第2章-双速电动机控制

1、第十六讲2.8.2 双速电动机的控制线路双速电动机的控制线路 主电路中三组主触头KM1、KM2、KM3。当KM1主触头闭合时电动机定子绕组接成三角形，低速转动；当KM1主触头断开，而KM2和KM3两组主触头闭合时，电动机定子绕组接成双星形高速运转。 其工作原理如下：低速运行时： 高速运行时： 变极调整方法的特点是：电动机的定子绕组必须特制；这种调速方法只能使电动机获得两个及两个以上的转速，且不可能获得连续可调。 2.9 2.9 三相异步电动机的选择及三相异步电动机的选择及 保护保护 电动机是电力拖动系统的核心，为了使电力拖动系统可靠、安全、经济、合理地工作，必须正确地选择电动机。电动机的规格、

2、品种繁多，性能各异，选用电动机时要全面考虑电源的电压、频率、负载及使用的环境等多方面因素，必须与电动机的铭牌规定的相等。 一般选用电动机时遵循的原则是： (1) 电动机的机械特性，启动特性及调速特性必须满足生产机械的特点及要求。(2) 电动机的容量要选择合理，且要充分利用。(3) 电动机的结构型式应适合生产机械周围环境的条件。(4) 电动机的电源选择：根据生产机械的要求，选择交流电动机或直接电动机。交流电动机又有笼形转子和绕线转子之分等。(5) 电动机转速的合理选用，电动机的转速要适合生产机械转速要求，才能达到即经济又好用的目的。2.9.1 电动机功率的选择电动机功率的选择 正确选择电动机的容

3、量(功率)是保证电动机及生产机械正常、合理应用的首要条件。 通常采用调查、统计、类比或分析、计算相结合的方法选择电动机的功率。1.1.调查统计类比法调查统计类比法 (1) 统计分析法：我国机床制造厂对不同类型机床，常用以下统计分析公式来计算主电动机的容量 车床主电机功率： (kW) 立式车床主电机功率 (kW）式中，D为工件最大直径，单位为m。 54. 15 .36 DP 88. 020DP 摇臂钻床主电机功率： (kW) 式中，D为最大钻孔直径，单位为mm。 19. 10646. 0DP 卧式镗床主电动机功率： (kW) 式中，D为镗杆直径，单位为mm。 7 . 1004. 0DP 龙门铣床

4、主电动机功率： (kW)式中,B为工作台宽度，单位为mm。66. 116. 1BP 外圆磨床主电动机功率： (kW)式中，B为砂轮宽度，单位为mm；K为砂轮主轴用滚动轴承时K=0.81.1，砂轮主轴用滑动轴承时K=1.01.3。KBP1 . 0 (2) 类比法：通过对长期运行的同类生产机械的电动机容量的调查，对其主要参数、工作条件进行类比，从而确定电动机的容量。2.2.分析与计算相结合的方法分析与计算相结合的方法电动机的容量是根据它的发热情况来选择的，而电动机发热情况又与负载大小及运行时间的长短及运行方式有关，所以应按不同的运行方式和负载的情况来选择电动机的容量。电动机的运行方式通常分为三种，

5、即连续运行方式、短时运行方式和重复短时运行方式。 (1)连续运行方式电动机容量的 选择。 1) 在恒定负载下长期运行的电动机容量的选择。 选择比较简单，只要知道被拖动的生产机械的功率，就可以确定电动机的功率。在选用生产机械配套的电动机功率时，应考虑传动过程中的功率损失，选用的电动机功率要稍大于生产机械的功率。21LPP 若生产机械的输出功率为PL，则配套电动机的额定功率P由下式决定： 式中 生产机械的效率； 电动机和生产机械之间的传动效率。12 2) 在变动负载下长期运行的电动机容量的选择。 在选择变动负载下长期运行的电动机容量时，常采用等效负载法，就是假定一个恒定负载来代替实际的变动负载，但

6、是两者的发热情况应相同。然后按恒定负载下的即上述1)情况原则选择电动机的容量，所选容量应等于或略大于等效负载。 (2) 短时运行电动机容量。 短时运行的电动机在运行时温升未达到稳定值，而在停止运转时，电动机的温度又可以降到等于周围环境的温度。为了提高电动机的利用率，可以容许过载，即可以使其输出功率大于额定功率(或者在负载功率一定时，选择额定功率较小的电动机)工作时间越短，则过载功率可以越大，但过载量也不能无限增大，必须小于电动机的最大转矩。 选择短时运行电动机的容量时可根据过载系数来考虑，一般可按下式来决定：式中 电动机的额定功率； 生产机械所要求的功率，即负载功率； 过载系数，它等于电动机的

