《电力拖动与控制(版)》李岚.pptVIP

为生产机械选配电动机，首先应满足生产机械的要求，例如对工作环境、工作制、起 动、制动、减速或调速以及功率的要求。 依据这些要求，合理地选择电动机的类型、运行方式、额定转速及额定功率，使电动机在高效率、低损耗的状态下可靠地运行,正确选择电动机的额定功率十分重要。 确定电动机额定功率时，要考虑电动机的发热、允许过载能力与起动能力等因素。 第一节 电动机发热和冷却规律 一、电机的发热过程 设单位时间内电机损耗所产生的热量为Q，则在dt时间内产生的热量为Qdt 。 Qdt这部分热量，一部分被电机吸收，使电机温度升高，用Q1表示这部分热量；另一部分是电机向周围介质散发出的热量，用Q2表示。 Q1=Cdτ 式中, C—电机的热容量，即电机温度升高1℃ 所需的热量。 dτ—电机在dt时间内温升的增量。 Q2=Aτdt 式中,A —电机的散热系数，即电机的温度高出 环境温度1℃时，单位时间内向周围介 质散发出去的热量； τ—电机的温升。 根据能量守恒原理，得热平衡方程： Qdt=Cdτ+Aτdt 只要电机的稳定温升τw不超过绝缘材料的 最高允许温升τmax，电动机就能长期可靠地运 行。因此，τ≤τmax是校验电动机发热的主要 依据。 当t=4TH时，温升不再升高，趋于稳定值τw， 因此，可以认为电机发热过程已经结束，所以 发热过渡过程时间的长短决定于发热时间常数 TH。 冷却过程可分成两种情况讨论。 1．电机负载减小时的冷却过程 负载运行的电动机，如果减小它的负载， 其内部的损耗Δp减小，产生的热量Q也随 之减少，原来的热平衡状态被破坏，变成了 发热少于散热，电机的温度就要下降，温升 降低，单位时间内散出的热量Aτ逐渐减少, 直到重新达到Q=Aτ（即发热等于散热）时，温升不再变化，电机达到了一个新的稳定状态，把温升下降的过程称为冷却。 冷却过程的温升曲线方程： 在负载减小时，T’H=TH 。 冷却过程的温升曲线如图5-2中曲线1所示。 电机脱离电源后，电机的损耗为零，不再产生热量，电机的温升逐渐下降，直到与周围环境温度相同为止。此时，稳定温升 电机的发热与冷却情况不仅与其所拖动的 负载有关，而且还与负载持续工作时间的长 短有关。所以，还要对电动机的工作方式进 行分析。 电机工作时间较短, tg＜ (3～ 4)TH ，在工作时间内，电机的温升达不到稳定值τw。而停歇时间t0很长，t0＞ (3～ 4)TH’ ，电机的温升可以降到零，短时工作制电机的负载图和温升曲线如图5-4所示。 在tg期间，电机温升达不到稳定值，而在t0期间电机温升也降不到零。经过一个周期时间(tg+t0)，温升有所上升，经过若干个周期后，温升在最高温升τmax和最低温升τmin之间波动，达到周期性变化的稳定状态。 在断续周期工作制中，负载工作时间与整个 周期之比称为负载持续率，用ZC%表示。 连续工作制下电动机的负载基本上可分成 两大类，即 （1）恒定负载 负载长时间不变或变化不大。 （2）变动负载 负载长期施加，但大小变化。 其变化具有周期性。 按最大负载功率选择电动机容量，电机将不 能充分利用；而按最小负载功率选择，电动机 要过载，会引起电机温升过高。电动机容量只 能在最大负载和最小负载之间适当选择，一般 分为两个步骤： 1.初选电动机容量 根据生产机械负载图求出其平均功率。 校验电动机容量时，首先要校验电机的发热，然后校验过载能力，必要时校验起动能力。 进行发热校验，一般采用下述几种方法进行校验。 (1) 平均损耗法 初选好电动机功率以后，根据该电动机的额定数据按下式计算出电机的额定损耗功率： 一个工作周期的平均损耗为: 如果过载能力不能满足，就应当按过载能 力来选择容量较大的电动机。 （2） 等效电流法 等效电流法的原则是用一个恒值的等效电流Idx来代替实际变动的负载电流，而两者在电机中产生的损耗相等，即发热相同。 电机的损耗是由不变损耗与可变损耗即铜耗组成。第i段的损耗可