电动机的额定功率等技术项目的合理选择

2019-08-27 版权声明 举报文章

【摘 要】为保证电力拖动系统的可靠性和经济性,要从实用、经济、安全的要求出发,按照生产机械提出的要求选择电动机。本文主要阐述了电动机额定功率、种类、电压、转速和结构形式等技术项目的选择等问题。

【关键词】电动机;额定功率;技术项目;选择

为保证电力拖动系统的可靠性和经济性,要从实用、经济、安全的要求出发,按照生产机械提出的要求选择电动机。电动机选择包括额定功率选择、电机种类选择、结构形式选择、电压等级和额定转速选择等内容,其中电动机功率选择最为重要。

1、电动机额定功率的选择

若为生产机械选配的电动机功率过大,电机长期欠载下运行,功率得不到充分利用,不但会增加初期投资,降低电动机的效率。对异步电动机还降低了功率因数,这是不经济的。反之,若选配的电动机功率偏小,电机长期在过载下运行,会使电机各部分由于过载而过分发热,温升就会超过绕组绝缘材料允许的限度,使电机过早损坏。所以,电动机功率过大或过小均对生产机械安全和经济运行不利。

1.1连续工作制下的电动机额定功率的选择

连续工作制下的电动机,其负载有两种情况:一是恒定负载,二是变化负载。

(1)恒定负载下电动机额定功率的选择

一些生产机械启动以后就在恒定负载下连续运行较长时间,启动时间只占工作时间的较少部分。因其启动时间较短、工作时间较长、因此,启动过程发热对稳态温升的影响应忽略不计,电动机稳态温升完全由静态负载决定。

对这类负载,应按实际状况计算出电动机轴上的静态负载功率PZ后,就能根据公式选择电动机的额定功率。

PN≥PZ

确保电动机的许可温升大于等于实际负载时的稳态温升。

(2)变化负载下电动机额定功率的选择

变化负载下电动机额定功率的选择步骤:一是计算并绘制生产机械负载图;二是按负载图求出平均负载功率,预选电动机。三是作出预选电机的负载图,对电动机进行发热校验、过载校验,有时还应进行启动校验。四是校验通过,说明预选电动机额定功率合适,不然,要重新选择电动机,再行校验。反复进行后,直至通过校验为止。在工作时间内,其大小随时间变化的负载即变动负载。

在电机负载周期性变化时,输出功率也出现周期性的变化,温升也周期性波动。温升波动的最大值会低于相应最大负载保持不变时的稳态温升,而高于相应最小负载保持不变时的稳态温升。在此情况下,若按最大负载选择电动机的额定功率,电动机容量就得不到有效利用;若根据最小负载选择电动机的额定功率,电动机就有超过允许温升的危险。因此,要在最大负载和最小负载间适当选择电动机的额定功率。要使电动机容量得到充分利用,又不因过载而损坏电机。在预选电动机额定功率时,要按生产机械负载图求出其平均功率或平均转矩。

1.2短时工作制电动机额定功率的选择

(1)选用为连续工作制设计的电动机。在短期运转中,若按生产机械所需的功率选择电动机容量,这是不经济的。电动机运转时间短,并未达到它的稳态温升,电动机容量未充分利用。在此情况下,要选择容量比所需功率小一些的电动机,让电动机在短时间内过载运行,在电动机工作终了时的温升等于额定温升时,就可认为在标准温升下电动机容量得到了充分利用。所以,要按发热条件选择短时工作制电动机的基本依据是电动机工作终时的温升等于或稍低于额定温升。

(2)选用专为短时工作制设计的电动机。我国专为短时工作制设计的电动机,其工作时间有15,30,60,90min四种,对某一电动机,对应不同的工作时间,它的功率是不同的。

1.3重复短时工作制电动机额定功率的选择

这类电动机的特点是启动能力强、过载能力大、惯性小、机械强度大、绝缘材料的等级高、较多采用封闭式结构、临界转差率设计得较高。

2、电动机种类、电压、转速和结构形式的选择

选择电动机不但应正确选择电动机的额定功率,还应选择电压等级、额定转速和结构形式等。

2.1电动机种类的选择

它的选择要从交流或直流、机械特性、调速与启动性能、维护及成本等方面进行:

(1)要求机械特性较硬而无特殊要求的生产机械,主要包括长期工作制、短时工作制和重复短时工作制的生产机械,要选用鼠笼式异步电动机。

(2)在启动、制动频繁、启动转矩要求大,并有一定调速要求的场合,要选用绕线式异步电动机。

(3)为提高电网的功率因数,对功率较大而又不需调速的生产机械,应选用同步电动机。

(4)在生产机械要求有特殊调速、大启动转矩等,而交流电动机又不能满足时,要使用直流电动机。

2.2电动机电压等级的选择

(1)中、小型交流电动机额定电压通常应选用380V或220V,大容量的交流电动机的额定电压为3000V、6000V和10000V。

(2)中、小型直流电动机的额定电压要选用110V、160V、220V和440V,大型直流电动机的额定电压在600~1000V之间。

2.3电动机额定转速的选择

额定电压相同的电动机,其转速如果越高,尺寸就越小,价格也就越低,选用高压电动机较为经济。而电动机的额定转速应按生产机械的要求来选定,在生产机械的工作速度一定时,电动机的转速越高,传动机构的减速比越大,使减速装置尺寸加大,传动效率降低。应综合考虑生产机械和电动机两方面因素选择电动机的额定转速。

2.4电动机形式的选择

生产现场的工作环境的差别较大,为确保电动机在不同工作环境下安全、可靠运行,电动机有开启式、防护式、封闭式和防爆式等多种结构形式。

(1)开启式电动机通风散热条件好,价格便宜,而易进入灰尘、水滴、铁屑等,这种电动机仅可用在清洁、干燥的环境中。

(2)防护式电动机通风散热条件好,有遮蔽装置,可避免水滴、铁屑、灰尘或从上方进入电动机内部,而不能避免灰尘及潮气从侧面侵入。一般在清洁、干燥的环境中可使用此种电动机。

(3)封闭式电动机内部与外界隔离,散热条件差,而能避免水滴、铁屑、灰尘等侵入电动机内部。应在灰尘多、潮湿、易受风雨影响的恶劣环境中使用,有的电动机还能浸在液体中使用。

(4)防爆式电动机有严密的封闭结构,其外壳有足够的机械强度。在外壳内部出现易燃气体爆炸时,不可能使外壳损伤,即使爆炸气体传到外部时,也不能造成外部易燃气体爆炸。防爆电动机适用在空气中含有易燃气体或有爆炸危险的场所。

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