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1、第十四章电力拖动第十四章电力拖动系统系统电电动动机的选择机的选择 电力拖动系统电动机的选择，首要的是在各种工作制下电动电力拖动系统电动机的选择，首要的是在各种工作制下电动机功率的选择，同时还要确定电动机的电流种类、形式、额定电机功率的选择，同时还要确定电动机的电流种类、形式、额定电压与额定转速。压与额定转速。正确选择电动机功率的原则，应当是在电动机能够胜任生产正确选择电动机功率的原则，应当是在电动机能够胜任生产机械负载要求的前提下，最经济最合理地决定电动机的功率。机械负载要求的前提下，最经济最合理地决定电动机的功率。正确决定电动机的功率有很重要的意义。如果功率选得过大，正确决定电动机的功率有很
2、重要的意义。如果功率选得过大，会造成浪费，设备投资增大，而且电动机经常欠载运行，效率及会造成浪费，设备投资增大，而且电动机经常欠载运行，效率及交流电动机的功率因数较低，运行费用较高，极不经济；反之，交流电动机的功率因数较低，运行费用较高，极不经济；反之，如果功率选小了，电动机将过载运行，造成电动机过早地损坏。如果功率选小了，电动机将过载运行，造成电动机过早地损坏。或者在保持电动机不过热的情况下，只能降低负载使用。因此，或者在保持电动机不过热的情况下，只能降低负载使用。因此，电动机不适当地选得太大或太小，都将会造成资源的浪费和损失。电动机不适当地选得太大或太小，都将会造成资源的浪费和损失。第十四
3、章电力拖动第十四章电力拖动系统系统电电动动机的选择机的选择 决定电动机功率时，要考虑电动机的发热、允许的过载能力决定电动机功率时，要考虑电动机的发热、允许的过载能力与起动能力三方面的因素，一般情况下，以发热问题最为重要。与起动能力三方面的因素，一般情况下，以发热问题最为重要。电动机的发热，是由于在实现能量变换过程中在电动机内部电动机的发热，是由于在实现能量变换过程中在电动机内部产生损耗并变成热量使电动机的温度升高。在电动机中，耐热最产生损耗并变成热量使电动机的温度升高。在电动机中，耐热最差的是绕组的绝缘材料，不同的绝缘材料，其最高允许温度是不差的是绕组的绝缘材料，不同的绝缘材料，其最高允许温度
4、是不同的。电动机中常用的绝缘材料可分为五种等级。同的。电动机中常用的绝缘材料可分为五种等级。不同绝缘材料的最高允许温度：不同绝缘材料的最高允许温度：1）A级绝缘：最高允许温度为级绝缘：最高允许温度为105C；2）E级绝缘：最高允许温度为级绝缘：最高允许温度为120C；3）B级绝缘：最高允许温度为级绝缘：最高允许温度为130C；4）F级绝缘：最高允许温度为级绝缘：最高允许温度为155C；5）H级绝缘：最高允许温度为级绝缘：最高允许温度为180C 第十四章电力拖动第十四章电力拖动系统系统电电动动机的选择机的选择 目前的趋势是日益广泛地使用高允许温度等级的绝缘材料，目前的趋势是日益广泛地使用高允许温
5、度等级的绝缘材料，如如F、H级绝缘材料。这样，可以在一定的输出功率下，使电动级绝缘材料。这样，可以在一定的输出功率下，使电动机的重量与体积大为降低。机的重量与体积大为降低。当电动机温度不超过所用绝缘材料的最高允许温度时，绝缘当电动机温度不超过所用绝缘材料的最高允许温度时，绝缘材料的寿命较长，可达材料的寿命较长，可达20年以上；反之，如温度超过最高允许温年以上；反之，如温度超过最高允许温度，则绝缘材料老化、变脆，缩短了电动机的寿命，严重情况下，度，则绝缘材料老化、变脆，缩短了电动机的寿命，严重情况下，绝缘材料将碳化、变质、失去绝缘性能，从而使电动机烧坏。绝缘材料将碳化、变质、失去绝缘性能，从而使
6、电动机烧坏。由此可见，绝缘材料的最高允许温度是一台电动机带负载能由此可见，绝缘材料的最高允许温度是一台电动机带负载能力的限度，而力的限度，而电动机的额定功率就是代表这一限度。电动机铭牌电动机的额定功率就是代表这一限度。电动机铭牌上所标的额定功率即指如环境温度为上所标的额定功率即指如环境温度为4040，电动机带动额定负载，电动机带动额定负载长期连续工作，温度逐渐升高趋于稳定后，最高温度可达到绝缘长期连续工作，温度逐渐升高趋于稳定后，最高温度可达到绝缘材料允许的极限。材料允许的极限。第十四章电力拖动第十四章电力拖动系统系统电电动动机的选择机的选择 温升：电动机温度与周围环境温度之差。温升：电动机温
7、度与周围环境温度之差。额额定定温温升升：电电动动机机铭铭牌牌上上所所标标的的温温升升是是指指所所用用绝绝缘缘材材料料的的最最高允许温度与高允许温度与40之差。之差。选择电动机功率时，除考虑发热外，有时还要考虑电动机的选择电动机功率时，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。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校验电动机的过载可按下列条件式中式中 KT-电动机转矩允许过载倍数；电动机转矩允许过载倍数；Tmax-电动机在工作中承受的最大转矩。电动机在工作中承受的最大转矩。对于异步电动机对于异步电
