机电传动控制系统中电动机的选择课件.ppt

1、1第七章机电传动控制系统中电动机的选择2机电传动控制系统中电动机的选择q本章要求在了解电动机的发热与冷却规律的基础上本章要求在了解电动机的发热与冷却规律的基础上q重点掌握电动机容量的选择重点掌握电动机容量的选择q熟悉电动机种类、电压、转速和结构型式的选择原熟悉电动机种类、电压、转速和结构型式的选择原则则37.1 电动机容量选择的原则q在机电传动系统中选择一台合适的电动机是极为在机电传动系统中选择一台合适的电动机是极为重要的。电动机的选择主要是容量的选择重要的。电动机的选择主要是容量的选择q如果电动机的容量选小了，一方面不能充分发挥如果电动机的容量选小了，一方面不能充分发挥机械设备的能力，使生产

2、效率降低。机械设备的能力，使生产效率降低。q另一方面电动机经常在过载下运行，会使它过早另一方面电动机经常在过载下运行，会使它过早损坏，同时还可能出现启动困难、经受不起冲击损坏，同时还可能出现启动困难、经受不起冲击负载等故障。如果电动机的容量选大了，则不仅负载等故障。如果电动机的容量选大了，则不仅使设备投资费用增加，而且由于电动机常在轻载使设备投资费用增加，而且由于电动机常在轻载下运行，运行效率和功率因数下运行，运行效率和功率因数(对异步电动机而言）对异步电动机而言）都会下降。都会下降。47.1 电动机容量选择的原则q选择电动机容量应根据以下三项基本原则进行。选择电动机容量应根据以下三项基本原则

3、进行。q(1)发热：电动机在运行时，必须保证电动机的实际最高工发热：电动机在运行时，必须保证电动机的实际最高工作温度作温度maxmax等于或略小于电动机绝缘的允许最高工作温度等于或略小于电动机绝缘的允许最高工作温度a，q(2)过载能力：电动机在运行时，必须具有一定的过载能力。过载能力：电动机在运行时，必须具有一定的过载能力。特别是在短期工作时，由于电动机的热惯性很大，电动机特别是在短期工作时，由于电动机的热惯性很大，电动机在短期内承受高于额定功率的负载功率时仍可保证在短期内承受高于额定功率的负载功率时仍可保证amaxamax57.1 电动机容量选择的原则q此时，决定电动机容量的主要因素不是发热

4、而此时，决定电动机容量的主要因素不是发热而是电动机的过载能力。是电动机的过载能力。q所选电动机的最大转矩所选电动机的最大转矩Tmax(对于异步电动机对于异步电动机)或或最大允许电流最大允许电流Imax(对于直流电动机对于直流电动机)必须大于运必须大于运行过程中可能出现的最大负载转矩行过程中可能出现的最大负载转矩TLmax和最大和最大负载电流负载电流ILmax,即即 q 对于异步电动机对于异步电动机q 对于直流电动机对于直流电动机NmLTTTmaxmaxNiLIIImaxmax67.1 电动机容量选择的原则 q(3)启动能力：由于鼠笼式异步电动机的启动转矩启动能力：由于鼠笼式异步电动机的启动转矩

5、一般较小，所以，为使电动机能可靠启动，必须一般较小，所以，为使电动机能可靠启动，必须保证保证 ,式中式中q选择电动机容量的方法一般有计算法、统计分析选择电动机容量的方法一般有计算法、统计分析法和类比法法和类比法NstLTTNststTTq考虑到电网电压波动的影响，式考虑到电网电压波动的影响，式 中，中，一般取一般取为为0.8TmaxTN(Tmax TN为产品目录上规定的为产品目录上规定的m)m77.2 电动机的发热与冷却q电动机是由多种金属电动机是由多种金属(铜、铝、铁、硅钢片铜、铝、铁、硅钢片)和绝缘和绝缘材料等组成，材料等组成，q它在运行时，不断地把电能转变成机械能，在能量它在运行时，不断

6、地把电能转变成机械能，在能量的变换过程中必然有能量损耗，的变换过程中必然有能量损耗，q这些损耗包括铜耗、铁耗和机械损耗，其中铜耗与这些损耗包括铜耗、铁耗和机械损耗，其中铜耗与电流的平方成正比地变化，而铁耗与机械损耗则几电流的平方成正比地变化，而铁耗与机械损耗则几乎是不变的。乎是不变的。q这些损耗都变成了热能而使电动机发热、温度升高。这些损耗都变成了热能而使电动机发热、温度升高。8带变动负载时电动机容量的选择7所示，其中P=10kW，工作时间tp=0.根据生产机械的负载性质来选择电动机的类型如果把这种电动机用作短时工作，而输出功率不变，则电动机运行时将达不到允许温升，未能充分利用。有些生产机械工

