14 電力拖動系統(tǒng)電動機(jī)的選擇

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1、第十四章電力拖動系統(tǒng)電動機(jī)的選擇在研究電動機(jī)發(fā)熱時，常把電動機(jī)溫度與周圍環(huán)境溫度之差稱為“溫升”。顯然，使用不同的絕緣材料的電動機(jī)，其最高允許溫升是不同的。電動機(jī)銘牌上所標(biāo)的溫升是指所用絕緣材料的最高允許溫度與40℃之差，或稱為額定溫升，例如，國產(chǎn)Z2－72型直流電動機(jī)用的是E級絕緣，其最高允許溫度是120℃，所以其銘牌上標(biāo)的溫升是80℃。對于異步電動機(jī)，其關(guān)系為選擇電動機(jī)功率時，除考慮發(fā)熱外，有時還要考慮電動機(jī)的過載能力是否足夠，因為各種電動機(jī)的短時過載能力都是有限的。校驗電動機(jī)的過載可按下列條件≤第一節(jié)電動機(jī)的發(fā)熱和

2、冷卻及電動機(jī)工作制的分類對于直流電動機(jī)，過載能力受換向所允許的最大電流值的限制。Z型直流電動機(jī)，在額定磁通下，可選為對于專為起重機(jī)、軋鋼機(jī)、冶金輔助機(jī)械等設(shè)計的ZZ型和ZZY型電動機(jī)，以及同步電動機(jī)，對于籠型異步電動機(jī)，有時還須進(jìn)行起動能力的校驗。一、電動機(jī)的發(fā)熱過程電動機(jī)的發(fā)熱是由于工作時，在其內(nèi)部產(chǎn)生損耗造成的，其值為式中，為熱流量（電動機(jī)單位時間內(nèi)發(fā)出的熱量）2熱平衡方程式為整理得令，，得基本形式的微分方程其解為下列形式式中，為發(fā)熱過程的起始溫升。電動機(jī)的最高穩(wěn)定溫升可達(dá)式中，電動機(jī)在額定功率下運行時的損耗功率及熱

3、流量。電動機(jī)發(fā)熱過程的溫升曲線3對同樣尺寸的電動機(jī)，欲使其額定功率提高，可由下列三方面入手:1）提高額定效率2）提高散熱系數(shù)A3）提高絕緣材料的允許溫升二、電動機(jī)的冷卻過程電動機(jī)的冷卻可能有兩種情況。其一是負(fù)載減小，電動機(jī)損耗功率△P下降時；其二是電動機(jī)自電網(wǎng)斷開，不再工作，電動機(jī)的△P變?yōu)榱?。電動機(jī)冷卻過程的曲線電動機(jī)在運行中只要電動機(jī)發(fā)出的熱流量或，電動機(jī)溫度就不會超過允許值?！堋?三、電動機(jī)工作制的分類（一）連續(xù)工作制電動機(jī)連續(xù)工作時間很長，其溫升可達(dá)穩(wěn)定值。屬于這類的生產(chǎn)機(jī)械有水泵、鼓風(fēng)機(jī)、造紙機(jī)、機(jī)床主軸等。（

4、二）短時工作制電動機(jī)的工作時間較短，在此時間內(nèi)溫升達(dá)不到穩(wěn)定值，而停車時間又相當(dāng)長，電動機(jī)的溫度可以降到周圍介質(zhì)的溫度，屬此類的生產(chǎn)機(jī)械有機(jī)床的輔助運動機(jī)械、某些冶金輔助機(jī)械、水閘閘門啟閉機(jī)等。連續(xù)工作制的曲線短時工作制的曲線5（三）斷續(xù)周期工作制斷續(xù)周期工作制的曲線在斷續(xù)周期工作制中，負(fù)載工作時間與整個周期之比稱為負(fù)載持續(xù)率ZC％連續(xù)周期工作制的功率負(fù)載圖6第二節(jié)連續(xù)工作制電動機(jī)的選擇一、常值負(fù)載下電動機(jī)功率的選擇在計算出負(fù)載功率后，選擇額定功率在周圍環(huán)境溫度不同時，電動機(jī)功率可粗略地相應(yīng)增減。環(huán)境溫度低于30℃時，一

5、般電動機(jī)功率也只增加8％。環(huán)境溫度30℃35℃40℃45℃50℃55℃電動機(jī)功率增減的百分?jǐn)?shù)＋8％＋5％0－5％－12.5％－25％≥7必須指出，工作環(huán)境的海拔高度對電動機(jī)溫升有影響，這是由于海拔高度越高，雖然氣溫降低越多，但由于空氣稀薄，散熱條件大為惡化。這兩方面的因素互相補(bǔ)償，因此規(guī)定，使用地點的海撥高度不超過1000m時，額定功率不必進(jìn)行校正。當(dāng)海拔高度在1000m以上時，平原地區(qū)設(shè)計的電動機(jī)，出廠試驗時必須把允許溫升降低，才能供高原地帶應(yīng)用。[例14-1]一臺與電動機(jī)直接聯(lián)結(jié)的離心式水泵，流量為揚程20m，吸程5

6、m，轉(zhuǎn)速為，泵的效率，試選擇電動機(jī)。解水泵在電動機(jī)軸上的負(fù)載功率為：式中，V——泵每秒排出的水量（）——水的比重H——排水高度（m）——泵的效率，活塞式泵為0.8～0.9，高壓離心泵為0.5～0.8，低壓離心泵為0.3～0.6；8—傳動機(jī)構(gòu)效率，直接聯(lián)接為0.95～1，皮帶傳動為0.9選一臺Y2系列的異步電動機(jī)即可，其數(shù)據(jù)為：對選用的電動機(jī)不必進(jìn)行發(fā)熱校驗。二、變化負(fù)載下電動機(jī)功率的選擇9在變化負(fù)載下所使用的電動機(jī)，一般是為常值負(fù)載工作而設(shè)計的。因此，這種電動機(jī)用于變化負(fù)載下的發(fā)熱情況，必須進(jìn)行校驗。所謂發(fā)熱校驗，就是看

7、電動機(jī)在整個運行過程中所達(dá)到的最高溫升是否接近并低于允許溫升，因為只有這樣，電動機(jī)的絕緣材料才能充分利用而又不致過熱。變化負(fù)載下電動機(jī)功率選擇的一般步驟如下：1）計算并繪制生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載圖或。2）預(yù)選電動機(jī)的功率。在過渡過程中，可變損耗與電流平方成正比，電動機(jī)發(fā)熱較為嚴(yán)重，電動機(jī)額定功率按下式預(yù)選≥≥103）作出電動機(jī)的負(fù)載圖，作圖時已考慮了電動機(jī)的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)及過渡過程等工作情況。4）進(jìn)行發(fā)熱、過載能力及必要時的起動能力校驗。下面著重介紹校驗發(fā)熱的方法：（一）平均損耗法11（二）等效法1．等效電流法（式中C為常數(shù)）把平均損耗

8、中的可變損耗所對應(yīng)的電流稱為等效電流等效電流法，就是按照損耗相等的原則，求出一個等效的不變的電流來代替變化的負(fù)載電流（對于交流異步電動機(jī)，應(yīng)為定子電流），如果預(yù)選電動機(jī)的額定電流滿足下列條件：則發(fā)熱校驗通過。≥122．等效轉(zhuǎn)矩法有時已知的不是負(fù)載電流圖，而是轉(zhuǎn)矩圖，可以寫成轉(zhuǎn)矩形式3．等效功率法等效功率法是當(dāng)轉(zhuǎn)速基本