8、动机第十四章电力拖动第十四章电力拖动系统系统电电动动机的选择机的选择对对于于直直流流电电动动机机，过过载载能能力力受受换换向向所所允允许许的的最最大大电电流流值值的的限限制，对制，对Z2型与型与Z型直流电动机，在额定磁通下，一般型直流电动机，在额定磁通下，一般对对于于专专为为起起重重机机、轧轧钢钢机机、冶冶金金辅辅助助机机械械等等设设计计的的ZZ型型和和ZZY型电动机，以及同步电动机，一般型电动机，以及同步电动机，一般当当过过载载校校验验不不能能通通过过时时，则则另另选选过过载载能能力力较较大大的的电电动动机机或或选选功功率较大的电动机，来满足过载条件的要求。率较大的电动机，来满足过载条件的要
9、求。对于笼型异步电动机，有时还须进行起动能力的校验。对于笼型异步电动机，有时还须进行起动能力的校验。第十四章电力拖动第十四章电力拖动系统系统电电动动机的选择机的选择1、电动机的发热和冷却及电动机工作制的分类、电动机的发热和冷却及电动机工作制的分类2、连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择3、短时工作制电动机的选择短时工作制电动机的选择4、断续周期工作制电动机的选择、断续周期工作制电动机的选择5、笼型异步电动机允许小时合闸次数的确定、笼型异步电动机允许小时合闸次数的确定6、带冲击负载时电动机的选择、带冲击负载时电动机的选择7、电力拖动调速电动机功率的选择、电力拖动调速电动机功率的选择8、选
10、择电动机功率的统计法、选择电动机功率的统计法9、电动机电流种类、形式、额定电压与额定转速的选择、电动机电流种类、形式、额定电压与额定转速的选择14.1 14.1 电动机的发热和冷却及电动机工作制的分类电动机的发热和冷却及电动机工作制的分类电动机的发热过程电动机的发热过程电电动动机机的的发发热热是是由由于于工工作作时时，在在其其内内部部产产生生损损耗耗P造造成成的，其值为的，其值为假假设设功功率率损损耗耗全全部部转转换换成成热热量量，则则电电动动机机单单位位时时间间内内发发出的热量，即出的热量，即热流量热流量为为14.1 电动机的发热和冷却及电动机工作制的分类电动机的发热和冷却及电动机工作制的分
11、类电动机的发热过程电动机的发热过程设设电电动动机机的的热热容容为为C（电电动动机机温温度度升升高高1C所所需需的的热热量量），A=aS为为电电动动机机的的散散热热系系数数（其其中中S为为散散热热表表面面积积，a为为传传热热系系数数，即即温温度升高度升高1C时，每秒钟向单位面积上散发的热量）时，每秒钟向单位面积上散发的热量）则电动机的则电动机的热平衡方程式热平衡方程式为为令t tQ 为发热过程的起始温升为发热过程的起始温升 T T为发热时间常数为发热时间常数 14.1 14.1 电动机的发热和冷却及电动机工作制的分类电动机的发热和冷却及电动机工作制的分类电动机的发热过程电动机的发热过程若若发发热
12、热过过程程从从周周围围介介质质温温度开始，即度开始，即tQ0，则则tt0tWtQ由上式可见，当由上式可见，当t=时时 =W=/A 即即发发热热终终了了时时，温温升升不不再再增增加加，表表明明电电动动机机发发出出的的热热量量将将全全部部向向周周围围介介质质散散发发掉掉。因因此此，只只要要稳稳定定温温升升W控控制制在在绝绝缘缘材材料料允允许许的的最最高高温温升升m以以内内，电电动动机机连连续续工工作作也也不不会会过过热。热。14.1 14.1 电动机的发热和冷却及电动机工作制的分类电动机的发热和冷却及电动机工作制的分类电动机的发热过程电动机的发热过程电动机的最高稳定温升可达电动机的最高稳定温升可达
13、对同样尺寸的电动机，欲使其额定功率提高，可以对同样尺寸的电动机，欲使其额定功率提高，可以:提高额定效率提高额定效率N；提高散热系数提高散热系数A；提高绝缘材料的允许温升。提高绝缘材料的允许温升。14.1 14.1 电动机的发热和冷却及电动机工作制的分类电动机的发热和冷却及电动机工作制的分类电动机的冷却过程电动机的冷却过程电电动动机机的的冷冷却却可可能能有有两两种种情情况况。其其一一是是负负载载减减小小，电电动动机机损损耗耗功功率率P 下下降降时时；其其二二是是电电动动机机自自电电网网断断开开，不再工作，电动机的不再工作，电动机的P 变为零。变为零。若若电电网网断断开开后后，P=0，即，即tW=