7、作一段时间后即停歇一段时间，工作、停歇交替进行，且时间都比较短，重复短时工作制电动机容量的选择直流电动机额定电压一般为110V、220V和440V。灰尘会使电动机绕组很快玷污，散热条件恶化；如果算出的值不等于SN，则可按式拖动这类生产机械的电动机的工作特点是：工作时间tp(34)Th，停车(或空载)时间t0(34)Th，工作时间内电动机的温升不可能达到稳定温升，停车时间内温升还没有下降到零时，下一个周期又已开始。连续工作制电动机容量的选择5 晶闸管供电对电动机的影响3可化成等效来计算，即短时工作制电动机容量的选择本章要求在了解电动机的发热与冷却规律的基础上电动机铭牌上的额定功率是在一定的工况下

8、电动机允许的最大输出功率，如果工况变了，应作适当的调整。电动机额定转速的选择海拔高于1000m的高原地区，空气稀薄，散热条件差，电动机的功率也应降低使用。适用于比较干燥、灰尘不多、无腐蚀性和爆炸性气体的场所。生产机械要求转速n=1450r/min左右。7.2 电动机的发热与冷却q其发热的过程如下：其发热的过程如下：q刚开始工作时，电动机的温度刚开始工作时，电动机的温度m与周围介质的温与周围介质的温度度0 0(规定取规定取0 0=+40=+400 0C C)之差之差(M 0 0)很小，而很小，而热量的发散热量的发散是随温度差递增的，这时只有少量的是随温度差递增的，这时只有少量的热量被散发出去，大

9、部分都被电动机吸收，温度热量被散发出去，大部分都被电动机吸收，温度升高较快，升高较快，q随着电动机温度逐渐升高，它和周围介质的温差随着电动机温度逐渐升高，它和周围介质的温差也相应地加大，发散出去的热量逐渐增加，而被也相应地加大，发散出去的热量逐渐增加，而被电动机吸收的热量逐渐减步，温度的升高逐渐缓电动机吸收的热量逐渐减步，温度的升高逐渐缓慢。慢。97.2 电动机的发热与冷却q温升温升=M-0 0是按指数规律上升的，如图是按指数规律上升的，如图7.1中曲中曲线线1所示，所示，Th为发热时间常数。为发热时间常数。q当温度升高到一定数值时，电动机在一秒内发散出当温度升高到一定数值时，电动机在一秒内发

10、散出去的热量正好等于电动机在一秒内由于损耗所产生去的热量正好等于电动机在一秒内由于损耗所产生的热量，这时电动机不再吸收热量，因此温度不再的热量，这时电动机不再吸收热量，因此温度不再升高，温升趋于稳定，达到最高温升。升高，温升趋于稳定，达到最高温升。107.2 电动机的发热与冷却q热惯性比电动机本身的电磁惯性、机械惯热惯性比电动机本身的电磁惯性、机械惯性要大得多，一个小容量的电动机也要运性要大得多，一个小容量的电动机也要运行行(23)小时，温升才趋于稳定，但温升上小时，温升才趋于稳定，但温升上升的快慢还与散热条件有关。升的快慢还与散热条件有关。q在切断电源或负载减小时，电动机温度要在切断电源或负

11、载减小时，电动机温度要下降而逐渐冷却，在冷却过程中，其温度下降而逐渐冷却，在冷却过程中，其温度降低也是按指数规律变化的，降低也是按指数规律变化的，117.2 电动机的发热与冷却q如图如图7.1中曲线中曲线2，为散热时间常数。对风扇冷为散热时间常数。对风扇冷却式电动机而言，停车后因风扇不转，散热条件变却式电动机而言，停车后因风扇不转，散热条件变差，冷却过程进行得很慢。差，冷却过程进行得很慢。q电动机运行时，温度若超过一定数值，首先损坏的电动机运行时，温度若超过一定数值，首先损坏的是绕组的绝缘，因为电动机中的绝缘材料是耐热最是绕组的绝缘，因为电动机中的绝缘材料是耐热最弱的部分，弱的部分，q目前，常

12、用的绝缘有目前，常用的绝缘有E、B、F、H四级，各级绝缘四级，各级绝缘所用材料的允许最高工作温度分别为所用材料的允许最高工作温度分别为1200、1300C、1500C、1800ChT127.2 电动机的发热与冷却q如果电动机的工作温度超过了绝缘材料允许的最如果电动机的工作温度超过了绝缘材料允许的最高工作温度高工作温度a，轻则加速绝缘老化过程，缩短电，轻则加速绝缘老化过程，缩短电动机寿命，重则绝缘材料碳化变质，损坏电动机。动机寿命，重则绝缘材料碳化变质，损坏电动机。q据此规定了电动机的额定容量，电动机长期在此据此规定了电动机的额定容量，电动机长期在此容量下运行时，应不超过绝缘材料所允许的最高容量

