电力拖动基础第2版 孙克军《电拖》（第二版）第6章.ppt

电力拖动基础 第六章　 电力拖动系统电动机的选择 6.1 电动机选择的原则与主要内容 6.1.1 电动机选择的一般原则 (1) 选择在结构上与所处环境条件相适应的电动机，如根据使用场合的环境条件选用相适应的防护方式及冷却方式的电动机。 (2) 选择电动机应满足生产机械所提出的各种机械特性要求。如速度、速度的稳定性、速度的调节以及起动、制动时间等。 (3) 选择电动机的功率能被充分利用，防止出现“大马拉小车”的现象。通过计算确定出合适的电动机功率，使设备需求的功率与被选电动机的功率相接近。 (4)所选择的电动机的可靠性高并且便于维护。 (5) 互换性能要好，一般情况尽量选择标准电动机产品。 (6)综合考虑电动机的极数和电压等级，使电动机在高效率、低损耗状态下可靠运行。 * 在研究电动机发热时，常把电动机温度与周围环境温度之差称为“温升”。显然，使用不同的绝缘材料的电动机，其最高允许温升是不同的。电动机铭牌上所标的温升是指所用绝缘材料的最高允许温度与40℃之差，或称为额定温升，例如，国产Z2－72型直流电动机用的是E级绝缘，其最高允许温度是120℃，所以其铭牌上标的温升是80℃。 选择电动机功率时，除考虑发热外，有时还要考虑电动机的过载能力是否足够，因为各种电动机的短时过载能力都是有限的。校验电动机的过载可按下列条件 （额定功率、额定电压、额定转速、结构型式、工作制、类型） 6.1.2 电动机选择的主要内容 * 6.2 电动机的发热与电动机工作制的分类 对于直流电动机，过载能力受换向所允许的最大电流值的限制。Z型直流电动机，在额定磁通下，可选为 对于笼型异步电动机，有时还须进行起动能力的校验。 6.2.1 电动机的发热过程 电动机的发热是由于工作时，在其内部产生损耗 造成的 ，其值为 式中， 为热流量（电动机单位时间内发出的热量） 对于异步电动机，可选为 对于同步电动机，可选为 * 热平衡方程式为 整理得 令 ， ，得基本形式的微分方程 其解为下列形式 式中， 为发热过程的起始温升。 电动机的最高稳定温升可达 式中， 电动机在额定功率下运行时的损耗功率及热流量。 电动机发热过程的温升曲线 * 对同样尺寸的电动机，欲使其额定功率提高，可由下列三方面入手: 1）提高额定效率 2）提高散热系数A 3）提高绝缘材料的允许温升 6.2.2 电动机的冷却过程 电动机的冷却可能有两种情况。其一是负载减小，电动机损耗功率△P 下降时；其二是电动机自电网断开，不再工作，电动机的△P 变为零。 电动机冷却过程的曲线 电动机在运行中只要电动机发出的热流量 或 ，电动机温度就不会超过允许值。 ≤ ≤ * 6.2.3 电动机工作制的分类 （一）连续工作制 电动机连续工作时间很长，其温升可达稳定值。属于这类的生产机械有水泵、鼓风机、造纸机、机床主轴等。 （二）短时工作制 电动机的工作时间较短，在此时间内温升达不到稳定值，而停车时间又相当长，电动机的温度可以降到周围介质的温度，属此类的生产机械有机床的辅助运动机械、某些冶金辅助机械、水闸闸门启闭机等。 连续工作制的曲线 短时工作制的曲线 * （三）断续周期工作制 断续周期工作制的曲线 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ZC％ 连续周期工作制的功率负载图 * 6.3 连续工作制电动机的选择 6.3.1 常值负载下电动机功率的选择 在计算出负载功率 后，选择额定功率 在周围环境温度不同时，电动机功率可粗略地相应增减。环境温度低于30℃时，一般电动机功率也只增加8％。 环境温度 30℃ 35℃ 40℃ 45℃ 50℃ 55℃ 电动机功率增减的百分数 ＋8％ ＋5％ 0 －5％ －12.5％ －25％ ≥ * 必须指出，工作环境的海拔高度对电动机温升有影响，这是由于海拔高度越高，虽然气温降低越多，但由于空气稀薄，散热条件大为恶化。这两方面的因素互相补偿，因此规定，使用地点的海拨高度不超过1000m时，额定功率不必进行校正。当海拔高度在1000m以上时，平原地区设计的电动机，出厂试验时必须把允许温升降低，才能供高原地带应用。 [例5-1 ] 一台与电动机直接联结的离心式水泵，流量为 扬程25m， 电动机的转速为 ，泵的效率 ，试选择电动机。