7、最大转矩与额定转矩之比，其值一般为1.82.5，吊车的为2.53.4或更大； 0.85考虑电网电压波动时的安全系数。 85. 0LPP PLP我国生产的电动机，有专供短时工作的，可以在“短时运行电动机系列”的产品目录中选用。这种电动机的容量和工作时间都标在铭牌上.例如容量是20kW工作时间为30min的电动机，在输出功率为20kW时，只能运行30min。 (3) 重复短时运行电动机容量的选择。 重复短时运行电动机的容量与负载持续率(暂载率)有关，负载持续率为： 式中 电动机的工作时间； 电动机停歇时间。 大，表明电动机工作时间长；小，表明电动机停歇时间长。 Pt0t%1000tttPP重复短时

8、运行的电动机，由于有停歇时间，故其输出功率也可适当提高。我国现在生产有关专门用于重复短时运行的异步电动机，如JZR、JZ系列等。这些电动机的标准负载持续率有15%、25%、40%和60%四种，工作周期不超过10min。 根据生产机械的负载图，计算出电动机的负载持续率。如果计算的值与产品目录中的标准值相等，即可从产品目录中查得功率等于或略大于所需功率的电动机。如果计算的值不等于标准值，则可根据下式进行换算：式中 生产机械的功率； 根据生产机械的工作时间和停车时间算出的负载持续率； 产品目录中的标准负载持续率。换算后，根据从产品目录中查得功率等于或略大于P的电动机。0LPP LP0重复短时运行的电

9、动机，由于有停歇时间，故其输出功率也可适当提高。我国现在生产有关专门用于重复短时运行的异步电动机，如JZR、JZ系列等。这些电动机的标准负载持续率有15%、25%、40%和60%四种，工作周期不超过10min。 根据生产机械的负载图，计算出电动机的负载持续率。如果计算的值与产品目录中的标准值相等，即可从产品目录中查得功率等于或略大于所需功率的电动机。如果计算的值不等于标准值，则可根据下式进行换算：式中 生产机械的功率； 根据生产机械的工作时间和停车时间算出的负载持续率； 产品目录中的标准负载持续率。 0LPP LP0换算后，根据从产品目录中查得功率等于或略大于P的电动机。如果电动机工作周期超过

10、10min，就要按连续运行或短时运行方式来选择其容量。2102 电动机种类的选择电动机种类的选择 选择异步电动机的种类应从以下几方面来考虑：机械特性(硬特性、软特性)、调整与启动性能、维护及价格等。 2103 电动机结构形式和防电动机结构形式和防护形式的选择护形式的选择 1.1.电动机结构型式的选择电动机结构型式的选择 按其安装位置的不同，一般分为卧式和按其安装位置的不同，一般分为卧式和立式两种立式两种。 2.电动机防护形式的选择电动机防护形式的选择 电动机的防护形式有许多，根据电动机工作环境的不同选择防护形式。 (1) 开启式：电动机除必要的支承结构外，对于转动及带电部分没有专门的保护。这种

11、电动机价格便宜，通风良好，单位容量的体积小但无防护装置，只能用于无灰尘、杂物且干燥的场所。 (2) 防护式：电动机机壳内部的转动部分及带电部分有必要的机械保护，以防止意外的接触，但并不明显地妨碍通风。这类电动机分网罩式、防滴式、防溅式三种。它们的通风口处理不同。网罩式的电动机通风口用穿孔的遮盖物遮盖起来，使电动机的转动及带电部分不能与外界接触。防滴式的电动机通风口结构能防止垂直下落的液体或固体直接进入电动机内部，防溅式电动机的通风口结构可防止与垂直方向成100角范围内任何方向的液体或固体进入电动机内部。这类电动机不防尘、不防潮，可用于干燥、灰尘不多以及没有腐蚀性和爆炸性气体的场所。 (3) 封闭式：电动机机壳的结构能够阻止机壳内外空气的自由交换，但并不要求完全的密封，因此它可防止灰尘、铁屑、杂物侵入电动机内部，而且在一定程度上也能防止潮气进入电动机内，可用于尘土飞扬，水沫飞溅，潮湿或含有腐蚀性气体的场所。 (4) 防爆式：防爆式电动机具有钢制的特殊外壳，能够承受内部爆炸时产生的压力，阻止气体爆炸传递到电动机外部而引起电动机外部的可燃性气体爆炸，同时能承受