14、0，则则冷却过程温升变化规律方程式为：冷却过程温升变化规律方程式为：tt0tWtQ14.1 14.1 电动机的发热和冷却及电动机工作制的分类电动机的发热和冷却及电动机工作制的分类电动机工作制的分类电动机工作制的分类连续工作制连续工作制电电动动机机连连续续工工作作时时间间很很长长，其其温温升升可可达达稳稳定定值值。属属于于这这类类的的生生产产机机械械有有水水泵、鼓风机、造纸机、机床主轴等。泵、鼓风机、造纸机、机床主轴等。短时工作制短时工作制电电动动机机的的工工作作时时间间较较短短，在在此此时时间间内内温温升升达达不不到到稳稳定定值值，而而停停车车时时间间又又相相当当长长，电电动动机机的的温温度度
15、可可以以降降到到周周围围介介质质的的温温度度，属属此此类类的的生生产产机机械械有有机机床床的的辅辅助助运运动动机机械械、某某些些冶冶金金辅辅助助机机械械、水闸闸门启闭机等水闸闸门启闭机等。14.1 14.1 电动机的发热和冷却及电动机工作制的分类电动机的发热和冷却及电动机工作制的分类电动机工作制的分类电动机工作制的分类断续周期工作制断续周期工作制在在断断续续周周期期工工作作制制中中，负负载载工工作作时时间间与与整整个个周周期期之之比比称称为为负负载载持续率持续率ZC我我国国规规定定的的负负载载持持续续率率有有15%、25%、40%和和60%，一一般般规定规定tg+t010min。14.1 14
16、.1 电动机的发热和冷却及电动机工作制的分类电动机的发热和冷却及电动机工作制的分类电动机工作制的分类电动机工作制的分类连续周期工作制连续周期工作制负载持续率负载持续率ZC与与断续周期工作制相似，亦为断续周期工作制相似，亦为同样规定同样规定tg+t010min。本本质质上上属属于于连连续续工工作作制制，只只不不过过为为负负载载周周期期变变化化的的连续工作制。连续工作制。14.2 14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择常值负载下电动机功率的选择常值负载下电动机功率的选择在计算出负载功率在计算出负载功率PZ 后，选择额定功率后，选择额定功率PN。一一般般，按按常常值值连连续续负负载载
17、，环环境境温温度度为为40C时时设设计计的的，当当环环境境温度与温度与40C相差较大时，其输出功率可与额定功率不同。相差较大时，其输出功率可与额定功率不同。设设环环境境温温度度为为40C时时，电电动动机机稳稳定定温温升升为为WN，热热流流量量为为N，额额定定功功率率为为PN。实实际际环环境境温温度度为为0，稳稳定定温温升升为为W，热热流流量量为为，允许输出功率为，允许输出功率为P。绝缘材料最高允许温度为绝缘材料最高允许温度为m，则，则14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择常值负载下电动机功率的选择常值负载下电动机功率的选择14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择常
18、值负载下电动机功率的选择常值负载下电动机功率的选择若电动机磁通保持不变（若电动机磁通保持不变（cos 也近似不变），则也近似不变），则代入代入再代入再代入若电动机转速亦保持不变若电动机转速亦保持不变 上式中上式中k为不变损耗与额定负载下可变损耗之比，其值为不变损耗与额定负载下可变损耗之比，其值决定于电动机结构与转速，通常在决定于电动机结构与转速，通常在0.41.1之间。之间。14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择常值负载下电动机功率的选择常值负载下电动机功率的选择必必须须指指出出，工工作作环环境境的的海海拔拔高高度度对对电电动动机机温温升升有有影影响响，这这是是由由于于海海拔拔
19、高高度度越越高高，虽虽然然气气温温降降低低越越多多，但但由由于于空空气气稀稀薄薄，散散热热条条件件大大为为恶恶化化。这这两两方方面面的的因因素素互互相相补补偿偿，因因此此规规定定，使使用用地地点点的的海海拨拨高高度度不不超超过过1000m时时，额额定定功功率率不不必进行校正。必进行校正。当当海海拔拔高高度度在在1000m以以上上时时，平平原原地地区区设设计计的的电电动动机机，出出厂试验时必须把允许温升降低，才能供高原地带应用。厂试验时必须把允许温升降低，才能供高原地带应用。海拔海拔 1 000 m h 4 000 m h=100 m，N 降低降低 1%，P2 降低降低 0.5%。在环境温度不同
