电机的计算及选型

电动机的选择§1电动机的发热与冷却§2电动机的绝缘材料与允许温升§3电动机的工作方式§4电动机的负载功率计算§5电动机的容量选择选择电动机的内容：种类、型式、额定转速、额定电压、额定功率（容量）。正确选择电动机容量的原则：完全满足生产机械对电动机提出的功率、转矩、转速、以及起动、调速、制动和过载等要求，电动机在工作过程中能充分被利用，而且还不超过国家标准所规定的温升。.选择依据：由机械特性、调速情况与起动性能、维护以及价格、工作方式（连续、短时、重复短时工作制）决定。电动机种类直流电动机交流电动机异步电动机同步电动机鼠笼型电动机绕线型电动机.★当生产机械对电动机的起动、制动、调速性能要求不高时，应尽量采用交流电动机。★当起动、制动、调速等性能采用交流电动机无法满足时，则采用直流电动机或晶闸管—直流电动机（KZ—D）系统。⒊封闭式：⒈开启式：⒉防护式：⒋防爆式：电动机型式⒈电动机连续工作，很少起制动或反转。⒉电动机经常起制动及正反转，但过渡过程的持续时间对生产率影响不大。⒊电动机经常起制动及正反转，过渡过程的持续时间对生产率影响较大。电动机额定转速电动机额定电压决定电动机容量的主要因素：发热与温升。⒈交流电动机按供电电网情况进行选择电压等级分为：380V、3kV、6kV、10kV⒉直流电动机也要与电源电压相配合常用的电压等级有：110V、220V、440V.end§1电动机的发热与冷却一、电机中热量的传导电机的各种损耗形成不同的热源，自电机内部通过不同的材料传递到电机表面，这就是传导。使用导热系数可以描述传导过程。导热系数大，传导性能好。金属材料的导热系数大，绝缘材料的导热系数小，空气的导热系数昀小。应采取措施改善电机内部的热传导过程。如★采用耐压强度高、导热性能好的绝缘材料；★采用浸漆的方法赶走槽内的空气、增强绝缘性能、同时也能够改善机械性能。.二、电机的发热过程假定：电机长期连续工作，负载不变；把电机看成是各部分温度相同的均匀整体；周围的环境温度不变。根据热力学的定律，得dtAcmdQdtrAQdtdAcmrrdtd电机的发热时间常数电机的稳态温升.总热量物体吸收的热量物体散发的热量三、电机的冷却过程在零初始条件下，上述方程的解为：初始温升S当电机停止运行后，电机内部不再产生热量，经过一段时间温升又回到零度，则四、电机的通风冷却方式⒊强迫通风冷却：⒈自然冷却：⒉自通风冷却：⒋管道通风冷却：te1tSe.endS§2电动机的绝缘材料与允许温升一、绝缘材料的等级电机内部的绝缘材料不同，所允许的昀高温度也不同。绝缘等级——电机所用的绝缘材料的耐热程度。国际电工学会规定绝缘材料分为七个等级。我国用在电机中选取其中五个等级。中国规定：标准环境温度是40℃，绝缘材料的允许温度减去40℃就等于它的允许温升。.绝缘等级昀高允许温度Tm（℃）额定温升m（℃）A10565E12080B13090F155115H180140二、电机各部分的允许温升电机温度与周围冷却介质温度之差称为电机温升，用表示。0TTend)(tf§3电动机的工作方式一、连续工作制指电动机的工作时间tg4T，电动机长期运行，温升可以达到稳态温升，也称为长期工作制。曲线的俗称：热得到头.二、短时工作制指电动机的工作时间tg4T，而停歇时间t04T，因而工作时的温升达不到稳态温升’，但停歇后的温升降为零。我国短时工作制电动机的标准工作时间有：15min，30min，60min，90min四种。曲线的俗称：热不到头，冷得到底..)(tf三、重复短时工作制指电动机的工作与停歇交替进行，其时间均比较短，即tg4T，t04T，工作时的温升达不到稳态温升’，停歇时的温升也降不到零。也称为断续周期工作制。曲线的俗称：热不到头，冷不到底国家规定的标准负载持续率有：15%，25%，40%，60%四种。国家标准规定：每个工作与停歇的周期tZ=tg+t0≤10min每个周期内工作时间所占的百分数，叫做负载持续率（又称为暂载率），用FC%表示。end.§4电动机的负载功率计算一、常值负载功率PL的计算⒈直线运动的生产机械kWFvPL102kWFvPL310或F——生产机械的静阻力，单位：kgv——生产机械的运动速度，单位：m/s——传动装置的效率，F的单位：Nv的单位：m/s.