如何選擇電動(dòng)機(jī)

1、http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇第九章 電力拖動(dòng)系統(tǒng)中 電動(dòng)機(jī)的選擇Choice of Motor in Electric Drive Systemshttp:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇本章教學(xué)基本要求本章教學(xué)基本要求1.了解電動(dòng)機(jī)容量選擇的基本理論和電機(jī)工了解電動(dòng)機(jī)容量選擇的基本理論和電機(jī)工作制。作制。2.掌握電動(dòng)機(jī)容量選擇方法。掌握電動(dòng)機(jī)容量選擇方法。重點(diǎn)：重點(diǎn)： 電動(dòng)機(jī)容量選擇方法電動(dòng)機(jī)容量選擇方法。http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇9.1電動(dòng)機(jī)選擇的一般概念電動(dòng)機(jī)選擇的一般概念9.1.1正確選擇電動(dòng)機(jī)容量的意義正確選擇電動(dòng)機(jī)容量的意

2、義 如果電機(jī)容量過大，則電機(jī)效率低，容量浪如果電機(jī)容量過大，則電機(jī)效率低，容量浪費(fèi)，如果電機(jī)容量不能充分利用；如果容量過小，費(fèi)，如果電機(jī)容量不能充分利用；如果容量過小，則電機(jī)過熱，電機(jī)壽命要降低。則電機(jī)過熱，電機(jī)壽命要降低。 每臺(tái)電機(jī)絕緣材料限制了它的最高允許溫度，每臺(tái)電機(jī)絕緣材料限制了它的最高允許溫度，若工作溫度超過允許溫度，則每升高若工作溫度超過允許溫度，則每升高8，絕緣壽，絕緣壽命命縮短一半?？s短一半。 所以必須選擇合適的容量，選電機(jī)時(shí)，除選容所以必須選擇合適的容量，選電機(jī)時(shí)，除選容量外，還要選電機(jī)的型式，電流種類，轉(zhuǎn)速等。量外，還要選電機(jī)的型式，電流種類，轉(zhuǎn)速等。http:/ 電子發(fā)燒

3、友 http:/ 電子技術(shù)論壇9.1.2容量選擇的主要方法容量選擇的主要方法 在確定電流種類在確定電流種類( 交，直，勵(lì)磁方式交，直，勵(lì)磁方式) 后，按負(fù)載功率大小來預(yù)選電動(dòng)機(jī)容量。然后，按負(fù)載功率大小來預(yù)選電動(dòng)機(jī)容量。然后進(jìn)行各種校驗(yàn)。后進(jìn)行各種校驗(yàn)。1.發(fā)熱效驗(yàn)發(fā)熱效驗(yàn) 按發(fā)熱條件檢驗(yàn)應(yīng)滿足：按發(fā)熱條件檢驗(yàn)應(yīng)滿足： P、T為電動(dòng)機(jī)輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩。為電動(dòng)機(jī)輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩。NNTTPP ,http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇校驗(yàn)校驗(yàn)2. 過載能力校驗(yàn)過載能力校驗(yàn)對(duì)于異步機(jī)應(yīng)滿足：對(duì)于異步機(jī)應(yīng)滿足： NmLTTmaxNmLTT85. 0maxhttp:/ 電子發(fā)燒友 ht

4、tp:/ 電子技術(shù)論壇校驗(yàn)校驗(yàn)3. 起動(dòng)能力校驗(yàn)起動(dòng)能力校驗(yàn) 對(duì)鼠籠異步電動(dòng)機(jī)要校驗(yàn)起動(dòng)能力。對(duì)鼠籠異步電動(dòng)機(jī)要校驗(yàn)起動(dòng)能力。http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇9.2 電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和冷卻電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和冷卻 電機(jī)在工作時(shí)，電機(jī)在工作時(shí)，134T，tw為工作時(shí)間。為工作時(shí)間。例如水泵，風(fēng)機(jī)等。例如水泵，風(fēng)機(jī)等。P、Ps0t圖9-3連續(xù)工作制電機(jī) 的負(fù)載圖和溫升曲線P=f(t)=f(t)http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇2.短時(shí)工作制短時(shí)工作制 電機(jī)工作時(shí)間很短，電機(jī)停歇時(shí)間長。電機(jī)工作時(shí)間很短，電機(jī)停歇時(shí)間長。 一般根據(jù)短時(shí)工作制特點(diǎn)，將工作時(shí)間一般根據(jù)短時(shí)工作

