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1、关于电机的选择第一页，本课件共有43页第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 电动机的容量：一定时间内能输出的功率容量小1、过载运行：不能正常工作，启动2、发热：寿命短损坏容量大：浪费：效率6.1电动机容量选择的原则电动机容量选择的原则第二页，本课件共有43页第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 选择容量的基本原则（1）发热，电机工作中温度上升不超过允许值（2）过载能力：1、电机的最大扭矩Tm大于最大冲击负载扭矩(交流异步电动机）2、电机最大电流Im大于最大负载电流（直流电动机）（3）启动能力:有足够的启动能力电机的启动
2、扭矩大于负载启动扭矩交流异步电动机TL小于stTN6.1电动机容量选择的原则电动机容量选择的原则第三页，本课件共有43页第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 6.2电动机的发热与冷却电动机的发热与冷却一、电动机发热的原因一、电动机发热的原因铜损铜损:导线中流过电流时，在导线电阻上的损耗导线中流过电流时，在导线电阻上的损耗与与I2成正比（成正比（I2R）铁损铁损:在铁芯中产生涡流后的损耗，基本不变在铁芯中产生涡流后的损耗，基本不变机械摩擦机械摩擦：轴承轴承,换向器运动器件磨擦换向器运动器件磨擦,不变不变第四页，本课件共有43页第六章第六章 机电传动控制系统中
3、电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 二、电动机的发热过程二、电动机的发热过程开始，温差小，散热差，温升快；中间温差加大,散热量上升,最后达到（热平衡）；升温的快慢用一个参数T来衡量（发热时间常数Th）时间t电机温度T第五页，本课件共有43页第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 三、电动机的冷却过程三、电动机的冷却过程与发热相反与发热相反,但停机后冷却风扇但停机后冷却风扇不转，所以散热时间常数不转，所以散热时间常数T Th hTTh h，冷却过程很慢冷却过程很慢第六页，本课件共有43页第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动
4、机的选择 四、电机过热的危害四、电机过热的危害当电机当电机发热到发热到一定值一定值时，会时，会产生产生a)烧坏线间绝缘烧坏线间绝缘b)加速绝缘老化，加速绝缘老化，缩短电机寿命缩短电机寿命第七页，本课件共有43页第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 要求:电机长时间工作时，其发热不应电机长时间工作时，其发热不应超过一定的上限，由此，可以按超过一定的上限，由此，可以按这个标准去选择电机功率（容量）这个标准去选择电机功率（容量）在电机参数中在电机参数中,绝缘等级绝缘等级与上限有关与上限有关第八页，本课件共有43页6.3 不同工作制下电动机容量的选择不同工作制下电
5、动机容量的选择电动机驱动负载持续时间不同，发热电动机驱动负载持续时间不同，发热状况也不相同状况也不相同,可以分为可以分为：连续工作连续工作制制短时工作短时工作制制重复短时工重复短时工作制作制第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 第九页，本课件共有43页6.3.1连续工作制电机容量的选择连续工作制电机容量的选择 一、带恒定负载的电机容量选择一、带恒定负载的电机容量选择1、如果已知负载的功率如果已知负载的功率P PL L，则可以按则可以按 P PN NPPL L的关系直接选择就可以了的关系直接选择就可以了第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制
6、系统中电动机的选择 2 2、确定电机后，根据电机启动的工作方式有时要校验启、确定电机后，根据电机启动的工作方式有时要校验启动能力动能力（与启动方式有关）当轻载启动时，可不校验（与启动方式有关）当轻载启动时，可不校验第十页，本课件共有43页6.3.1连续工作制电机容量的选择连续工作制电机容量的选择 二、带变化负载的电动机容量的选择二、带变化负载的电动机容量的选择第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 这时电机的发热量是变化的，所以温升也这时电机的发热量是变化的，所以温升也是波动的是波动的不能按最大或最小功率来选择不能按最大或最小功率来选择而按照等值法来计算电机
