电力拖动基础-讲义4.ppt

电动机容量的选择 5.1电动机选择的一般概念 电动机的选择包括选择电动机的种类、型式、额定电压、额定转速和额定功率，主要选择其额定功率。 如果PN太小，电动机经常处于过载下运行，发热严重，会损坏。 如果PN太大，电动机经常处于轻载下运行，投资大，效率和功率因数低，会造成浪费。 选择电动机功率PN的原则：在满足负载要求的前提下，最经济、最合理地决定功率。 电力拖动基础-讲义5 确定电动机的额定功率，要考虑三个方面，即电动机的发热、过载能力与起动能力，其中尤以发热问题最为重要。 研究电动机发热时，常用“温升”这一概念。所谓“温升”是电动机温度与周围环境温度之差，周围环境温度的标准值定为40℃。 电动机的额定功率是指环境温度为标准值40℃时，电动机带额定负载长期连续工作，其稳定工作温度接近或等于绝缘材料允许的最高温度。 根据耐热程度的不同，电动机常用绝缘材料分为五个等级。 A E B F H 105 ℃ 120℃ 130℃ 155℃ 180℃ 电动机的过载能力,受最大转矩Tmax的限制： 异步电动机的λm≥(1.6~2.0) 直流电动机的λm≥(1.5~2.0) 同步电动机的λm≥(2.0~3.0) 对于鼠笼式异步电动机，还应校验其起动能力，使满足 5.2 确定拖动电动机额定功率的方法 对于恒定负载的拖动系统：选择电动机的额定功率PN等于或略大于负载功率PL 对于变化负载的拖动系统：采用负载图 5.3电动机的发热 由能量守恒定律可知： 产生的热量=温升的热量+散热量 dt A Cd ΔPdt t + t = ΔP：电动机单位时间发热量 C：电动机的热容量，即每升高1o所需热量 A：电动机的散热系数 ?：电动机的温升 一、电动机的发热过程 上式两边同时除以Adt,则得微分方程 A dt d A C ΔP t t = + 令： 解此微分方程，则可得温升曲线方程式 TH t 0 TH t ss e e - - + - = t t t ) 1 ( 若起动时电机处于冷态，t0 =0， TH t ss e - - = t t ) 1 ( 电动机的温升曲线为： ? 0 t ?ss ?i 4TH 经过(3~4) TH温升就可达到稳定值?ss。 小电动机TH=10~20分钟；其只需要半小时就能达到稳定温升?ss。 大电动机TH=30分钟；其需要两个小时才能达到稳定温升?ss。 1、散热条件（A）不变时，损耗?p增加，稳定 温升增加。 结论： 2、改善散热条件（A）可以降低稳定温升。 二、电动机的散热过程 电动机达到稳定温升后，如果负载减小或停车，则电机的发热量将减小于散热量，电机温度会下降，最后稳定于较低的稳定温升。这个温升下降过程叫电动机的冷却。 电动机冷却的温升方程仍为： e ) ( H T’ t ss 0 ss - t - t + t = t 只是?ss ?0，当电机停车时?ss=0. ? 0 t ?ss ?0 4T’H 电机冷却条件恶化，散热率A’下降 三、发热时间常数 意义：如果电机产生的热量ΔP不散到空气中去，而全部加热电机本身，一直达到稳定温升所需的时间。 电机个部分的发热时间常数各不相同： 直流机电枢发热快，而且电枢为主要部件，故采用电枢的发热时间常数； 交流机采用定子的发热时间常数。 断续周期工作方式 5.4 电动机工作方式的分类： 连续工作方式 短时工作方式：标准时限15、30、60、90分钟。 负载持续率：工作时间与工作周期之比。 标准负载持续率为15%，25%，40%，60%，工作周期t=a+b不得超过10分钟。 对于连续恒定负载的拖动系统：选择电动机的额定功率PN等于或略大于负载功率PL。 电动机的使用环境不得超过+40°C 5.5 连续恒定负载电机容量的选择 5.6 环境条件对电机工作的影响 根据发热等效的原则：即在不同的环境温度下，带负载运行时电动机的温度均达绝缘材料的最高允许温度θm的原则 。 电动机在实际环境温度为θ０时允许输出功率的计算公式 ： ( ) γ γ P P m m N - + - - = 1 40 0 q q q N V K γ = 不变损耗（空载损耗）K与额定负载下可变损耗（铜耗）VN 之比，其值决定于电动机的结构与转速，一般为0.4～1.1 。 显然，如果θO ＞40℃，则P＜PN； θO＜40℃,则P＞PN 。 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% 环境温度低于30℃时，一般也只增加8%。 电动机所在地点的海拔高度对