⒉旋转运动的生产机械kWTnPL975kWTnPL9550或T——生产机械静态阻转矩，单位：kgmn——生产机械的旋转速度，单位：r/min——传动装置的效率，T的单位：Nmn的单位：r/min⒊泵类的生产机械kWHQPL1102kWHQPL3110或Q——泵的流量，单位：m3/sH——计算用的馈送高度，单位：mγ——液体的比重，单位：kg/m3——传动装置的效率，1——泵的效率，Q的单位：m3/sH的单位：mγ的单位：N/m3⒋鼓风机类的生产机械kWQPPL1102kWQPPL3110或Q的单位：m3/sP的单位：N/m2Q——吸入或压出的气体量，单位：m3/sP——鼓风机的压力，单位：kg/m2——传动装置的效率，1——鼓风机的效率，.二、变化负载功率PL的计算各时间段的负载功率按常值负载公式计算。LniiLinnLnLLLdttPttttPtPtPP1212211LniiLinnLnLLLdttTttttTtTtTT1212211对于变化的负载只能求其平均值，即平均负载功率及平均负载转矩。.end§5电动机的容量选择一、电动机容量选择的步骤⑴计算负载所需功率PL；⑵由产品目录查出所需的电动机，要求PN≥PL；⑶对于鼠笼型异步电动机，若在重载下起动，须校验起动能力；⑷发热校验；⑹若环境温度T0不为标准温度（40℃），则需要进行修正。14010mT——电动机的电流或功率的环境温度变化系数。.NNmPPTP14010电动机实际输出功率式中⑸过载校验；.二、常值负载下电动机容量的选择⒈标准工作时间按电动机三种工作方式所规定的有关时间工作。此时不需进行发热校验。⒉非标准工作时间折算为标准工作时间或标准负载持续率。★对于短时工作制电动机gbgLbttPP预选电动机的额定功率应满足bNPP★对于重复短时工作制电动机预选电动机的额定功率应满足bNPP1%%%%gbgbgbFCFCFCFCPP.⒊短时工作方式负载选用连续工作方式的电动机条件：充分发挥电动机的过载能力。此时选用的连续工作方式电动机工作在过载状态，只要其温升不超过额定稳定温升为N，该电动机就能正常工作。CuNpp0式中——额定情况下不变损耗与可变损耗之比。统计资料表明=0.4～1.5，计算时一般取=0.6.LTtTtNPeePgg11预选电动机的额定功率应满足例：一台电动机与低压离心式水泵直接相连，水泵的转速n=1450r/min，流量Q=50m3/h，总扬程H=17m，效率1=0.4，周围环境温度不超过30℃，试选择一台电动机。解：kW787.5查产品目录，应选用Y132M—4型电动机，PN=7.5kW设电动机为B级绝缘，即m=90℃，取=0.6085.16.01903040114010mT则电动机实际可以输出功率为1.085×7.5=8.1375kW若选Y132S—4型的电动机，PN=5.5kW，实际可以输出功率为1.085×5.5=5.9675kWPL，能用，故选之。4.011021710003600501021HQPL生产机械的功率..三、变值负载下电动机容量的选择预选电动机的额定功率PN=（1.1～1.6）PLd必须做发热校验。使用平均损耗法或等效法做发热校验。.四、电动机容量选择的工程方法⒈用统计法选择电动机的容量统计法———对各种不同类型的机床主拖动电机，分别进行统计、分析，找出电机容量与机床主要数据的关系，将这个关系用数学方程式表达，作为设计制造新机床时选择电动机的主要依据。kWDP54.15.36车床：主拖动电动机所需的容量昀大工件直径单位：m.常见的计算公式有：kWDP88.020立式车床：昀大工件直径单位：mkWDP19.10646.0摇臂钻床：昀大钻孔直径单位：mmkWDP7.1004.0卧式镗床：镗杆直径单位：mmkWBP15.11661龙门铣床：工作台宽度单位：mm要求所选电动机的功率PNP。.⒉用类比法选择电动机的容量类比法就是调查经过长期考验的同类型生产机械，看它采用多大容量的电动机，然后通过主要参数和工作条件的类比，来确定新生产机械的电动机容量。End.