7、功率而按照等值法来计算电机功率等值法 把变化的负载转化成一恒定等效的负载，这时两者把变化的负载转化成一恒定等效的负载，这时两者的温升相同。的温升相同。第十一页，本课件共有43页6.3.1连续工作制电机容量的选择连续工作制电机容量的选择 第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 负载图根据电机的工作强制的负载变化关系图（直方根据电机的工作强制的负载变化关系图（直方图）图）可以是功率（电流或扭矩）可以是功率（电流或扭矩）与时间变化关系图（三种）与时间变化关系图（三种）第十二页，本课件共有43页P(I)P1P2P3P4P5P6(I1)(I2)(I3)(I4)(I5)
8、(I6)t1t2t3t4t5t6t06.3.1连续工作制电机容量的选择连续工作制电机容量的选择 第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 第十三页，本课件共有43页这时电机的损耗为：(P+I12R)t1+(P+I22R)t2+.其中，P为铁损及机械损耗（基本不变）I2R为铜损6.3.1连续工作制电机容量的选择连续工作制电机容量的选择 第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 第十四页，本课件共有43页对于等效负载损耗对于等效负载损耗(P+Id2R)ti当等效时，两式相等当等效时，两式相等Id2 tiI12t1+I22t2+.6
9、.3.1连续工作制电机容量的选择连续工作制电机容量的选择 第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 等效工作电流等效工作电流Id=I12t1+I22t2+In2tnni=1ti第十五页，本课件共有43页对直流电机对直流电机TKmII所以等效工作扭矩所以等效工作扭矩Td=T12t1+T22t2+Tn2tnni=1ti6.3.1连续工作制电机容量的选择连续工作制电机容量的选择 第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 第十六页，本课件共有43页由PTn当大时T变化时n变化不大时PT所以当机械特性硬时等效功率Pd=P12t1+P22
10、t2+Pn2tnni=1ti6.3.1连续工作制电机容量的选择连续工作制电机容量的选择 第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 第十七页，本课件共有43页以上结果，可以用恒负载法来选电机TNTd或或P NPd既可所以这时电机的选择步骤为所以这时电机的选择步骤为:1 1、做出负载变化图、做出负载变化图2 2、用等值法计算出等效扭矩或功率（、用等值法计算出等效扭矩或功率（T Td d P Pd d）3 3、根据根据T Td d（P Pd d）用恒负载法来选定电机用恒负载法来选定电机4 4、校验启动能力及最大负载过载能力，如不满、校验启动能力及最大负载过载能力，如
11、不满足应修正或重选足应修正或重选6.3.1连续工作制电机容量的选择连续工作制电机容量的选择 第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 第十八页，本课件共有43页6.3.2短时工作制电机容量的选择短时工作制电机容量的选择 第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 短时工作制：短时工作制：工作时间短短，而停机时间长长（如吸尘器等）短时工作的发热：短时工作的发热：当温度没达到稳定值就开始冷却,所以达不到最高温度这时选用电机方法不同第十九页，本课件共有43页6.3.2短时工作制电机容量的选择短时工作制电机容量的选择 第六章第六章 机电
12、传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 一、选用短时工作制的电动机一、选用短时工作制的电动机有专门用于短时工作的电动机类型它们的功率PN和工作时间tN是相对应的如：PN为20KWtN为30min的电机在20KW下连续运行不应超过30min第二十页，本课件共有43页当工作状况不对应时：1、可用等效功率法换算P2t=PS2tS（PS t S为实际值）选用2、选PNP的电机tN=t3、校验启动及过载能力P=tSPSt6.3.2短时工作制电机容量的选择短时工作制电机容量的选择 第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 一、选用短时工作制的电动机一、选
