6-电动机容量的选择

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1、第六章电动机容量的选择本章主要内容6.1概述6.2连续工作方式下电动机容量的选择6.3短时工作方式下电动机容量的选择6.4周期性断续工作方式的电动机容量选择6.5确定电动机容量的统计法和类比法6.6由特殊电源供电的电动机选择问题电机的发热与冷却决定电动机容量的主要因素（1）电动机的发热与温升；（2）电动机的过载能力；（3）电动机的起动能力。由于电动机的容量主要取决于电动机的发热与温升，这与电动机运行时的损耗、电机的防护型式、冷却方式及绝缘材料等级等有关；还与系统中负载的性质、负载所需转矩及功率的大小、运行时间的长短等等有关。6.1概述发热和冷却电动机容量选择所考虑的最基

2、本因素和出发点温升（用τ表示）电机某部分的温度与电机周围介质的温度之差，称为电机该部分的温升，即τ=电机温度θ－周围环境温度θ0（单位：开尔文，K）即（τ的高低，与电机发热量的多少及散热的快慢有关。）国家标准规定电机周围冷却空气的最高温度为τ0max=+40ºC。温升限值电机各部分应该因其结构材料的不同而有一个最高工作温度的限值。6.1概述电机的发热与冷却电机的热平衡方程将电机作为均质等温体来研究其发热和冷却过程。（所谓均质等温体是指该物体各点温度都相同，而且表面各点散热能力也相同。）设在物体发热过程的某一瞬间，物体表面对周围介质的温升为τ，经微小时间dt后，温升增加d

3、τ度。设：每单位时间内均质等温体中产生的热量为Q；根据能量守恒定律，在dt时间内物体产生的热量Qdt，应等于此时从表面散走的热量与提高物体本身温度所需的热量之和。这里，热容量C——每单位质量温度每提高1K所需要的热量；表面散热系数A——电机温升为1K时，每秒从电机表面散出的热量；热平衡方程电机的热平衡方程：对上式两边同除以Adt，得：解此微分方程得：其中：为电机的初始温升，即当t0时物体的温升；为电机的稳定温升，与负载大小有关；为温升增长的时间常数，亦称发热时间常数。如果物体从冷态开始发热，则可见，均质等温体的发热（冷却）过程，温升按指数函数规律增长（下降）。一般认为：

4、经t=（3～4）T时，温升已接近稳定值。（当t=4T时，τ=0.982）（了解）T的物理意义：如果温升以开始发热时的速度增长，则只要经过时间T便达到稳定温升。电机的发热和冷却过程的温升曲线过载能力及起动能力的校验过载能力及起动能力的校验：起动能力的校验：仅限于起动能力较低的笼型异步电动机。对于绕线型异步电动机及直流电动机则不必校验。对于过载能力及起动经校验后不通过的，应另选相应能力较大的电机或另选功率较大之电机。电机的工作方式一、连续（长期）工作制特点：电机连续工作时间长，其工作时间tg>(3~4)T，可达几小时甚至几十小时，因此电机温升可达到稳定值。属于此类工作制的生

5、产机械有水泵、通风机、造纸机、机床主轴等。负载图及温升曲线电机的工作方式二、短时工作制特点：电机工作时间短，tg<(3~4)T，在工作时间内温度达不到稳定值；停车时间t0很长，t0>(3~4)T，电机的温度足以降到和周围环境温度一样，即温升足以降到零。属于此类工作制的生产机械有机床的辅助运动，如水闸闸门的起闭机械等。我国生产的短时工作制电机，其工作时间有15min、30min、60min、90min四种定额。负载图及温升曲线三、周期性断续工作制特点：工作和停止周期性地交替进行，但工作时间tg和停止时间t0都较短，tg<(3~4)T，t0<(3~4)T，且规定工作周期不超

6、过10min。属于此类工作制的生产机械有起重机、电梯、轧钢辅助机械、某些自动机床的工作机构等。在重复工作制中，额定负载时间与整个期之比称为负载持续率，用ZC表示：标准的负载持续率为15%、25%、40%及60%，每个周期不能超过10min。6.2连续工作方式下电动机容量的选择连续工作方式的负载常值负载周期性变化负载连续常值负载下的电动机容量选择常值负载：负载是连续运行的，且其大小不变，或基本不变常值负载下电动机容量的选择比较简单，只需按照负载功率选择即可。即：PN≥PL（若遇到选用的是三相笼型异步电动机，则再校验其起动能力）6.2连续工作方式下电动机容量的选择几种常用生

7、产机械功率计算方法（1）直线运动的机械F——负载的静阻力（N）；v——运动线速度（m/s）；η——传动机构效率（2）旋转运动的生产机械几种常用生产机械负载功率的计算公式（3）泵类生产机械V——液体流量（m³/s）；ν——液体比重（kg/m³）；H——馈送高度（扬程）（m）；ηb——水泵效率。（4）鼓风机类生产机械P——气体压力（Pa）；ηb——鼓风机效率。电动机设计时是按40℃的标准环境温度考虑的，若选用的电机工作环境温度较40℃相差较远，应对其标定的额定功率进行修正。电动机额定功率修正电机的温升0.24为功热当量，Δp为电动机运行时的损