七 電動(dòng)機(jī)的選擇

1、第七章 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇7.1電動(dòng)機(jī)容量選擇的原則(3)啟動(dòng)能力：由于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩一般較小，所 以，為使電動(dòng)機(jī)能可靠啟動(dòng),必須保證TLTst。選擇電動(dòng)機(jī)容量的三項(xiàng)基本原則：(1)發(fā)熱：電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，必須保證 度max等于或略小于 度a，即amax。(2)過載能力：電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，必須具有一定的過載能力。特 別是在短期工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)在短期內(nèi)承受高于額 定功率的負(fù)載功率時(shí)仍可保證aPL。重載啟動(dòng)時(shí)，校驗(yàn)啟動(dòng)能力。3一般采用 “等值法”來(lái)計(jì)算電動(dòng)機(jī)的功率電動(dòng)發(fā)出的熱量是由損耗產(chǎn)生的，損耗有兩部分，一是不隨負(fù)載變化的不變損耗P(包括鐵耗和機(jī)械損耗)，一是與負(fù)載電流的平方成

2、正比的可變損耗 IR(銅耗)。損耗相同，等值電流為對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)：等效轉(zhuǎn)矩法對(duì)于電機(jī)具有較硬機(jī)械特性等效功率按等值法初選電機(jī)后，還必須校驗(yàn)其過載能力和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。2 帶變動(dòng)負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)容量的選擇4如果實(shí)際工作時(shí)間tP與ts不同時(shí)，就應(yīng)先將TP下的功率PP (產(chǎn)機(jī)械短時(shí)工作的實(shí)際功率)換算成ts下的功率Ps 有些生產(chǎn)機(jī)械工作時(shí)間短，停車時(shí)間長(zhǎng)， 屬短時(shí)工作制的機(jī)械。拖動(dòng)這類機(jī)械的電動(dòng)機(jī)之工作特點(diǎn)是：工作時(shí)溫升達(dá)不到穩(wěn)定值 ，而停車時(shí)足可完全冷卻到周圍環(huán)境溫度，如圖所示。電動(dòng)機(jī)既可選擇專用短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)，也可選擇連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)。 我國(guó)短時(shí)工作制的電動(dòng)機(jī)，規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)短時(shí)運(yùn)行時(shí)間是 10min、30

3、min、60min及90min四種。電動(dòng)機(jī)銘牌上所標(biāo)的額定功率PN是和一定的標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)運(yùn)行時(shí)間ts相對(duì)應(yīng)的。選擇短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)，使其PNPs再進(jìn)行過載能力與啟動(dòng)能力的校驗(yàn).7.3.2 短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)容量的選擇1.選用短時(shí)工作制的電動(dòng)機(jī)5故選 PNPP/K普通電動(dòng)機(jī)的額定功率PN是按長(zhǎng)期運(yùn)行設(shè)計(jì)的，在連續(xù)工作時(shí)，溫升可以達(dá)到穩(wěn)定值 。如果把這種電動(dòng)機(jī)用作短時(shí)工作，則電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)將達(dá)不到允許溫升。為了充分利用電動(dòng)機(jī)在發(fā)熱上的潛在能力，在短時(shí)工作狀態(tài)下，可以使它過載運(yùn)行，而其過載倍數(shù)K=PP/PN與tp/Th有關(guān)，如圖所示。PP短時(shí)實(shí)際負(fù)載功率； PN連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的額定功率； tP短時(shí)實(shí)際工作

4、的時(shí)間； Th電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱時(shí)間常數(shù)。 一般講，只要實(shí)際工作時(shí)間tP(0.30.4)Th則可直接根據(jù)過載能力和啟動(dòng)能力來(lái)選擇電動(dòng)機(jī)的容量，而不必考慮電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱問題。2.選用連續(xù)工作制的普通電動(dòng)機(jī)67.3.3 重復(fù)短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)容量的選擇1.選用重復(fù)短時(shí)工作制的電動(dòng)機(jī)2.選用連續(xù)工作制的普通電動(dòng)機(jī)有些生產(chǎn)機(jī)械工作一段時(shí)間后停歇一段時(shí)間，拖動(dòng)這類生產(chǎn)機(jī)械的電動(dòng)機(jī)之工作特點(diǎn)是:工作時(shí)間tp(34)Th，停車(或空載)時(shí)間t0(34)Th，工作時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)的溫升不可能達(dá)到穩(wěn)定溫升，停車時(shí)間內(nèi)溫升還沒有下降到零時(shí)，下一個(gè)周期又已開始，如圖所示。重復(fù)性與短時(shí)性就是重復(fù)短時(shí)工作制的兩個(gè)特點(diǎn).通常用暫載率(