20、时，电动机功率可粗略地相应增减在环境温度不同时，电动机功率可粗略地相应增减，见下表。，见下表。环境温度环境温度 30 30 35 35 40 40 45 45 50 50 55 55 电动机功率增减电动机功率增减的百分数的百分数 8 8 5 5 0 05 5 12.512.5 2525 14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择常值负载下电动机功率的选择常值负载下电动机功率的选择例例题题：一一台台与与电电动动机机直直接接联联接接的的离离心心式式水水泵泵，流流量量为为90m3/h，扬扬程程为为20m，吸吸程程为为5m，转转速速为为2900rpm，泵泵的的效率效率B=0.78，试选择电
21、动机。试选择电动机。解：水泵在电动机轴上的负载功率为解：水泵在电动机轴上的负载功率为V泵泵 每每 秒秒 排排 出出 的的 水水 量量(m3/s)；g水水 的的 比比 重重，g=9810N/m3；H排排水水高高度度(m)；B泵泵的的效效率率，活活塞塞式式泵泵为为0.80.9，高高压压离离心心泵泵为为0.50.8，低低压压离离心心泵泵为为0.30.6；传传动动机机构构效效率率，直直接接联联接接为为0.951，皮皮带带传传动动为为0.9 14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择常值负载下电动机功率的选择常值负载下电动机功率的选择例例题题：一一台台与与电电动动机机直直接接联联结结的的离离
22、心心式式水水泵泵，流流量量为为90m3/h，扬扬程程20m，吸吸程程5m，转转速速为为2900rpm，泵泵的的效效率率hB=0.78，试选择电动机。试选择电动机。解：解：水泵在电动机轴上的负载功率为水泵在电动机轴上的负载功率为选选择择JO-51-2型型异异步步电电动动机机即即可可，其其数数据据为为：PN=10kW，UN=380V，nN=2920rpm，对对选选用用的的电电动动机机不不必必进进行行发发热热校验。校验。14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择变化负载下电动机功率的选择变化负载下电动机功率的选择一一般般情情况况下下，电电动动机机是是为为常常值值负负载载工工作作而而设设计
23、计的的。这这种种电电动机用于变化负载下的发热情况，必须进行校验。动机用于变化负载下的发热情况，必须进行校验。所所谓谓发发热热校校验验，就就是是看看电电动动机机在在整整个个运运行行过过程程中中所所达达到到的的最最高高温温升升是是否否接接近近并并低低于于允允许许温温升升，因因为为只只有有这这样样，电电动动机机的的绝绝缘缘材材料料才才能能充充分分利利用用而而又又不不致致过过热热。下下图图为为周周期期性性变化负载下变化负载下P=f(t)及及=f(t)变化曲线，绘制方法如下：变化曲线，绘制方法如下：14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择 每一周期包括每一周期包括t1t4四段时间，其相应的
24、不同负载损耗为四段时间，其相应的不同负载损耗为P1P4。如预选电动机的发热时间常数。如预选电动机的发热时间常数T及散热系数及散热系数A为已知，为已知，温升曲线即可绘出。温升在温升曲线即可绘出。温升在t1段时间内由零开始，指数曲线先段时间内由零开始，指数曲线先以以P1/A为稳定值，到了为稳定值，到了t1段终了时，曲线在段终了时，曲线在t2段改以段改以P2/A为为稳定值，稳定值，t2段温升的开始值即为段温升的开始值即为t1段温升终了值，用同法连续绘段温升终了值，用同法连续绘制制t3及及t4段曲线，得到第一周期温升的终了值段曲线，得到第一周期温升的终了值X1。第二周期温。第二周期温升的开始值升的开始
25、值Q2=X1，再连续绘制到，再连续绘制到X2，这样重复绘制，直到，这样重复绘制，直到第第n周期的周期的Qn=Xn，温升变化进入稳态循环，以后各周期均按，温升变化进入稳态循环，以后各周期均按第第n 周期的规律变化。如果稳态循环周期中的最大温升周期的规律变化。如果稳态循环周期中的最大温升max接接近并小于电动机的容许温升近并小于电动机的容许温升m，电动机的发热校验即算圆满通，电动机的发热校验即算圆满通过。这种发热校验的方法称为温升曲线法，它是以最大温升过。这种发热校验的方法称为温升曲线法，它是以最大温升max m为依据的。为依据的。由于直接绘制温升曲线比较困难由于直接绘制温升曲线比较困难(T及及A
26、难以预知难以预知)，所以，所以一般采用间接的方法来校验发热，如平均损耗法、等效法等，一般采用间接的方法来校验发热，如平均损耗法、等效法等，这些方法都是由温升曲线法引出来的。这些方法都是由温升曲线法引出来的。14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择变化负载下电动机功率的选择变化负载下电动机功率的选择变化负载下电动机功率选择的一般步骤如下：变化负载下电动机功率选择的一般步骤如下：1)计算并绘制生产机械负载图计算并绘制生产机械负载图PZ=f（t）或）或TZ=f（t）；）；2)预选电动机的功率预选电动机的功率在过渡过程中，可变损耗与电流平方成正比，电动机发热在过渡过程中，可变损耗与电流平
