降，轉差率增加，轉子電流和定子電流都會增大。流都會增大。 穩(wěn)定時電磁轉矩等于機械負載轉矩，穩(wěn)定時電磁轉矩等于機械負載轉矩，但但轉轉速速降低降低了，了，定、轉子電流卻增大了定、轉子電流卻增大了。過程如下：過程如下： TIISnUTU12211)(使使T =TL 。 例例3： 三相異步電動機在一定的負載轉矩下運行三相異步電動機在一定的負載轉矩下運行時，如電源電壓降低，電動機的轉矩、電流及轉速時，如

8、電源電壓降低，電動機的轉矩、電流及轉速有無變化？有無變化？16四、 機電傳動控制系統(tǒng)中電動機的選擇*o 1 1 電動機容量選擇的原則電動機容量選擇的原則o 2 2 電動機的發(fā)熱與冷卻電動機的發(fā)熱與冷卻o 3 3 不同工作制下電動機容量的選擇不同工作制下電動機容量的選擇171 電動機容量選擇的原則電動機容量選擇的原則 (l)(l)發(fā)熱：發(fā)熱： 實際最高工作溫度實際最高工作溫度 maxmaxa a 電動機絕緣的允許電動機絕緣的允許最高工作溫度。最高工作溫度。 (2)(2)過載能力過載能力： 短期工作時，承受高于額定功率的負載功率時仍可短期工作時，承受高于額定功率的負載功率時仍可保證保證 maxma

9、xa a 此時，決定電動機容量的主要因素不此時，決定電動機容量的主要因素不是發(fā)熱而是電動機的過載能力。是發(fā)熱而是電動機的過載能力。 NmmmNiLNmLTTIIITTT/8 . 0maxmaxmaxmaxmax直流電動機異步電動機 (3)(3)啟動能力啟動能力： 鼠籠式異步電動機可靠啟動，鼠籠式異步電動機可靠啟動，NStLTT182 電動機的發(fā)熱與冷卻電動機的發(fā)熱與冷卻溫升溫升M M-0 0介質溫度介質溫度0 0=40=40Th為發(fā)熱時間常數TTh h散熱時間散熱時間常數常數溫降曲線溫降曲線19工作制工作制-電動機的運行方式。電動機的運行方式。 按發(fā)熱的況分為三類：按發(fā)熱的況分為三類： 連續(xù)連

10、續(xù)工作制工作制 短時短時工作制工作制 重復短時重復短時( (斷續(xù)斷續(xù)) )工作制工作制常用的常用的絕緣等級絕緣等級EBFH相應材料相應材料的最高許的最高許用溫度用溫度120120130130155155180180203 3 不同工作制下電動機容量的選擇不同工作制下電動機容量的選擇 o 連續(xù)工作制電動機容量的選擇連續(xù)工作制電動機容量的選擇 1）帶恒定負載時電動機容量的選擇）帶恒定負載時電動機容量的選擇 P PN NPPL L 可不必校驗啟動能力和過載能力可不必校驗啟動能力和過載能力2）帶變動負載時電動機容量的選擇）帶變動負載時電動機容量的選擇 變動負載連續(xù)工作的負載圖及溫升曲線niinndtt

11、TtTtTT12222121 電動機的等效轉矩電動機的等效轉矩:NNLNdNTPPTT等效轉矩法：21a選用短時工作制的電動機選用短時工作制的電動機 短時運行時間標準短時運行時間標準tS 10min、20min、30min、60min、90min sppSppssttPPtPtP/22實際工作時間實際工作時間t tp p與與t tS S不同時，換算出不同時，換算出t tS S下的功率下的功率P PS SPNPso 連續(xù)工作制電動機容量的選擇連續(xù)工作制電動機容量的選擇 選短時或連續(xù)工作制的電動機選短時或連續(xù)工作制的電動機22b選用連續(xù)工作制的普通電動機選用連續(xù)工作制的普通電動機PNPp/K1 1

12、）實際工作時間）實際工作時間 tptp(0.3(0.30.4)T0.4)Th h， 可直接根據過載能力和啟動能力來選擇電動機的容量可直接根據過載能力和啟動能力來選擇電動機的容量o 連續(xù)工作制電動機容量的選擇連續(xù)工作制電動機容量的選擇2 2）實際工作時間）實際工作時間 tptp0.4T0.4Th h， 應考慮電動機的發(fā)熱問題應考慮電動機的發(fā)熱問題, ,選擇過載倍數選擇過載倍數K K 短時工作過載倍數與工作時間的關系23%1000tttpp停車時間工作時間工作時間表征：暫載率a.選用重復短時工作制電動機SSNSNSNsPPP查手冊，取計算等效負載功率計算暫載率根據負載圖時的電動機功率手冊中給出了額

13、定負載暫載率標準暫載率sSNP%25%60%40%25%15sNSPPo 重復短時工作制重復短時工作制電動機容量的選擇電動機容量的選擇重復短時工作制下電動機的典型負載圖與溫升曲線概念：工作、停歇交替進行，且時間都較短。概念：工作、停歇交替進行，且時間都較短。P 實際負載功率24%1000tttpp停車時間工作時間工作時間暫載率b.選用連續(xù)工作制普通電動機%100SN取額定負載暫載率%100PPPsNSo 重復短時工作制重復短時工作制電動機容量的選擇電動機容量的選擇降低使用散熱條件惡劣，功率應空氣稀薄、作、海拔高于風冷電動機長期低速工可按連續(xù)制選。當負載暫載率可按短時制選；當負載暫載率m1000%,70%,1025o 電動機容量的選擇電動機容量的選擇o 根