13、下运行时，应不超过绝缘材料所允许的最高温度。温度。qMa是保证电动机长期安全运行的必要条件，是保证电动机长期安全运行的必要条件，是按发热条件选择电动机功率的最基本的依据。是按发热条件选择电动机功率的最基本的依据。137.2 电动机的发热与冷却q由于电动机的温升和冷却都有一个过程，其温升取由于电动机的温升和冷却都有一个过程，其温升取决于负载的大小，也和负载的持续时间有关，也就决于负载的大小，也和负载的持续时间有关，也就是与电动机的运行方式有关。是与电动机的运行方式有关。q或者说，电动机额定功率的大小与电动机的运行方或者说，电动机额定功率的大小与电动机的运行方式有关。式有关。q我国将电动机的运行方

14、式我国将电动机的运行方式(亦称工作制亦称工作制)按发热的情按发热的情况分为三类，即连续工作制、短时工作制和重复短况分为三类，即连续工作制、短时工作制和重复短时时(断续断续)工作制，并分别按上述原则规定出电动机工作制，并分别按上述原则规定出电动机的额定功率和额定电流。的额定功率和额定电流。1473 不同工作制下电动机容量的选择q连续工作制电动机容量的选择连续工作制电动机容量的选择q1.带恒定负载时电动机容量的选择带恒定负载时电动机容量的选择q对于负载功率对于负载功率PL恒定不变恒定不变(如通风机、泵、如通风机、泵、重型车床、立车、齿轮铣床的主传动等重型车床、立车、齿轮铣床的主传动等)的的生产机械

15、，拖动这类机械的电动机在连续生产机械，拖动这类机械的电动机在连续运行时的负载图及温升曲线如图运行时的负载图及温升曲线如图7.2所示。所示。15731连续工作制电动机容量的选择q为这类工作机械选择电动机时，需按设计手册中的为这类工作机械选择电动机时，需按设计手册中的计算公式算出负载所需功率计算公式算出负载所需功率PL，再选一台额定功率，再选一台额定功率为为 (7.1)的电动机。的电动机。LNPP 16731连续工作制电动机容量的选择q连续工作制电动机的启动转炬和最大转矩均大于额连续工作制电动机的启动转炬和最大转矩均大于额定转矩，一般不必校验启动能力和过载能力。定转矩，一般不必校验启动能力和过载能

16、力。q在重载启动时，要校验启动能力。在重载启动时，要校验启动能力。q 例例7.1 一台低压离心式水泵，它与电动机直接连接，一台低压离心式水泵，它与电动机直接连接，流量流量Q=50m3h，总扬程，总扬程H=15m，转速，转速n=1450rmin，水泵的效率，水泵的效率1 10.40.4，试选择电动机。，试选择电动机。q由设计手册中查得泵类机械的负载功率计算公式为由设计手册中查得泵类机械的负载功率计算公式为 17731连续工作制电动机容量的选择182.带变动负载时电动机容量的选择q查产品目录，按查产品目录，按PNPL，选，选Y132S-4型鼠笼式异步型鼠笼式异步电动机电动机(PN=5.5kW，nN

17、=1440r/min)即可。即可。q2.带变动负载时电动机容量的选择带变动负载时电动机容量的选择q多数生产机械中，电动机所带的负载大小是变动的，多数生产机械中，电动机所带的负载大小是变动的，例如，小型车床、自动车床的主轴电动机一直在转例如，小型车床、自动车床的主轴电动机一直在转动，但因加工工序多，每个工序的加工时间较短，动，但因加工工序多，每个工序的加工时间较短，加工结束后要退刀，更换工件后又进刀加工，加工加工结束后要退刀，更换工件后又进刀加工，加工时电动机带负载运行，而更换工件时电动机处于空时电动机带负载运行，而更换工件时电动机处于空载运行。载运行。192.带变动负载时电动机容量的选择q其他

18、如皮带运输机、轧钢机等也属于此类负载。其他如皮带运输机、轧钢机等也属于此类负载。有的负载是连续的，但其大小是变动的，如图有的负载是连续的，但其大小是变动的，如图7.3所示。所示。202.带变动负载时电动机容量的选择q在这种情况下，如果按生产机械的最大负载来选择在这种情况下，如果按生产机械的最大负载来选择电动机的容量，则电动机不能充分利用，如果按最电动机的容量，则电动机不能充分利用，如果按最小负载来选择，则容量又不够。小负载来选择，则容量又不够。q一般采用所谓一般采用所谓“等值法等值法”来计算电动机的功率，即来计算电动机的功率，即把实际的变化负载化成一等效的恒定负载，而两者把实际的变化负载化成一

