附錄 機電傳動控制系統(tǒng)中電機選擇

附錄

機電傳動控制系統(tǒng)中

電機的選擇

1、了解電動機的發(fā)熱機理與冷卻方式；2、了解電動機的種類與結構特點；3、掌握電動機的選擇（容量、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、安裝形式）；本章要求：本章知識點1、溫升的概念（電機的溫度與環(huán)境溫度之差）；2、電機的主要破壞形式（絕緣老化導致相間短路）；3、電機的工作制。

在做機電傳動系統(tǒng)方案設計時,我們僅考慮負載有多大，調(diào)速范圍多寬，以及允許的最小加減速時間是多少。

具體選擇電動機時，我們最起碼要考慮的，即最基本的是：電機的力矩要能夠克服負載阻力、電機不會損壞、滿足速度要求、有一定的使用壽命、力矩、速度要有一定的裕量。選得過?。航?jīng)受不起沖擊負載、及過載,電機容易損壞。選得過大：體積大、成本高、電動機經(jīng)常在輕載下運行，效率低。電動機的選擇主要是轉(zhuǎn)矩和容量的選擇。電機選擇不合適帶來的后果

7·1電動機容量選擇的原則：

1、發(fā)熱

必須保證電動機的實際最高工作溫度θmax不超過電動機絕緣允許的最高工作溫度θa。即θmax＜θa

（電機的壽命與電機工作溫度有關，溫度越高，絕緣老化越快而且每超過允許溫度10o，電動機壽命縮短一半。）2、要有一定的力矩過載能力

（1）、電動機有一定的熱慣性，短時過載溫度不會馬上升高把電動機燒壞，允許電動機短時過載運行；（2）、工作過程中會出現(xiàn)某些意想不到的因素（例如對負載估計有誤差、某些突發(fā)負載變化，如鑄件加工中碰到的白口點等）。允許過載的大小與過載的持續(xù)時間長短有關，并受最大力矩（交流電機）或最大電流限制（直流電機）。對于異步電動機過載能力受Tmax限制

TLmax＜Tmax

一般取0.8Tmax

對于直流電動機過載能力受Imax限制；

ILmax

＜Imax（直流電動機的力矩T∝I）。3、啟動能力由于鼠籠式異步電動機的啟動轉(zhuǎn)矩一般較小，所以，為使電動機能可靠啟動，必須保證：

TL＜λstTN

λst=Tst/TN

即：TL＜Tst

直流電機的機械特性是一條直線，沒有啟動力矩的概念只要最大力矩的概念，換言之，啟動力矩足夠大，僅受制于最大電流Imax

。上述條件是保證電動機能長期正常工作的必要條件。電動機容量的選擇方法一般有計算法、統(tǒng)計法、類比法。7·2電動機的發(fā)熱與冷卻過程發(fā)熱的原因：轉(zhuǎn)子、定子的銅耗、鐵芯渦流損耗、機械損耗等。開始時電機的溫度較低，與環(huán)境溫度之差較小，發(fā)熱快散熱慢，電動機溫度升得快隨著電機溫度升高，溫差加大，散熱加快，電動機溫度上升速度減慢，最后達到發(fā)熱與散熱平衡升溫曲線降溫曲線溫升:電機溫度與環(huán)境溫度之差.7·3不同工作制下電動機容量的選擇

1、

恒負載連續(xù)工作型PN＞PL2、

變負載連續(xù)工作型根據(jù)等效發(fā)熱理論按（7·2）算出等效電流IdIN＞Id

或按（7·3）算出等效轉(zhuǎn)矩TdTN＞Td

3、短時工作制（工作時間10～90min）可根據(jù)短時工作時間的長短選擇合適的短時工作的專用電動機；或按PN＞PP/K選擇連續(xù)工作制普通電機（PP——短時實際負載功率；K——短時過載倍數(shù)，由圖7·6查得）。

4、重復短時工作制（工作時間及停止時間均較短10min以下）工作特點：工作時間tp＜(0.3～0.4)Th(Th——發(fā)熱時間常數(shù))停車時間t0＜(0.3～0.4)Th′(Th′——散熱時間常數(shù))根據(jù)暫載率

ε=工作時間/（工作時間＋停車時間）選擇重復短時工作制電動機；或連續(xù)工作型普通電動機。7·4、電動機容量選擇的統(tǒng)計法和類比法

7·5晶閘管供電對電動機的影響（自學）

7·6電動機的種類、電壓、轉(zhuǎn)速、結構形式的選擇一、電機種類選擇1、不調(diào)速系統(tǒng)一般情況下優(yōu)先選用鼠籠異步電機；2、調(diào)速系統(tǒng)，一般情況下優(yōu)先選用鼠籠異步電機變頻調(diào)速；（異步電機變頻調(diào)速，正取代直流調(diào)速、滑差電機調(diào)速、繞線電機調(diào)速）當調(diào)速精度要求特別高、響應速度特別快時選用交流伺服電機；當需要急劇制動，或持續(xù)反饋制動，再生能量大的場合，采用直流電機；（采用變頻調(diào)速容易出現(xiàn)直流母線過壓保護）二、額定電壓選擇1、

工業(yè)應用優(yōu)先選用三相交流380V，盡量少用單相220V，以減小三相電源不平衡；2、

家庭用電機優(yōu)先選用單相220V（相對安全）三、額定轉(zhuǎn)速選擇

1、

一般情況下優(yōu)先選用極對數(shù)少的高速電機配合減速器使用。

2、當單級減速器速比過大時，為避免增加減速器的級數(shù)，可考慮采用多極（一般P不大于4）電機，降低電動機額定轉(zhuǎn)速。因為增加一級減速，間隙和噪聲明顯增加。例執(zhí)行機構希望轉(zhuǎn)速為350rpm,若采用P=1的電機同步速3000rpm，減速比i=8.57,減速比過大，需要兩級減速，若P=2或P=3，減速比分別為i=4.28、i=2.86，這兩個速比均可用一級減速實現(xiàn)，故可選同步速為1500rpm或1000rpm的電動機。至于后兩者那個更合適，當輸出轉(zhuǎn)矩大于負載轉(zhuǎn)矩時，就要看減速后兩者的輸出功率與克服負載所需的功率最接近者最合適。四、結構形式的選擇1、

根據(jù)是否需要防護，當不需要防護時，工作環(huán)境好的優(yōu)先選用開啟式電機（散熱好）；一般的目前多采用封閉式電動機，我們常見的都是封閉式電動機；2、

當需要防護的，應