5、或持續(xù)率)來(lái)表征重復(fù)短時(shí)工作制的工作情況。重復(fù)短時(shí)工作制下電動(dòng)機(jī)的選擇也有兩種方法7 我國(guó)生產(chǎn)的專供重復(fù)短時(shí)工作制的電動(dòng)機(jī)，規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)暫載率s為15%，25%，40%和60%。并以25%為額定負(fù)載暫載率sN，同時(shí)規(guī)定一個(gè)周期的總時(shí)間tp+t0不超過10分鐘。電動(dòng)機(jī)一周期內(nèi)的工作時(shí)間越長(zhǎng)，即s越大，電動(dòng)機(jī)所允許輸出的功率(即額定功率)便越小。 1.選用重復(fù)短時(shí)工作制的電動(dòng)機(jī)8首先根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載圖算出電動(dòng)機(jī)的實(shí)際暫載率，如果算出的值與電動(dòng)機(jī)的額定負(fù)載暫載率sN(25%)相等，即可從產(chǎn)品目錄中查得額定功率PsN，所選電動(dòng)機(jī)的PsN應(yīng)等于或略大于生產(chǎn)機(jī)械所需功率P。如果算出的值不等于sN，則可按下

6、式計(jì)算出Ps選取PsN等于或略大于Ps的電動(dòng)機(jī)即可。重復(fù)短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)容量選擇的步驟是:9在重復(fù)短時(shí)工作制的情況下，如果負(fù)載是變動(dòng)的，則可用 “等值法”先算出其等效功率P，再按上述方法選取電動(dòng)機(jī)。選好電動(dòng)機(jī)的容量后，也要進(jìn)行過載能力的校驗(yàn)。負(fù)載暫載率70%時(shí)，則可按連續(xù)工作制選擇電動(dòng)機(jī)。重復(fù)周期很短(tP+t02min)，啟、制動(dòng)或正、反轉(zhuǎn)十分頻繁的情況下，必需考慮啟、制動(dòng)電流的影響，因而在選擇電動(dòng)機(jī)的容量時(shí)要適當(dāng)選大些。 所介紹的計(jì)算方法僅是近似的，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)根據(jù)具體情況要適當(dāng)給予考慮和修正。2 選用連續(xù)工作制的普通電動(dòng)機(jī)此時(shí)s=100%107.4電動(dòng)機(jī)容量選擇的統(tǒng)計(jì)法和類比法統(tǒng)計(jì)法，就

7、是對(duì)國(guó)內(nèi)外同類型先進(jìn)機(jī)床的主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，結(jié)合我國(guó)的生產(chǎn)實(shí)際情況，找出電動(dòng)機(jī)容量與機(jī)床主要參數(shù)之間的關(guān)系，并用數(shù)學(xué)式加以表達(dá)，作為設(shè)計(jì)新機(jī)床時(shí)選擇電動(dòng)機(jī)容量的主要依據(jù)。具體介紹如下(公式中P均為主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)容量,P的單位為kw): 車床:P=36.5D1.54，D為工件的最大直徑(m)； 立式車床:P=20D0.88，D為工件的最大直徑(m)； 搖臂鉆床:P=0.0646D1.19，D為最大的鉆孔直徑(mm)； 臥式握床:P=0.004D1.7，D為膛桿直徑(mm)； 龍門銑床:P= ，B為工作臺(tái)寬度(mm)。 11另一實(shí)用的方法為類比法，它是對(duì)經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行考驗(yàn)的同類型生產(chǎn)機(jī)械的電動(dòng)機(jī)容量進(jìn)一調(diào)查研究，并對(duì)其主要參數(shù)和工作條件進(jìn)行對(duì)比，從而確定新設(shè)計(jì)生產(chǎn)機(jī)械所需電動(dòng)機(jī)的容量。例如：我國(guó)C660車床的工件最大直徑為1250mm，用上列公式計(jì)算出的主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率為P=36.5(1.251.54)=52kW