19、等效的恒定负载，而两者的温升相同，这样就可根据得到的等效恒定负载来的温升相同，这样就可根据得到的等效恒定负载来确定电动机的功率。确定电动机的功率。q负载的大小可用电流、转矩或功率来代表。负载的大小可用电流、转矩或功率来代表。212.带变动负载时电动机容量的选择q电动机的温升取决于它发出的热量，而电动机发电动机的温升取决于它发出的热量，而电动机发出的热量是由损耗产生的，出的热量是由损耗产生的，q损耗有两部分，一是不随负载变化的不变损耗损耗有两部分，一是不随负载变化的不变损耗P(包括铁耗与机械损耗包括铁耗与机械损耗)，一是与负载电流的平，一是与负载电流的平方成正比的可变损耗方成正比的可变损耗I2R

20、(铜耗铜耗)。q例如，图例如，图7.3所示的负载，对应于工作时间所示的负载，对应于工作时间t1、t2 的负载电流为的负载电流为I1、I2 ，则电动机在各种不，则电动机在各种不同负载时的总损耗为同负载时的总损耗为22带变动负载时电动机容量的选择例如，PN为20kW、ts为30min的电动机，在输出功率为20kW时，只能连续运行30min，否则将超过允许的温升。如设计制造定子和换向极不用整体结构而采用全叠片结构的电动机，增加漏磁通的屏障，去除换向极线圈铁制闭台框架，选用极对数少的电动机以及使用隐极直流电动机等。电动机铭牌上的额定功率是在一定的工况下电动机允许的最大输出功率，如果工况变了，应作适当的

21、调整。100kW以上大功率交流电动机额定电压一般为3kV或6kV。电动机额定转速的选择88 ,D为工件的最大直径(m)；这些损耗都变成了热能而使电动机发热、温度升高。34min，要求采用线绕式异步电动机，转速为1000rmin左右，试选用一台合适的电动机。有的负载是连续的，但其大小是变动的，如图7.封闭式适用于尘土多、潮湿、易引起火灾和有腐蚀性气体的地方，如纺织厂、碾米厂、水泥厂等；如果没有现成的重复短时工作制电动机，也可选用连续工作制的电动机，此时可看成s=100，再按上述方法选择电动机。电动机额定转速的选择1 电动机容量选择的原则若不加平波电抗器，在小型直流电动机中，其温升比用直流发电机组

22、供电的约增加515，在短时运行时，如果负载是变动的，可用“等值法”先算出其等效功率(转矩或电流)，再按上述两种方法选择电动机。因此，在按“等值法”初选出电动机后，还必须校验其过载能力和启动转矩。如不满足要求，则应适当加大电动机容量或重选启动转矩较大的电动机。根据生产机械的负载性质来选择电动机的类型tp短时实际工作的时间；温升=M-0是按指数规律上升的，如图7.2.带变动负载时电动机容量的选择232.带变动负载时电动机容量的选择q机械转矩负载图不难，等效转矩法应用较广。机械转矩负载图不难，等效转矩法应用较广。q当电动机具有较硬的机械特性，转速在整个工作过当电动机具有较硬的机械特性，转速在整个工作

23、过程中变化很小时，则可近似地认为程中变化很小时，则可近似地认为PdTd，于是，于是，式式7.3可化成等效来计算，即可化成等效来计算，即 niinndttPtPtPP12222121242.带变动负载时电动机容量的选择q因用功率表示的负载图更易作出，故等效功率法因用功率表示的负载图更易作出，故等效功率法应用更广。应用更广。q然后选择电动机的额定功率然后选择电动机的额定功率PN，使，使PNPd，这叫，这叫等效功率法。等效功率法。q不管采用哪一种等效法选择电动机的容量，都只不管采用哪一种等效法选择电动机的容量，都只考虑了发热方面的问题。因此，在按考虑了发热方面的问题。因此，在按“等值法等值法”初选出

24、电动机后，还必须校验其过载能力和启动初选出电动机后，还必须校验其过载能力和启动转矩。如不满足要求，则应适当加大电动机容量转矩。如不满足要求，则应适当加大电动机容量或重选启动转矩较大的电动机。或重选启动转矩较大的电动机。252.带变动负载时电动机容量的选择q例例7.2 由一台电动机直接拖动某生产机械，其转矩由一台电动机直接拖动某生产机械，其转矩变化负载图如图变化负载图如图7.4d所示，试选择电动机。生产机所示，试选择电动机。生产机械要求转速械要求转速n=1450r/min左右。左右。262.带变动负载时电动机容量的选择q例例7.2 由一台电动机直接拖动某生产机械，其转矩由一台电动机直接拖动某生产

25、机械，其转矩变化负载图如图变化负载图如图7.4d所示，试选择电动机。生产机所示，试选择电动机。生产机械要求转速械要求转速n=1450r/min左右。左右。272.带变动负载时电动机容量的选择28短时工作制电动机容量的选择q有些生产机械工作时间较短，而停车时间却很长，有些生产机械工作时间较短，而停车时间却很长，q例如，闸门开闭机、升降机、刀架的快移、立车与例如，闸门开闭机、升降机、刀架的快移、立车与龙门刨床上的夹紧装置等，都属于短时工作制的机龙门刨床上的夹紧装置等，都属于短时工作制的机械。械。q拖动这类机械的电动机的工作特点是：工作时温升拖动这类机械的电动机的工作特点是：工作时温升达不到稳定值达