27、方成正比，电动机发热较为严重，电动机额定功率按下式预选较为严重，电动机额定功率按下式预选14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择变化负载下电动机功率的选择变化负载下电动机功率的选择变化负载下电动机功率选择的一般步骤如下：变化负载下电动机功率选择的一般步骤如下：3)作出电动机的负载图作出电动机的负载图 P=f(t)、I=f(t)、T=f(t)或或P=f(t)。作图。作图时应考虑电动机的稳定运转及过渡过程等工作情况；时应考虑电动机的稳定运转及过渡过程等工作情况；4)进行发热、过载能力及必要时的起动能力校验。进行发热、过载能力及必要时的起动能力校验。如果校验通过，并且功率适当，电机容量
28、即可确定；如果校验通过，并且功率适当，电机容量即可确定；如果校验不通过或电机容量选择过大，则重新选择电机，再如果校验不通过或电机容量选择过大，则重新选择电机，再作电机负载图进行校验，如此反复，直至电机容量合适。作电机负载图进行校验，如此反复，直至电机容量合适。14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择变化负载下电动机功率的选择变化负载下电动机功率的选择发热校验的方法发热校验的方法1）平均损耗法）平均损耗法 周周期期变变化化负负载载下下，若若变变化化周周期期较较短短tztz时时，稳稳态态时时温温升升波波动动小小，发发热热校校验验时可用平均温升时可用平均温升d代替代替max。14.2
29、连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择变化负载下电动机功率的选择变化负载下电动机功率的选择发热校验的方法发热校验的方法稳态时，稳态时，Qn=xn，则则14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择变化负载下电动机功率的选择变化负载下电动机功率的选择发热校验的方法发热校验的方法1 1）平均损耗法）平均损耗法 若给出若给出P=f（t），则），则若若PdPN，则则预预选选电电动动机机的的功功率率是是合合适适的的，说说明明平平均均温温升升略略低低于于绝绝缘缘材材料料允允许许的的最最高高温温升升，发发热热校校验验通通过过，而而且且电动机得到充分利用；电动机得到充分利用；若若Pd PN，表表
30、明明预预选选电电动动机机功功率率太太小小，发发热热校校验验不不通通过，重选功率较大的电机，再进行发热校验；过，重选功率较大的电机，再进行发热校验；若若PdPN，表表明明预预选选电电动动机机功功率率太太大大，电电机机得得不不到到充充分利用，改选功率小一些的电机，再进行发热校验；分利用，改选功率小一些的电机，再进行发热校验；该该方方法法适适应应电电机机大大多多数数工工作作情情况况下下的的发发热热校校验验，但但步步骤骤太太复杂。复杂。14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择变化负载下电动机功率的选择变化负载下电动机功率的选择发热校验的方法发热校验的方法2 2）等效法等效法等效电流法等效
31、电流法变化负载下，第变化负载下，第i i级负载的损耗为级负载的损耗为把平均损耗中的可变损耗把平均损耗中的可变损耗Pd 所对应的电流称为等效电流所对应的电流称为等效电流 Idx；14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择变化负载下电动机功率的选择变化负载下电动机功率的选择发热校验的方法发热校验的方法2 2）等效法等效法等效电流法等效电流法等等效效电电流流法法，就就是是按按照照损损耗耗相相等等的的原原则则，求求出出一一个个等等效效的的不不变变的的电电流流Idx来来代代替替变变化化的的负负载载电电流流I=f(t)（对对于于交交流流异异步步电电动动机机，应应为为定定子子电电流流），如如果果
32、预预选选电电动动机机的的额额定定电电流流满满足下列条件：足下列条件：IN Idx，则发热校验通过。则发热校验通过。14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择变化负载下电动机功率的选择变化负载下电动机功率的选择发热校验的方法发热校验的方法2 2）等效法等效法等效电流法等效电流法等等效效电电流流法法是是由由平平均均损损耗耗法法推推导导而而来来的的，在在推推导导过过程程中中假假设损耗设损耗p0及电动机主电路电阻不变。及电动机主电路电阻不变。在在某某些些情情况况下下，如如深深槽槽及及双双笼笼电电动动机机，在在经经常常起起动动时时不不能能用用等等效效电电流流法法进进行行发发热热校校验验，因因