5、制特點(diǎn)，將工作時(shí)間ts結(jié)束時(shí)的溫升設(shè)計(jì)在接近絕緣材料允許最高結(jié)束時(shí)的溫升設(shè)計(jì)在接近絕緣材料允許最高溫升，則該電機(jī)在拖動(dòng)同樣負(fù)載而連續(xù)工作溫升，則該電機(jī)在拖動(dòng)同樣負(fù)載而連續(xù)工作時(shí)，穩(wěn)定溫升將大大超過該電機(jī)的最高允許時(shí)，穩(wěn)定溫升將大大超過該電機(jī)的最高允許溫升，而將電機(jī)燒壞，所以，短時(shí)工作制電溫升，而將電機(jī)燒壞，所以，短時(shí)工作制電機(jī)拖動(dòng)對(duì)應(yīng)的額定負(fù)載時(shí)，不允許連續(xù)運(yùn)行機(jī)拖動(dòng)對(duì)應(yīng)的額定負(fù)載時(shí)，不允許連續(xù)運(yùn)行http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇短時(shí)工作制短時(shí)工作制P、s0ttwtstP圖9-4短時(shí)工作制電機(jī) 的負(fù)載圖和穩(wěn)升曲線http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇短時(shí)工作制

6、短時(shí)工作制 短時(shí)工作制電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)工作時(shí)間為：短時(shí)工作制電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)工作時(shí)間為：15，30，60，90分鐘四種。分鐘四種。 屬于短時(shí)工作制的電機(jī)有：水閘閘門，屬于短時(shí)工作制的電機(jī)有：水閘閘門，車床等夾緊裝置等。車床等夾緊裝置等。http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇3.斷續(xù)周期工作制斷續(xù)周期工作制 電機(jī)的工作時(shí)間電機(jī)的工作時(shí)間tw與停歇時(shí)間與停歇時(shí)間ts相互交替，相互交替，兩段時(shí)間都較短。在工作時(shí)間內(nèi)，電機(jī)溫升達(dá)兩段時(shí)間都較短。在工作時(shí)間內(nèi)，電機(jī)溫升達(dá)不到穩(wěn)定值，停歇時(shí)間內(nèi)電機(jī)溫升也降不到零不到穩(wěn)定值，停歇時(shí)間內(nèi)電機(jī)溫升也降不到零經(jīng)過一個(gè)周期，溫升有所上升，經(jīng)過若干個(gè)周經(jīng)過一個(gè)周期，

7、溫升有所上升，經(jīng)過若干個(gè)周期后，溫升在最高溫升期后，溫升在最高溫升maxmax和最低溫升和最低溫升minmin 之之間波動(dòng)。間波動(dòng)。http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇斷續(xù)周期工作制斷續(xù)周期工作制P、smaxmin0tP圖9-5周期性斷續(xù)工作制電機(jī)的負(fù)載圖和穩(wěn)升曲線http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇斷續(xù)周期工作制斷續(xù)周期工作制 設(shè)計(jì)這種工作制的電機(jī)時(shí)，應(yīng)使最高允設(shè)計(jì)這種工作制的電機(jī)時(shí)，應(yīng)使最高允許溫升大于最高溫升，即許溫升大于最高溫升，即alalmaxmax顯然改變顯然改變工作時(shí)間和停歇時(shí)間的比率，會(huì)影響工作時(shí)間和停歇時(shí)間的比率，會(huì)影響maxmax 值值的大小