26、不到稳定值s，而停车时可完全冷却到周围环境，而停车时可完全冷却到周围环境温度，如图温度，如图7.5所示。所示。295 晶闸管供电对电动机的影响短时工作制电动机容量的选择短时工作制电动机容量的选择带变动负载时电动机容量的选择短时工作制电动机容量的选择对于周期性波动负载的生产机械，为了削平尖峰负载，一般都采用电动机带飞轮工作，这种情况下应选用线绕式异步电动机。因此，在按“等值法”初选出电动机后，还必须校验其过载能力和启动转矩。如不满足要求，则应适当加大电动机容量或重选启动转矩较大的电动机。731连续工作制电动机容量的选择立式车床：P=20D0.(4)对于经常启动、制动和反转的生产机械，要着重考虑缩

27、短过渡过程，减少启、制动时间，提高生产率，而决定启、制动时间的主要因素是电动机的飞轮转矩和额定转速，即GD2n2,重复短时工作制电动机容量的选择机电传动控制系统中电动机的选择4)Th，则可直接根据过载能力和启动能力来选择电动机的容量，不必考虑电动机的发热问题。我国C660型车床，其加工工件的最大直径D=1.我国C660型车床，其加工工件的最大直径D=1.短时工作制电动机容量的选择电动机结构型式的选择根据生产机械的负载性质来选择电动机的类型91min,空车时间t0=2.短时工作制电动机容量的选择q由于发热情况与长期连续工作方式的电动机由于发热情况与长期连续工作方式的电动机不同，所以，电动机的选择

28、也不一样，既可不同，所以，电动机的选择也不一样，既可选择专用短时工作制的电动机，也可选择连选择专用短时工作制的电动机，也可选择连续工作制的普通电动机。续工作制的普通电动机。30短时工作制电动机容量的选择q1.选用短时工作制的电动机选用短时工作制的电动机q我国生产的专供短时工作制的我国生产的专供短时工作制的电动机，规定的标准短时运行电动机，规定的标准短时运行时间是时间是10min、30min，60min及及90min四种。四种。31短时工作制电动机容量的选择q这类电动机铭牌上所标的额定功率这类电动机铭牌上所标的额定功率PN是和一定的标是和一定的标准持续运行时间准持续运行时间ts相对应的。相对应的

29、。例如，例如，PN为为20kW、ts为为30min的电动机，在输出的电动机，在输出功率为功率为20kW时，只能连续运行时，只能连续运行30min，否则将超，否则将超过允许的温升。过允许的温升。32短时工作制电动机容量的选择q要按实际工作时间选择与上述标准持续时间相接近要按实际工作时间选择与上述标准持续时间相接近的电动机。的电动机。q如果实际工作时间如果实际工作时间tp与与ts不同时，就应先将不同时，就应先将tp下的功下的功率率Pp(生产机械短时工作的实际功率生产机械短时工作的实际功率)换算成换算成ts下的下的功率功率Ps ，这可根据等效功率法加以换算，即，这可根据等效功率法加以换算，即 spP

30、SpPsSttPPtPtP2233短时工作制电动机容量的选择q然后选择短时工作制电动机，使其然后选择短时工作制电动机，使其PNPS，再进行过载能力与启动能力的校验再进行过载能力与启动能力的校验。34短时工作制电动机容量的选择q2.选用连续工作制的普通电动机选用连续工作制的普通电动机q普通电动机的额定功率普通电动机的额定功率PN是按长期运行而设计的，是按长期运行而设计的，在连续工作时，它的温升可以达到稳定值在连续工作时，它的温升可以达到稳定值S(即电即电动机的容许温升动机的容许温升)。q如果把这种电动机用作短时工作，而输出功率不变，如果把这种电动机用作短时工作，而输出功率不变，则电动机运行时将达

31、不到允许温升，未能充分利用。则电动机运行时将达不到允许温升，未能充分利用。351中曲线2，为散热时间常数。如果电动机的容量选小了，一方面不能充分发挥机械设备的能力，使生产效率降低。熟悉电动机种类、电压、转速和结构型式的选择原则因此，在按“等值法”初选出电动机后，还必须校验其过载能力和启动转矩。以下公式中P为主拖动电动机容量，P的单位为kW：4d所示，试选择电动机。选择电动机容量应根据以下三项基本原则进行。这些损耗都变成了热能而使电动机发热、温度升高。常用的型号有：Y Z(JZ)系列鼠笼式异步电动机，YZR(JZR)系列线绕式异步电动机，ZZ系列和ZZJ系列直流电动机。随着电动机温度逐渐升高，它