33、为为深深槽槽及及双双笼笼电电动动机机起起动动时时损损耗耗及及电电动动机机主主电电路路电电阻阻均均发发生生变变化化。此此时时可可改改用用平平均均损耗法进行发热校验。损耗法进行发热校验。14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择变化负载下电动机功率的选择变化负载下电动机功率的选择发热校验的方法发热校验的方法2 2）等效法等效法等效转矩法等效转矩法 有有时时已已知知的的不不是是负负载载电电流流图图，而而是转矩图，可以写成转矩形式是转矩图，可以写成转矩形式如如果果预预选选电电动动机机的的额额定定转转矩矩TN Tdx，则发热校验通过。则发热校验通过。TN可由下式算出可由下式算出等等效效转转矩
34、矩法法由由等等效效电电流流法法推推导导而而来来的的，前前提提是是T与与I成成正正比比，若若T与与I不不成成正正比比，如如直直流流电电动动机机弱弱磁磁调调速速过过程程或或交交流流异异步步电电动动机机负负载载极极小小，接接近近空空载载，而而空空载载电电流流又又比比较较大大时时，可可将将T=f(t)改改绘绘成成I=f(t)，再再用用等等效效电电流流法法进进行行发发热热校校验验，也也可可用用修正后能反映电动机发热的转矩进行发热校验。修正后能反映电动机发热的转矩进行发热校验。14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择变化负载下电动机功率的选择变化负载下电动机功率的选择发热校验的方法发热校验的
35、方法2 2）等效法等效法等效转矩法等效转矩法 直直流流电电动动机机弱弱磁磁调调速速时时，可可对对Ti进进行行修修正正，修修正正方方法法是是使使Ti按按因磁通减弱而使电流增大的同样比例增加因磁通减弱而使电流增大的同样比例增加如直流电动机弱磁调速时电枢电压保持不变，则如直流电动机弱磁调速时电枢电压保持不变，则14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择变化负载下电动机功率的选择变化负载下电动机功率的选择发热校验的方法发热校验的方法2 2）等效法等效法等效转矩法等效转矩法 当当异异步步电电动动机机空空载载电电流流比比较较大大，负负载载极极小小接接近近空空载载时时，也也必须对必须对Ti进行修
36、正，修正方法是：进行修正，修正方法是：1)如如果果有有定定子子电电流流I1(一一般般为为I1/I1N)对对转转矩矩T(一一般般为为T/TN)的的关关系系曲曲线线，则则可可以以按按此此曲曲线线查查出出对对应应于于Ti/TN的的I1i/I1N的的数数值，而后进行修正。值，而后进行修正。2)如如果果没没有有I1/I1N=f(T/TN)曲曲线线，则则可可以以按按下下式式进进行行修修正正，其其中中I0为空载电流为空载电流14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择变化负载下电动机功率的选择变化负载下电动机功率的选择发热校验的方法发热校验的方法2 2）等效法等效法等效功率法等效功率法 等效功率法
37、是当转速基本不变时由等效转矩法引出来的。等效功率法是当转速基本不变时由等效转矩法引出来的。如如 PN Pdx，则则电电动动机机的的发发热热校校验验通通过过。同同样样，必必须须进进行行功功率过载能力的校验。率过载能力的校验。14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择变化负载下电动机功率的选择变化负载下电动机功率的选择发热校验的方法发热校验的方法2 2）等效法等效法等效功率法等效功率法 等等效效功功率率法法是是当当转转速速基基本本不不变变时时由由等等效效转转矩矩法法引引出出来来的的。当当转转速速变变化化时时，如如起起动动、制制动动和和直直流流电电机机降降压压调调速速时时，在在n n n
38、N，不不须须进进行行功率修正。功率修正。P与与I成正比成正比14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择变化负载下电动机功率的选择变化负载下电动机功率的选择发热校验的方法发热校验的方法3 3）有起动、制动及停歇过程时校验发热公式的修正）有起动、制动及停歇过程时校验发热公式的修正若若一一个个周周期期内内的的负负载载变变化化包包含含起起动动、制制动动、间间歇歇等等过过程程，如如下下图图所所示示。如如果果自自扇扇冷冷式式电电机机，则则散散热热条条件件变变坏坏，实实际际温升要提高，一般应对校验发热公式进行修正。温升要提高，一般应对校验发热公式进行修正。修修正正办办法法是是：将将发发热热公公式