8、，為此提出負(fù)載持續(xù)率的大小，為此提出負(fù)載持續(xù)率(暫載率暫載率)的概的概念。念。http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇負(fù)載持續(xù)率負(fù)載持續(xù)率定義：定義：暫載率表明工作時(shí)間占工作周期時(shí)間的暫載率表明工作時(shí)間占工作周期時(shí)間的百分?jǐn)?shù)。百分?jǐn)?shù)。(%)100swwtttFShttp:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇斷續(xù)周期工作制斷續(xù)周期工作制 標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載持續(xù)率為：標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載持續(xù)率為：15%，25%，40%，60%四種。四種。 屬于屬于斷續(xù)周期工作制斷續(xù)周期工作制的設(shè)備如：起重的設(shè)備如：起重機(jī)械，電梯等。機(jī)械，電梯等。http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇9.4連續(xù)工作制電機(jī)

9、的容量選擇連續(xù)工作制電機(jī)的容量選擇 連續(xù)工作制電機(jī)的容量選擇其負(fù)載分二連續(xù)工作制電機(jī)的容量選擇其負(fù)載分二種：恒定負(fù)載（重點(diǎn)介紹），變化負(fù)載。種：恒定負(fù)載（重點(diǎn)介紹），變化負(fù)載。 其中變化負(fù)載是指：負(fù)載長期施加，但其中變化負(fù)載是指：負(fù)載長期施加，但大小變化，變化通常具有周期性，或者在統(tǒng)大小變化，變化通常具有周期性，或者在統(tǒng)計(jì)的規(guī)律下具有周期性，如恒速軋鋼機(jī)、輸計(jì)的規(guī)律下具有周期性，如恒速軋鋼機(jī)、輸送量變化的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)等。送量變化的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)等。http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇長時(shí)恒定負(fù)載下的電動(dòng)機(jī)容量選擇長時(shí)恒定負(fù)載下的電動(dòng)機(jī)容量選擇選擇方法：選擇方法： 由已知的負(fù)載功率由已

10、知的負(fù)載功率PL去選電動(dòng)機(jī)容量使去選電動(dòng)機(jī)容量使 PNPL。則有：則有：alals s。其中：。其中： s s電機(jī)電機(jī)穩(wěn)定溫升，穩(wěn)定溫升，alal為電機(jī)材料最高允許溫升。為電機(jī)材料最高允許溫升。 校驗(yàn)過載能力和起動(dòng)能力。校驗(yàn)過載能力和起動(dòng)能力。http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇具體方法具體方法1.連續(xù)恒定負(fù)載是電動(dòng)機(jī)容量的選擇連續(xù)恒定負(fù)載是電動(dòng)機(jī)容量的選擇 由于連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)都是按連續(xù)恒定負(fù)載由于連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)都是按連續(xù)恒定負(fù)載設(shè)計(jì)的，只需設(shè)計(jì)的，只需PLPN就可使溫升不超過允許就可使溫升不超過允許值，不需要熱校核，其容量選擇步驟：值，不需要熱校核，其容量選擇步驟：（1）

11、先計(jì)算負(fù)載功率）先計(jì)算負(fù)載功率PL；（2）按）按PL選電機(jī)，使選電機(jī)，使PNPL；（3）若籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，需要對(duì)所選電機(jī)進(jìn)行）若籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，需要對(duì)所選電機(jī)進(jìn)行起動(dòng)能力校驗(yàn)；起動(dòng)能力校驗(yàn)；CuNPPk0http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇具體方法具體方法（4）若環(huán)境溫度）若環(huán)境溫度0與標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)40相差較大，應(yīng)相差較大，應(yīng)修正電動(dòng)機(jī)的額定值，可按下式修正：修正電動(dòng)機(jī)的額定值，可按下式修正：式中：式中： 為電機(jī)空載損耗（不變損為電機(jī)空載損耗（不變損耗耗 ）與額定負(fù)載的可變損耗之比，）與額定負(fù)載的可變損耗之比，sN為電機(jī)為電機(jī)額定穩(wěn)定溫升。額定穩(wěn)定溫升。 14010kPPsNNC