32、和周围介质的温差也相应地加大，发散出去的热量逐渐增加，而被电动机吸收的热量逐渐减步，温度的升高逐渐缓慢。电动机运行时，温度若超过一定数值，首先损坏的是绕组的绝缘，因为电动机中的绝缘材料是耐热最弱的部分，此时，决定电动机容量的主要因素不是发热而是电动机的过载能力。91min,空车时间t0=2.摇臂钻床：P=0.密闭式电动机可以防止一定压力水柱的冲击，如ZO2C型船用直流电动机与YQS、YQB型潜水异步电泵。根据生产机械的负载性质来选择电动机的类型根据生产机械的负载性质来选择电动机的类型温升=M-0是按指数规律上升的，如图7.带变动负载时电动机容量的选择73 不同工作制下电动机容量的选择短时工作制

33、电动机容量的选择q为了充分利用电动机在为了充分利用电动机在发热上的潜在能力，在发热上的潜在能力，在短时工作状态下，可以短时工作状态下，可以使它过载运行，而其过使它过载运行，而其过载倍数载倍数KPpPN与与tpTh有关有关(如图如图7.6所示所示)。q故选故选 PNPPK36短时工作制电动机容量的选择q式中，式中，PP短时实际负载功率；短时实际负载功率；qPN连续工作制电动机的额定功卑连续工作制电动机的额定功卑qtp短时实际工作的时间；短时实际工作的时间；q Th电动机的发热时间常数。电动机的发热时间常数。q由分析可知，工作时间越短，电动机实际允许的由分析可知，工作时间越短，电动机实际允许的输出

34、功率越大。输出功率越大。37短时工作制电动机容量的选择q当工作时间小于一定限度时，虽然从发热的观当工作时间小于一定限度时，虽然从发热的观点看电动机还可以拖动更大的负载，但电动机点看电动机还可以拖动更大的负载，但电动机的最大转矩可能低于实际的负载转矩。的最大转矩可能低于实际的负载转矩。q这时，过载能力就成了选择电动机功率的主要这时，过载能力就成了选择电动机功率的主要依据。依据。q一般讲，只要实际工作时间一般讲，只要实际工作时间tp(0.30.4)Th，则，则可直接根据过载能力和启动能力来选择电动机可直接根据过载能力和启动能力来选择电动机的容量，不必考虑电动机的发热问题。的容量，不必考虑电动机的发

35、热问题。38短时工作制电动机容量的选择q在短时运行时，如果负载是变动的，可用在短时运行时，如果负载是变动的，可用“等值等值法法”先算出其等效功率先算出其等效功率(转矩或电流转矩或电流)，再按上述，再按上述两种方法选择电动机。两种方法选择电动机。39重复短时工作制电动机容量的选择q有些生产机械工作一段时间后即停歇一段时间，工有些生产机械工作一段时间后即停歇一段时间，工作、停歇交替进行，且时间都比较短，作、停歇交替进行，且时间都比较短，q如桥式起重机、电梯、组合机床与自动线中的主传如桥式起重机、电梯、组合机床与自动线中的主传动电动机等就属这类。动电动机等就属这类。q拖动这类生产机械的电动机的工作特

36、点是：工作时拖动这类生产机械的电动机的工作特点是：工作时间间tp(34)Th，停车，停车(或空载或空载)时间时间t0(34)Th，工，工作时间内电动机的温升不可能达到稳定温升，停车作时间内电动机的温升不可能达到稳定温升，停车时间内温升还没有下降到零时，下一个周期又已开时间内温升还没有下降到零时，下一个周期又已开始。始。40重复短时工作制电动机容量的选择q其典型负载图与温升曲线如图其典型负载图与温升曲线如图7.7所示。重复性所示。重复性与短时性就是重复短时工作制的两个特点。通常与短时性就是重复短时工作制的两个特点。通常用暂载率用暂载率(或持续率或持续率)来表征重复短时工作制的工来表征重复短时工作

37、制的工作情况。即作情况。即%1000tttpp停车时间工作时间工作时间41重复短时工作制电动机容量的选择q重复短时工作重复短时工作制下电动机的制下电动机的选择也有两种选择也有两种方法。方法。42重复短时工作制电动机容量的选择q1.选用重复短时工作制的电动机选用重复短时工作制的电动机q我国生产的专供重复短时工作制的电动机，我国生产的专供重复短时工作制的电动机，规定的标准暂载率规定的标准暂载率S为为15，25，40%和和60四种，并以四种，并以25为额定负载暂载率为额定负载暂载率sN，同时规定一个周期的总时间同时规定一个周期的总时间tp+t0不超过不超过10分分钟。钟。43重复短时工作制电动机容量