39、式分分母母对对应应的的起起动动、制制动动、间间歇歇时时间间前前乘乘以以一一个个小于小于1的系数。的系数。14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择变化负载下电动机功率的选择变化负载下电动机功率的选择发热校验的方法发热校验的方法3 3）有起动、制动及停歇过程时校验发热公式的修正）有起动、制动及停歇过程时校验发热公式的修正如下图所示，修正后等效电流为。如下图所示，修正后等效电流为。对对 直直 流流 电电 动动 机机，a=0.75，a0=0.5；对对异异步步电电动动机机，a=0.5，a0=0.25。14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择变化负载下电动机功率的选择变化负载下
40、电动机功率的选择发热校验的方法发热校验的方法4 4）等效法在非恒值变化负载下的应用）等效法在非恒值变化负载下的应用如如果果非非恒恒值值变变化化负负载载电电流流图图如如下下图图所所示示，电电流流随随时时间间变变化化的函数是已知的，则的函数是已知的，则14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择变化负载下电动机功率的选择变化负载下电动机功率的选择发热校验的方法发热校验的方法4 4）等效法在非恒值变化负载下的应用）等效法在非恒值变化负载下的应用另另一一种种较较简简便便的的方方法法是是把把变变化化曲曲线线分分成成许许多多直直线线段段，如如图图中虚线，求出各段的等效值，然后求出等效电流值。中虚
41、线，求出各段的等效值，然后求出等效电流值。t1时间段时间段t5时间段时间段14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择例例题题：下下图图中中绘绘出出了了具具有有尾尾绳绳和和摩摩擦擦轮轮的的矿矿井井提提升升机机的的示示意意图图。电电动动机机直直接接与与摩摩擦擦轮轮1相相联联结结，摩摩擦擦轮轮旋旋转转，靠靠摩摩擦擦力力带带动动绳绳子子及及罐罐笼笼3（内内有有矿矿车车及及矿矿物物G）提提升升或或下下放放。尾尾绳绳系系在在两两罐罐笼笼之之下下，以以平平衡衡提提升升机机左左右右两两边边绳绳子子的的重重量量。提提升升机机用用双双电电动动机机拖拖动动，试试计算电动机功率。计算电动机功率。14.2
42、连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择例题：例题：已知下列数据已知下列数据井深井深H=915m；负负载载重重G=58800N；每每个个罐罐笼笼重重G3=77150N；主主绳绳与与尾尾绳绳每每米米重重G4=106N/m；摩擦轮直径摩擦轮直径d1=6.44m；摩擦轮飞轮惯量摩擦轮飞轮惯量GD12=2730000Nm2；导轮直径导轮直径 d2=5m；导轮飞轮惯量导轮飞轮惯量GD22=584000Nm2；额额定定提提升升速速度度vN=16m/s；提提升升加加速速度度a1=0.89m/s2；提提升升减减速速度度a3=1m/s2；周期长周期长tz=89.2s；摩擦用增加负载重的摩擦用增加负载重的20
43、%考虑考虑14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择解：解：预选电动机功率预选电动机功率式中式中k=1.21.25 考虑起动及制动过程中加速转矩的系数。考虑起动及制动过程中加速转矩的系数。取取k=1.25，则则每个电动机功率为每个电动机功率为700kW，转速为转速为14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择解：解：对功率为对功率为700kW，转速为转速为47.5rpm的电动机，查手册得其的电动机，查手册得其飞轮矩为飞轮矩为阻转矩为阻转矩为加速时间为加速时间为加速阶段罐笼行经高度加速阶段罐笼行经高度14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择解：解：减速时间减速
44、时间减速阶段罐笼行经高度减速阶段罐笼行经高度稳定速度罐笼行经高度稳定速度罐笼行经高度稳定速度运行时间稳定速度运行时间间歇时间间歇时间14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择解：解：折算到电动机轴上系统总的飞轮矩折算到电动机轴上系统总的飞轮矩导轮转速导轮转速两导轮折算到电动机轴上的飞轮矩为两导轮折算到电动机轴上的飞轮矩为式中式中GDa2为系统中转动部分的飞轮矩；为系统中转动部分的飞轮矩；GDb2为系统中直线运动部分的飞轮矩为系统中直线运动部分的飞轮矩。14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择解：解：系统直线部分重量折算到电动机轴上总的飞轮矩系统直线部分重量折算到电动机