13、用短时工作制的电动机第二十一页，本课件共有43页二、选用连续工作制的普通电机二、选用连续工作制的普通电机由于温升达不到稳定值，所以这时可大于电动机额定功率即可过载运行过载运行它的过载倍数K=PS/PNK值与（tS/Th）的值有关（tS实际工作时间）（Th发热时间常数）可由它们的关系曲线查得见下页图6.3.2短时工作制电机容量的选择短时工作制电机容量的选择 第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 第二十二页，本课件共有43页K864200.20.40.60.81.0Ts/Th二、选用连续工作制的普通电机二、选用连续工作制的普通电机6.3.2短时工作制电机容量的
14、选择短时工作制电机容量的选择 第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 第二十三页，本课件共有43页在短时工作过程中当在短时工作过程中当tS/Th小时，小时，发热不主要发热不主要，这时，这时主要主要是是电机的电机的启动能力启动能力和和过载能力过载能力所以所以短时工作短时工作过程选择过程选择连续工作制的普通电机连续工作制的普通电机二、选用连续工作制的普通电机二、选用连续工作制的普通电机6.3.2短时工作制电机容量的选择短时工作制电机容量的选择 第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 第二十四页，本课件共有43页步骤如下步骤如下
15、:1、由、由（tS/Th）查得查得K2、由由PN PS/K 取取 PN3、校验过载能力和启动能力校验过载能力和启动能力注：注：1 1、当（、当（t tS S/T/Th h）很小时（很小时（0.3-0.40.3-0.4以下）以下）选择电机的主要依据是选择电机的主要依据是过载能力过载能力2 2、当工作为变化负载时，还应先算出其等效功率、当工作为变化负载时，还应先算出其等效功率P Pd d二、选用连续工作制的普通电机二、选用连续工作制的普通电机6.3.2短时工作制电机容量的选择短时工作制电机容量的选择 第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 第二十五页，本课件共有
16、43页6.3.3重复短时工作制电机容量的选择重复短时工作制电机容量的选择 第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 这时工作时间tp（34）Th间歇时间to这种电机的功率PN与暂载率是相关的（同一电机）不同的暂载率功率不同tp+to一般以SN25为额定暂载率和标定额定功率PSN另外:还有15%,40%,60%的暂载率标准第二十七页，本课件共有43页选择步骤如下选择步骤如下:当实际工作情况不同时，可用P2SN=PS2SPS为实际功率S实际暂载率由PSNP选择电机 校验校验:有必要的情况下可进行过载能力和启动能力校验SP=PSSN6.3.3重复短时工作制电机容量的
17、选择重复短时工作制电机容量的选择 第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 一、选重复短时工作制的电动机一、选重复短时工作制的电动机第二十八页，本课件共有43页二、选用连续工作制电动机二、选用连续工作制电动机这时可认为连续工作的额定暂载率SN100=1步骤如下:6.3.3重复短时工作制电机容量的选择重复短时工作制电机容量的选择 第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 1、由PS为实际功率S为实际暂载率2、这时可选用PNP的电机3、校验启动及过载能力SP=PSSN=PSS第二十九页，本课件共有43页说明：说明：1、当频繁启动、
18、制动时、启动电流和制动电流会使发热量增加2、当S70时，可按连续工作选择4、当在一次重复中负载有变化、则先计算等效负载Pd5、对于一次重复周期小于10min，当周期长时，就按短时工作计算二、选用连续工作制电动机二、选用连续工作制电动机6.3.3重复短时工作制电机容量的选择重复短时工作制电机容量的选择 第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 第三十页，本课件共有43页另外另外:电动机的额定值是在一定条件下（环境温度、气压、湿度等）测得的,不同条件下应修正。6.3.3重复短时工作制电机容量的选择重复短时工作制电机容量的选择 第六章第六章 机电传动控制系统中电动机