38、的选择q常用的型号有：常用的型号有：Y Z(JZ)系列鼠笼式异步电动机，系列鼠笼式异步电动机，YZR(JZR)系列线绕式异步电动机，系列线绕式异步电动机，ZZ系列和系列和ZZJ系列直流电动机。每一个电动机在不同的系列直流电动机。每一个电动机在不同的S值下，都有不同的额定功率值下，都有不同的额定功率PSN，以，以JZR-11-6型为型为例，其额定功率如表例，其额定功率如表7.1所示。所示。44q电动机一周期内的工作时间越长，即电动机一周期内的工作时间越长，即S越大，电动越大，电动机所允许输出的功率机所允许输出的功率(即额定功率即额定功率)便越小。便越小。q重复短时工作制电动机容量选择的步骤是：先

39、根据重复短时工作制电动机容量选择的步骤是：先根据生产机械的负载图算出电动机的实际暂载率生产机械的负载图算出电动机的实际暂载率，q如果算出的如果算出的值与电动机的额定负载暂载率值与电动机的额定负载暂载率SN(25)相等，即可从产品目录中查得额定功率相等，即可从产品目录中查得额定功率PSN，所选，所选电动机的电动机的PsN应等于或略大于生产机械所需功率应等于或略大于生产机械所需功率P。重复短时工作制电动机容量的选择4534min，要求采用线绕式异步电动机，转速为1000rmin左右，试选用一台合适的电动机。立式车床：P=20D0.电动机结构型式的选择密闭式电动机可以防止一定压力水柱的冲击，如ZO2

40、C型船用直流电动机与YQS、YQB型潜水异步电泵。TM=f(t)与TL=f(t)是有差别的，计算方法仅是近似的，实际应用时根据具体情况给予考虑和修正。如不满足要求，则应适当加大电动机容量或重选启动转矩较大的电动机。选用连续工作制的普通电动机带变动负载时电动机容量的选择TM=f(t)与TL=f(t)是有差别的，计算方法仅是近似的，实际应用时根据具体情况给予考虑和修正。5 晶闸管供电对电动机的影响由设计手册中查得泵类机械的负载功率计算公式为根据生产机械的负载性质来选择电动机的类型731连续工作制电动机容量的选择如不满足要求，则应适当加大电动机容量或重选启动转矩较大的电动机。特别是在短期工作时，由于

41、电动机的热惯性很大，电动机在短期内承受高于额定功率的负载功率时仍可保证根据生产机械的负载性质来选择电动机的类型在同样的功率下，转速较高的电动机转矩较小，重复短时工作制下电动机的选择也有两种方法。有些生产机械工作一段时间后即停歇一段时间，工作、停歇交替进行，且时间都比较短，如果算出的值不等于SN，则可按式重复短时工作制电动机容量的选择q如果算出的如果算出的值不等于值不等于SN，则可按式则可按式 q换算，再由换算，再由SN从产品目录中查得从产品目录中查得PSN，选取，选取PSN等等于或略大于于或略大于Ps的电动机即可。的电动机即可。25.0PPPSNS46重复短时工作制电动机容量的选择q例例 7.

42、3 有一起重机，其工作负载图如图有一起重机，其工作负载图如图7.7所示，所示，其中其中P=10kW，工作时间，工作时间tp=0.91min,空车时间空车时间t0=2.34min，要求采用线绕式异步电动机，转速为，要求采用线绕式异步电动机，转速为1000rmin左右，试选用一台合适的电动机。左右，试选用一台合适的电动机。47重复短时工作制电动机容量的选择q2.选用连续工作制的普通电动机选用连续工作制的普通电动机q如果没有现成的重复短时工作制电动机，也可选用如果没有现成的重复短时工作制电动机，也可选用连续工作制的电动机，此时可看成连续工作制的电动机，此时可看成s=100，再按，再按上述方法选择电动

43、机。如例上述方法选择电动机。如例7.3所示数据，此时对所示数据，此时对应的等效负载功率为应的等效负载功率为q查产品目录，可选取查产品目录，可选取YR61-6型，其型，其PN=7kW，nN=940rmin。kWWPPSS3.5%100%281048重复短时工作制电动机容量的选择q在重复短时工作制的情况下，如果负载是变动的，在重复短时工作制的情况下，如果负载是变动的，则仍可用则仍可用“等值法等值法”先先算出其等效功率算出其等效功率P，再按上，再按上述方法选取电动机。述方法选取电动机。q选好电动机的容量后，也要进行过载能力的校选好电动机的容量后，也要进行过载能力的校验。验。q负载暂载率负载暂载率70

44、时，则可按连续时，则可按连续工作制选工作制选择电动机。择电动机。49重复短时工作制电动机容量的选择q重复周期很短重复周期很短(tp+t02min)，启、制动或正、反转，启、制动或正、反转十分频繁的情况十分频繁的情况下，必需考虑启、制动电流的影响下，必需考虑启、制动电流的影响，选选择电动机容量时要适当选大些。择电动机容量时要适当选大些。q对不同工作制电动机容量的选择方法是基于一些假对不同工作制电动机容量的选择方法是基于一些假设条件进行的，一般来说电动机设条件进行的，一般来说电动机的的负载与生产机械负载与生产机械的负载是不相同的，的负载是不相同的，50重复短时工作制电动机容量的选择qTM=f(t)