45、轴上总的飞轮矩系统直线部分总重量系统直线部分总重量直线部分重量折算到电动机轴上的飞轮矩直线部分重量折算到电动机轴上的飞轮矩式中式中 14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择解：解：系统总的飞轮矩系统总的飞轮矩加速阶段的加速转矩加速阶段的加速转矩减速阶段的动态转矩减速阶段的动态转矩14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择解：解：电动机转矩电动机转矩加速阶段（加速阶段（t1=18s）稳定运行阶段（稳定运行阶段（t2=40.2s）减速阶段（减速阶段（t1=16s）间歇阶段（间歇阶段（t1=15s）14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择解：解：根据上列数据绘
46、制电动机负载转矩图如下图所示。根据上列数据绘制电动机负载转矩图如下图所示。等效转矩等效转矩Tdx为为式中散热恶化系数 a=0.75，a0=0.5，则14.2 连续工作制电动机的选择连续工作制电动机的选择解：解：过载能力校验过载能力校验两电机的等效功率两电机的等效功率由于由于，电动机发热及过载能力校验通过。电动机发热及过载能力校验通过。14.3 短时工作制电动机的选择短时工作制电动机的选择一、选用为连续工作制而设计的电动机一、选用为连续工作制而设计的电动机设短时功率为设短时功率为Pg，时间为时间为tg。若选择连续工作制电动机，使若选择连续工作制电动机，使PN Pg，显然，在显然，在t=tg时，温
47、升只能达到时，温升只能达到g，而达不到而达不到m，如下图所示。如下图所示。由发热观点，由发热观点，电动机不能得到充分利用。电动机不能得到充分利用。若若选选用用连连续续工工作作制制电电动动机机，使使PN2.5，已超已超过了一般电动机允许的过载倍过了一般电动机允许的过载倍数，即数，即QKT此时应按下式选此时应按下式选择连续工作制电动机的额定功择连续工作制电动机的额定功率。率。14.3 短时工作制电动机的选择短时工作制电动机的选择一、选用为连续工作制而设计的电动机一、选用为连续工作制而设计的电动机按按过过载载能能力力选选择择连连续续工工作作制制电电动动机机，一一般般不不需需进进行行发发热热校验。校验
48、。当当短短时时工工作作期期间间负负载载功功率率发发生生变变化化，应应求求出出其其等等效效功功率率，按按等等效效功功率率选选择择电电动动机机。这这时时必必须须用用最最大大负负载载功功率率来来对对其进行过载能力校验。其进行过载能力校验。当当短短时时工工作作期期间间负负载载功功率率发发生生变变化化，若若按按电电动动机机允允许许过过载载倍倍数数选选择择电电动动机机功功率率，即即PN Pmax/KT，这这时时不不必必进进行行过载能力校验。过载能力校验。对对异异步步电电动动机机，在在短短时时过过载载运运行行时时，必必须须进进行行起起动动能能力力校验。校验。14.3 短时工作制电动机的选择短时工作制电动机的
49、选择一、选用为连续工作制而设计的电动机一、选用为连续工作制而设计的电动机【例例题题】大大型型车车床床刀刀架架快快速速移移动动机机构构，其其拖拖动动电电机机是是短短时时工工作作制制，刀刀架架重重5300N，移移动动速速度度15m/min，传传动动比比100r/m，动动摩摩擦擦系系数数0.1，静静摩摩擦擦系系数数0.2，传传动动效效率率0.1，试选择电动机的功率，试选择电动机的功率。【解解】刀架移动时，电动机的负载功率为刀架移动时，电动机的负载功率为按按允允许许过过载载能能力力选选择择电电动动机机，且且考考虑虑交交流流电电网网电电压压波波动动10%，则，则14.3 短时工作制电动机的选择短时工作制
50、电动机的选择一、选用为连续工作制而设计的电动机一、选用为连续工作制而设计的电动机由由产产品品目目录录，初初选选JO2214型型笼笼型型异异步步电电动动机机，其其数数据据为为：PN=1.1kW，UN=380V，I1N=2.68A，nN=1410rpm，起起动动转转矩矩倍数为倍数为Kst=1.8，过载倍数过载倍数KT2。起动能力校验起动能力校验 由由于于静静摩摩擦擦系系数数为为动动摩摩擦擦系系数数的的两两倍倍，故故起起动动时时负负载载功功率为率为电动机能发出的起动功率为电动机能发出的起动功率为起动能力校验通不过起动能力校验通不过14.3 短时工作制电动机的选择短时工作制电动机的选择一、选用为连续工