12、uNppk0http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇2.連續(xù)周期變化負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)容量連續(xù)周期變化負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)容量的選擇的選擇 可采用等效轉(zhuǎn)矩法，其步驟如下：可采用等效轉(zhuǎn)矩法，其步驟如下：(1)計(jì)算平均負(fù)載功率計(jì)算平均負(fù)載功率 先繪制生產(chǎn)機(jī)械的功率負(fù)載圖或轉(zhuǎn)矩負(fù)載圖，先繪制生產(chǎn)機(jī)械的功率負(fù)載圖或轉(zhuǎn)矩負(fù)載圖，然后求平均負(fù)載功率然后求平均負(fù)載功率PavL：式中式中TavL為平均負(fù)載轉(zhuǎn)矩。為平均負(fù)載轉(zhuǎn)矩。(2)預(yù)選電動(dòng)機(jī)預(yù)選電動(dòng)機(jī) 按按PN (1.11.6) PavL預(yù)選電動(dòng)機(jī)，并計(jì)算預(yù)預(yù)選電動(dòng)機(jī)，并計(jì)算預(yù)選電動(dòng)機(jī)的選電動(dòng)機(jī)的TN。avLNniiLiLNniiLiLnnLnLLavLTnt

13、TtntPtttttPtPtPP955019550111212211http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇連續(xù)周期變化負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)容量的連續(xù)周期變化負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)容量的選擇選擇（3）繪制預(yù)選電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩圖繪制預(yù)選電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩圖T=f(t) . 第第i段的電磁轉(zhuǎn)矩段的電磁轉(zhuǎn)矩Ti為：為：LiiTdtdnGDT3752http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇連續(xù)周期變化負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)容量的連續(xù)周期變化負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)容量的選擇選擇（4）用等效轉(zhuǎn)矩進(jìn)行發(fā)熱校核：）用等效轉(zhuǎn)矩進(jìn)行發(fā)熱校核：a)求出等效轉(zhuǎn)矩，如果求出等效轉(zhuǎn)矩，如果 ，則發(fā)熱校核，則發(fā)熱校核通過。通過。b)對(duì)于直

14、流電動(dòng)機(jī)對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)m都不變都不變 或感應(yīng)電動(dòng)機(jī)或感應(yīng)電動(dòng)機(jī)m與與cos2都不變時(shí)，可按下式計(jì)算：都不變時(shí)，可按下式計(jì)算：NeqTTiixeqtTtT21http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇（4）用等效轉(zhuǎn)矩進(jìn)行發(fā)熱校核）用等效轉(zhuǎn)矩進(jìn)行發(fā)熱校核(c)如第如第i段為弱磁，設(shè)該段磁通為段為弱磁，設(shè)該段磁通為，轉(zhuǎn)矩為，轉(zhuǎn)矩為Ti，則應(yīng)采用修正值則應(yīng)采用修正值Ti ，即：，即：（d）如考慮其制動(dòng)冷卻惡化系數(shù)）如考慮其制動(dòng)冷卻惡化系數(shù)和停機(jī)冷卻和停機(jī)冷卻惡化系數(shù)惡化系數(shù)，則修正后等效轉(zhuǎn)矩為：，則修正后等效轉(zhuǎn)矩為： 式中式中t1為起動(dòng)時(shí)間，為起動(dòng)時(shí)間，t2為勻速時(shí)間，為勻速時(shí)間，t3為為制動(dòng)減速時(shí)間，制動(dòng)減速時(shí)間，t4停歇時(shí)間。停歇時(shí)間。iNiTT4321323222121tttttTtTtTTeqhttp:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇連續(xù)周期變化負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)容量的連續(xù)周期變