电机的计算及选型

电机的计算及选型

电动机的选择

§1§2§3§4§5

电动机的发热与冷却电动机的绝缘材料与允许温升电动机的工作方式电动机的负载功率计算电动机的容量选择

电机的计算及选型

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。选择电动机的内容：种类、型式、额定转速、额定电压、 .额定功率(容量)。

电机的计算及选型

直流电动机电动机种类交流电动机异步电动机绕线型电动机选择依据：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。★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。同步电动机鼠笼型电动机

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电动机型式

⒈开启式：⒉防护式：⒊封闭式：⒋防爆式：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

电动机额定转速

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。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、440Vend

电动机额定电压

.决定电动机容量的主要因素：发热与温升。

电机的计算及选型

§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，空气的导热系数最小。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。 .

电机的计算及选型

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 Qdt cmd r A dt总热量的热量物体吸收的热量物体散发

cm d Q r A dt r A

d dt

电机的发热时间常数

电机的稳态温升

.

电机的计算及选型

在零初始条件下，上述方程的解为 1 e t

三、电机的冷却过程当电机停止运行后，电机内部不再产生热量

,经过一段时间温升又回到零度，则

Se

t

S:初始温升

S

四、电机的通风冷却方式⒈自然冷却：⒉自通风冷却：⒊强迫通风冷却： .⒋管道通风冷却：

end

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§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，所允许的最高温度也不同。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。 E A绝缘等级 120最高允许温度Tm(℃) 105 80 65额定温升 m(℃) B 130 90 F 155 115 H 180 140

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。 T T0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。 end .

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§3一、连续工作制

电动机的工作方式

指电动机的工作时间 tg> 4T,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。

f (t )

曲线的俗称：热得到头

.

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二、短时工作制指电动机的工作时间 tg< 4T,而停歇时间 t0> 4T,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。

曲线的俗称：热不到头，冷得到底我国短时工作制电动机的标准工作时间有： 15min,30min,60min,90min四种。 .

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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 tg< 4T, t0< 4T,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。

f (t )

曲线的俗称：热不到头，冷不到底

.

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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。国家规定的标准负载持续率有： . 15%,25%,40%,60%四种。

end

电机的计算及选型

§4

电动机的负载功率计算Fv kW PL 102 或PL Fv 10 3 kW

一、常值负载功率PL的计算⒈直线运动的生产机械 F的单位：N

F——生产机械的静阻力，单位：kg v——生产机械的运动速度，单位：m/s ——传动装置的效率，⒉旋转运动的生产机械Tn kW PL 975

v的单位：m/s

Tn kW 或PL 9550

T——生产机械静态阻转矩，单位：kgm n——生产机械的旋转速度，单位： r/min ——传动装置的效率，

T的单位：Nm . n的单位：r/min

电机的计算及选型

⒊泵类的生产机械 Q H kW PL 102 1 Q——泵的流量，单位：m3/s H——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，⒋鼓风机类的生产机械PL QP kW 102 1

或PL

Q H

1 Q的单位： m3/s

10 3 kW

H的单位：mγ的单位：N/m3

或PL

QP

Q——吸入或压出的气体量，单位：m3/s P——鼓风机的压力，单位：kg/m2 ——传动装置的效率， 1——鼓风机的效率，

1 Q的单位： m3/s

10 3 kW

. P的单位：N/m2

电机的计算及选型

二、变化负载功率PL的计算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。PL 1t1 PL 2 t 2 PLn t n t1 t 2 t n T L 1t1 T L 2 t 2 T Ln t n t1 t 2 t n

Pi 1

n

Li i

t

PLd

tL

Ti 1

n

Li i

t

T Ld

tL

.各时间段的负载功率按常值负载公式计算。end

电机的计算及选型

§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 PL⑵由产品目录查出所需的电动机，要求 PN≥ PL⑷发热校验；⑸过载校验；⑹若环境温度 T0不为标准温度( 40℃ ),则需要进行修正。电动机实际输出功率 P 1 40 T0

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；

m

1 PN

PN

. 1 式中

40 T0

m

1 ——电动机的电流或功率的 .环境温度变化系数。