电力拖动系统电动机的选择.ppt

1、第十四章电力拖曳系统电机的选择、电力拖曳系统电机的选择，主要是以各种动作控制来选择电机的电力，同时确定电机的电流种类、形式、额定电压和额定转速。 正确选择电动机电力的原则是，以电动机能够承受生产机械负荷的要求为前提，最经济最合理地决定电动机的电力。 正确确定电动机的功率有重要意义。 电力选择过大，浪费，设备投资增大，而且电动机经常运转不足，效率和交流电动机功率因数低，运转费用高，极不经济。 相反，如果功率选择小，则电动机过载运转，电动机早期破损。 或者，在保持电动机不要过热的情况下，只能降低负荷使用。 因此，电动机过大或过小，会造成资源的浪费和损失。 第十四章电力拖动系统电机的选择、确定电机功

2、率时，必须考虑电机的发热、允许过载能力和启动能力三个因素，一般来说，发热问题是最重要的。 电动机的发热是因为，在实现能量转换的过程中，电动机内部发生损失，成为热量，电动机的温度上升。 电动机中，耐热最差的是绕组的绝缘材料，最高容许温度因绝缘材料而异。 电动机常用的绝缘材料分为五个等级。 不同绝缘材料的最高允许温度：1) a级绝缘：最高允许温度为105C； 2)E级绝缘：最高允许温度为120C； 3)B级绝缘：最高允许温度为130C； 4)F级绝缘：最高允许温度为155C； 5)H级绝缘：最高允许温度为180C，第十四章电力拖动系统电机的选择，现在有广泛使用f、h级绝缘材料等高允许温度级绝缘材料

3、的倾向。 由此，能够以一定的输出大幅降低电动机的重量和体积。 电动机的温度不超过使用的绝缘材料的最高容许温度时，绝缘材料的寿命达到20年以上，相反，温度超过最高容许温度时，绝缘材料劣化、变脆，电动机的寿命缩短，严重的情况下，绝缘材料碳化、变质，绝缘性能丧失，电动机烧损。 由此可知，绝缘材料的最高允许温度是一台电动机的负载能力的极限，电动机的额定功率表示该极限。 电动机铭牌上显示的额定功率是指，例如周围温度为40，电动机连续驱动额定负载，温度逐渐上升并稳定后，最高温度达到绝缘材料的允许界限。第14章电力拖动系统电机的选择、温度上升：电机温度与环境温度的差。 额定温度上升：电机铭牌上记载的温度上升

4、是指所使用绝缘材料的最高允许温度与40之差。 选择电机的功率时，不仅要考虑发热，有时还要考虑电机的过载能力是否充分。 因为各电机的短时间过载能力是有限的。 检查电动机过载时，在以下条件下，式中KT-电动机转矩容许过载倍数Tmax-电动机动作中承受的最大转矩。 关于异步电动机，第十四章电力拖动系统电动机的选择，关于直流电动机，过载能力受换流容许的最大电流值限制，关于Z2型和z型直流电动机，一般采用在额定磁通下专用于起重机、轧机、冶金辅助机械等的ZZ型第14章电力拖动系统电动机的选择1 .电动机的发热和冷却及电动机工作控制的分类2、连续工作控制电动机的选择3、短时间工作控制电动机的选择4、间歇周期

5、工作控制电动机的选择5、笼型异步电动机允许时间接通次数的确定6、带冲击负载电动机的选择7、电力拖动调速电动机电力的选择8， 电动机电力的种类、形式、额定电压和额定转速的选择、14.1电动机的发热和冷却和电动机工作制的分类、电动机的发热过程电动机的发热是由于工作时其内部产生损失p，如果假定电力损失全部转换为热，则电动机的每单位时间的发热量、 即热流量为14.1马达的发热、冷却和马达工作制的分类马达的热容量为c (马达温度上升1C所需的热量)，A=aS为马达的散热系数(其中，s为散热表面积，a为热传递系数，即温度上升1C时，每秒每单位面积放出的热量)，则马达发热tQ过程的初始温度上升、电动机的发热

6、过程，如果发热过程是从周围介质温度开始的tQ0，则从上式可知，t、t、0、tW、tQ的t=时=W=/A是发热结束时，因此，如果稳定温度上升w被控制在绝缘材料允许的最高温上升m以内14.1电动机的发热和冷却以及电动机工作控制的分类，电动机的发热过程，电动机的最高稳定温度上升可以达到，对于相同尺寸的电动机，如果要提高额定功率，在：可以提高额定效率n。 提高散热系数a，提高绝缘材料的容许温度上升。 14.1电动机的发热和冷却及电动机工作制的分类、电动机的冷却过程、电动机的冷却有两种情况。 一个是负载减少，电动机损耗功率p降低时，其二是电动机从电网切断，不再动作，电动机的p变为零。 电网切断后，P=0

