电力拖动系统中电动机的选择

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1、第8章电力拖动系统中电动机的选择§8.1电动机的发热和冷却§8.3电动机容量的选择方法§8.4电动机种类、型式、电压、转速的选择§8.1电动机的发热和冷却1．电动机的发热过程电动机在运行过程中,由于总损耗转换的热量不断产生,电动机温度升高,就有了温升,电动机就要向周围散热。温升越高,散热越快。当单位时间发出的热量等于散出的热量时,电动机温度不再升高,而保持一个稳定不变的温升,即处于发热与散热平衡的状态。此过程是升高的热过渡过程,称为发热。由于电动机发热的具体情况比较复杂,为了研究分析方便,假设电动机长期运行,负

2、载不变,总损耗不变,电动机本身各部分温度均匀,周围环境温度不变。2．电动机的冷却过程对负载运行的电动机,在温升稳定以后,如果使其负载减小或使其停车,那么电动机内的总损耗及单位时间的发热量Q都将随之减小或不再继续产生。这样就使发热少于散热,破坏了热平衡状态,电动机的温度下降,温升降低。在降温过程中,随着温升的降低,单位时间散热量也减小。当发热量等于散热量时,电动机不再继续降温,其温升又稳定在一个新的数值上。在停车时,温升将降为零。温升下降的过程称为冷却。热平衡方程式在电机冷却过程中同样适用。只是其中的起始值、稳态值

3、不同,而时间常数相同。若减小负载之前的稳定温升为,而重新负载后的稳定温升,由于Q已减小,因此。＞§8.3电动机容量的选择方法选择电动机的容量较为繁琐,不仅需要一定的理论分析计算,还需要经过校验。其基本步骤是：根据生产机械负载提供的负载图PL=f(t)及温升曲线τ=f(t),并考虑电动机的过载能力,预选一台电动机,然后根据负载图进行发热校验,将校验结果与预选电动机的参数进行比较,若发现预选电动机的容量太大或太小,再重新选择,直到其容量得到充分利用,最后再校验其过载能力与启动转矩是否满足要求。§8.4电动机种

4、类、型式、电压、转速的选择8.4.1电动机种类的选择选择电动机种类的原则是在满足生产机械技术性能的前提下,优先选用结构简单、工作可靠、价格便宜、维修方便、运行经济的电动机。从这个意义上看,交流电动机优于直流电动机,异步电动机优于同步电动机,笼型异步电动机优于绕线转子异步电动机。当生产机械负载平稳,对启动、制动及调速性能要求不高时,应优先采用异步电动机。例如普通机床、水泵、风机等可选用普通笼型异步电动机。像空压机、皮带运输机等要求电动机有较好的启动性能,则可选用深槽式或双笼型异步电动机。而像电梯、桥式起重机一类提升机

5、械,启、制动频繁,对电动机的启动、制动、调速有一定要求时,应选用绕线转子异步电动机。对于功率较大而又不需调速的生产机械,如大功率水泵、空压机等,为了提高电网的功率因数,可选用同步电动机。调速范围要求不大,并可由机械变速箱配合的生产机械,如普通机床、锅炉引风机等,可选用多速笼型异步电动机。调速范围要求较大,且需要平滑调速的生产机械,如轧钢机、龙门刨床、大型精密机床、造纸机等,应选用他励直流电动机或采用变频调速的笼型异步电动机。要求启动转矩大、机械特性软的生产机械,如电车、电机车、重型起重机、挖掘机、便携工具等,一般

6、应选用串励或复励直流电动机。如有易燃、易爆气体的矿井等特殊场所,不能使用直流电动机,而应采用异步电动机和同步电动机。随着交流变频调速技术的发展,交流电动机的应用将越来越广泛,正逐渐取代直流电动机。8.4.2电动机电压等级的选择交流电动机额定电压的选择主要按使用场所的供电电压等级选择。一般低压电网为380V，因此中小型三相异步电动机的额定电压大多为380V(Y或△形法),220/380V（△/Y形接法)和380/660V（△/Y形接法）。单相异步电动机的额定电压多采用220V,矿山及钢铁企业的大型设备用大功率电动

7、机,可采用高压电动机,这样既减小了电动机的体积,又节约了铜线的用量。直流电动机的额定电压也要与电源电压相配合。由直流发电机供电的直流电动机额定电压一般为110V或220V。大功率电动机可提高到600～1000V,当电网电压为380V,直流电动机由晶闸管整流电路供电时,采用三相整流可选额定电压为440V,单相整流可选额定电压为160V或180V。8.4.3电动机额定转速的选择电动机的额定转速是根据生产机械传动系统的要求来选择的。在一定功率时,电动机的额定转速越高,其体积越小,重量越轻,价格越低,运行的效率越高,电

8、动机的飞轮矩越小,因此选用高速电动机较经济。但是,若生产机械要求的转速低,如果选择高速电动机,则会使传动机构复杂。对于经常启动、制动、反转的生产机械,若过渡过程时间对生产效率有较大影响,则应以GD2·nN为最小来选择电动机的额定转速,如龙门刨床工作台拖动电动机等。若过渡过程时间对生产效率影响不大,则应以过渡过程中能量损耗最小来选择电动机的额定