19、的选择机电传动控制系统中电动机的选择 第三十一页，本课件共有43页6.4电动机容量选择的统计法和类比法电动机容量选择的统计法和类比法第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 统计法：根据大量的统计规律所得出的经验公式对于机床车床等参见书第三十二页，本课件共有43页6.5电动机种类、电压、转速和结构型式的选择电动机种类、电压、转速和结构型式的选择 第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 原则：原则：能满足要求的前提下，选用价廉，易维护的电机包括:（调速要求、启动能力、机械特性）6.5.1根据生产机械的负载性质选择电机类型根据生
20、产机械的负载性质选择电机类型（1）鼠笼式电机：）鼠笼式电机：适用于不调速的场合；机械特性较硬，价廉启动条件要求高第三十三页，本课件共有43页6.5电动机种类、电压、转速和结构型式的选择电动机种类、电压、转速和结构型式的选择 第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 6.5.1根据生产机械的负载性质选择电机类型根据生产机械的负载性质选择电机类型（2）线绕转子电机）线绕转子电机：适用经常启动和制动的工作场合也可小范围内调速但以机械特性变软为代价。第三十四页，本课件共有43页6.5电动机种类、电压、转速和结构型式的选择电动机种类、电压、转速和结构型式的选择 第六章第
21、六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 6.5.1根据生产机械的负载性质选择电机类型根据生产机械的负载性质选择电机类型（3）同步电机）同步电机：适用于恒速工作的场合，也可用于补偿功率因数（4 4）它励（并励）直流电机：）它励（并励）直流电机：可用于大范围正反转无级调速的场合但需配专用电源（用交流变频调速系统可取代）第三十五页，本课件共有43页6.5电动机种类、电压、转速和结构型式的选择电动机种类、电压、转速和结构型式的选择 第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 6.5.1根据生产机械的负载性质选择电机类型根据生产机械的负载性质选
22、择电机类型（6）串励）串励（复励）直流电机：（复励）直流电机：启动扭矩大的场合且恒功率调速第三十六页，本课件共有43页应根据工作环境的电源情况一般三相380V电压工业动力电当大功率时3KV、6KV动力电民用220V单相电源国外110V单相电源6.5电动机种类、电压、转速和结构型式的选择电动机种类、电压、转速和结构型式的选择 第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 6.5.2 电压等级电压等级第三十七页，本课件共有43页电机的成本和生产机械减（加）速的成本当有适合的电机时直接选当不适合时，如低速工作时，综合考虑6.5电动机种类、电压、转速和结构型式的选择电动机
23、种类、电压、转速和结构型式的选择 第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 6.5.2 转速转速第三十八页，本课件共有43页（1 1）开启式：）开启式：要求环境清洁、干燥、价廉（2 2）防护式：）防护式：下部通风,对环境较干燥和清洁（3 3）封闭式、自冷式、风冷式、密闭式）封闭式、自冷式、风冷式、密闭式适用于一般的工件条件、有尘土、潮湿等（4 4）防爆式：）防爆式：适用于矿山、油库等有易爆气体存在的场合6.5电动机种类、电压、转速和结构型式的选择电动机种类、电压、转速和结构型式的选择 第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择
24、6.5.2 结构结构 第三十九页，本课件共有43页6.6 晶闸管供电对电动机的影响晶闸管供电对电动机的影响第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 一、晶闸管（可控硅）整流的直流电源一、晶闸管（可控硅）整流的直流电源1、用于直流电机2、脉动直流，有谐波分量二、电源脉动分量的影响二、电源脉动分量的影响1、对直流电机的影响发热（铁损，铜损）换向变坏2、对电网的影响 电网中产生高次谐波 干扰其它电器工作第四十页，本课件共有43页三、减小脉动三、减小脉动在电路中串联平波电抗器（电感）起滤波作用X=2fL X=2fL 则则f Xf X6.6 晶闸管供电对电动机的影响晶闸管供电对电动机的影响第六章第六章 机电传动控制系统中电动机的选择机电传动控制系统中电动机的选择 第四十一页，本课件共有43页作业：P885.1、5.6P1277.8、7.10第四十二页，本课件共有43页感谢大家观看第四十三页，本课件共有43页