7、，即tW=0，冷却过程中温度上升变化的规律式为、t、t、0、tW、tQ、14.1电动机的发热和冷却与电动机，这种生产机械有水泵、送风机、抄纸机、机床主轴等。 短时间工作控制电动机的工作时间短，在此时间内温度达不到稳定值，停车时间相当长，电动机的温度可以下降到周围介质的温度，这种生产机械有机床的辅助运动机械、冶金辅助机械、水门开闭机等。 14.1电动机的发热和冷却和电动机工作制的分类、电动机工作制的分类、断续周期工作制在断续周期工作制中，把负载工作时间和全周期的比称为负载继续率ZC，我国规定的负载继续率为15%、25%、40%和60%，一般规定为tg t010min。14.1电动机的发热和冷却及

8、电动机工作控制的分类、电动机工作控制的分类、连续周期工作控制负载持续率ZC与断续周期工作控制类似，同样规定tg t010min。 本质上，连续操作控制，并且仅是负载周期改变的连续操作控制。14.2连续动作控制电动机的选择、定值负载下的电动机功率的选择、计算出负载功率PZ后，选择额定功率PN。 一般是以一定值连续负载，环境温度为40C时进行修正，环境温度与40C有很大差异时，其输出功率可能与额定功率不同。 设环境温度为40C，则电动机的稳定温度上升到WN，热流量上升到n，额定功率上升到PN。 实际的环境温度为0，稳定温度为w，热流量的允许输出为p。设绝缘材料的最高容许温度为m，14.2连续动作控

9、制电动机的选择、常值负载下的电动机电力的选择、14.2连续动作控制电动机的选择、常值负载下的电动机电力的选择，只要电动机磁通不变(cos也几乎不变)、代入、14.2连续动作控制电动机的选择、 这是因为海拔越高，气温越下降，空气越少，散热条件大幅恶化的缘故。 因为两者的要素相互补偿，规定使用场所的拨号高度在1000m以下时，额定功率不需要校正。 海拔在1000m以上的情况下，在平原部设置的电动机，如果在出厂试验时不降低允许温度上升，就不能应用于高原地带。 海拔1 000 m h 4 000 m h=100 m，n下降1%，P2下降0.5%。 环境温度不同时，可相应大致增减电动机的功率，请参照下表

10、。 14.2连续工作控制马达的选择，一定值负荷下的马达功率的选择，例题：直接与马达连接的离心式泵1台，流量90m3/h，扬程20m，吸引距离5m，转速2900rpm，泵的效率B=0.78，试选马达，解：水泵对电动机轴的负荷关于h排水高度(m) b泵的效率，活塞式泵为0.80.9，高压离心泵为0.50.8，低压离心泵为0.30.6。 传动机构效率如下：直接连结为0.951，皮带传动为0.9，14.2连续动作控制马达的选择，常值负荷下的马达功率的选择，例题： 1台与马达直接连结的离心式泵，流量90m3/h，扬程20m，吸引行程5m，转速2900rpm，解：水泵只要选择JO-51-2型异步电动机即可

11、，其数量为PN=10kW、UN=380V、nN=2920rpm，无需对所选择的电动机进行发热查。14.2连续工作控制电动机的选择、负载下的电动机功率的选择发生变化，一般电动机为了一定值负载工作而被修正。 这种电机用于改变负载下的发热情况，必须进行校准。 所谓发热检查，就是看马达在运转中达到的最高温度上升是否接近允许温度上升。 只有这样，马达的绝缘材料才能充分利用，不会引起过热。 下图是周期性变化的负载下P=f(t )和=f(t )的变化曲线，描绘方法如下：14.2连续动作电动机的选择、各周期包含t1t4时间，各自不同的负载损失为P1P4。 如果备用电动机的发热时间常数t及散热系数a已知，则可以

12、标绘温度上升曲线。 温度上升在t1段之间从零开始，指数曲线先将P1/A设为稳定值，t1段结束后，曲线在t2段将P2/A设为稳定值，t2段的温度上升的开始值成为t1段的温度上升结束值，用相同的方法连续描绘t3和t4段的曲线，得到第一周期的温度上升的结束值X1 第二周期的温度上升的开始值Q2=X1，进而连续绘制到X2，这样反复绘制到第n周期的Qn=Xn，温度上升的变化进入稳定循环，以后各周期按照第n周期的规则变化。 如果稳定循环周期中的最大温度上升max接近电动机的允许温度上升m且较小，则电动机的发热检查顺利通过。 该发热检查的方法被称为温度上升曲线法，基于最大温度上升max m。 因为直接画温度

13、上升曲线很难(t和a很难预测)，所以一般用间接的方法验证发热，例如平均损失法、等效法等，这些方法是根据温度上升曲线法导出的。14.2连续操作控制电动机的选择，改变负载下电动机功率的选择，改变负载下电动机功率的选择的一般步骤如下：1 )生产机械负载图PZ=f(t )或TZ=f(t )； 2 )备用电机的功率在过渡过程中，可变损耗与电流平方成正比，电机发热比较严重，电机额定功率改变下式预选、14.2连续工作电机的选择、负载下电机功率的选择，改变负载下电机功率的选择的一般步骤如下： 制图时必须考虑电动机的稳定运转和过渡过程等的工作状况4 )进行发热、过载能力以及必要时的启动能力检查。 如果检查合格，功率合适的话，马达容量可以确定。检查失败的情况下，或者马达容量的选择过大的情况下，重新选择马达，制作马达负荷图进行检查，重复直到马达容量合适为止。14.2连续工作控制电动机的选