45、与与TL=f(t)是有差别的，计算方法仅是近似是有差别的，计算方法仅是近似的，实际应的，实际应用时根据具体情况用时根据具体情况给予考虑和修正。给予考虑和修正。q电动机铭牌电动机铭牌上的额定功率是在一定的工况下电动机上的额定功率是在一定的工况下电动机允许的最大输出功率，如果工允许的最大输出功率，如果工况变了，应作适当的况变了，应作适当的调整。调整。51重复短时工作制电动机容量的选择q如如常年环境温度常年环境温度0 0偏离偏离+40C较多时，电动机容量较多时，电动机容量可作相可作相应修正，一般应修正，一般0 0变化变化10C，所选电动机，所选电动机的的PN可修正可修正 10左右；左右；q风扇冷式电

46、动机长期处于低速风扇冷式电动机长期处于低速下下运行时，散热条件运行时，散热条件差，电动机的功率必须降低使用；海拔高于差，电动机的功率必须降低使用；海拔高于1000m的高原地区的高原地区，空气稀薄，散热条件差，电动机的功，空气稀薄，散热条件差，电动机的功率也应降低使用。率也应降低使用。527.4 电动机容量选择的统计法和类比法q根根据负载图按发热的理论计算选择电动机的方法，据负载图按发热的理论计算选择电动机的方法，其理论根据是可靠的，但要得到精确的计算结果是其理论根据是可靠的，但要得到精确的计算结果是复杂的。复杂的。q生生产机械的负载种类很多，不易作出典型的负载图，产机械的负载种类很多，不易作出

47、典型的负载图，所得结果也只是近似的。所得结果也只是近似的。q我国机床制造厂对不同类型机床主拖动电动机容量我国机床制造厂对不同类型机床主拖动电动机容量的选择，常采用统计法。的选择，常采用统计法。537.4 电动机容量选择的统计法和类比法q所谓统计法，就是对国内外同类型先进机床的主拖所谓统计法，就是对国内外同类型先进机床的主拖动电动机进行统计和分析，结合我国的生产实际情动电动机进行统计和分析，结合我国的生产实际情况，找出电动机容量与机床主要参数之间的关系况，找出电动机容量与机床主要参数之间的关系，并用数学式加以表达，作为设计新机床时选择电动并用数学式加以表达，作为设计新机床时选择电动机容量主要依机

48、容量主要依据。据。q以下公式中以下公式中P为主拖动电动机容量，为主拖动电动机容量，P的的单位为单位为kW：q车床：车床：P=36.5D1.54,D为工件的最大直径为工件的最大直径(m)；立式车床：立式车床：P=20D0.88 ,D为工件的最大直径为工件的最大直径(m)；摇臂钻床：摇臂钻床：P=0.064D1.19,D为最大的钻为最大的钻孔直径孔直径(mm)，547.4 电动机容量选择的统计法和类比法q卧式镗床：卧式镗床：P=0.004D1.7，D为镗杆直径为镗杆直径(mm)；龙龙门铣床：门铣床：B为为工作台宽度工作台宽度(mm)，q我国我国C660型车床，其加工工件的最大直径型车床，其加工工件

49、的最大直径D=1.25m，按统计法计算主拖动，按统计法计算主拖动电动电动机的容量机的容量P=36.5(1.251.54)kW=51.4kW，而实际选用了，而实际选用了60kW的电动机，的电动机，二者相当二者相当接近。接近。16615.1BP 557.4 电动机容量选择的统计法和类比法q统计法虽然简单，且确有实用价值，但这种方法统计法虽然简单，且确有实用价值，但这种方法不可能考虑到各种机床的实际工作特点与当前先不可能考虑到各种机床的实际工作特点与当前先进的技术条件，用这种方法初选的电动机，最好进的技术条件，用这种方法初选的电动机，最好再通过试验的方法加以校验。再通过试验的方法加以校验。q另一实用

50、的方法为类比法，它是对经过长期运行另一实用的方法为类比法，它是对经过长期运行考验的同类型生产机械的电动机容量进行调查研考验的同类型生产机械的电动机容量进行调查研究，并对其主要参数和工作条件进行对比，从而究，并对其主要参数和工作条件进行对比，从而确定新设计生产机械所需电动机的容量。确定新设计生产机械所需电动机的容量。567.5 晶闸管供电对电动机的影响q晶闸管整流电路取代直流发电机作为直流电晶闸管整流电路取代直流发电机作为直流电动机的电源，已经普遍推广，晶闸管变流装动机的电源，已经普遍推广，晶闸管变流装置作为交流电动机的电源等也已广泛应用。置作为交流电动机的电源等也已广泛应用。q它的优点是：体积