機電傳動控制系統(tǒng)中電動機的選擇.ppt

1、第14章 機電傳動控制系統(tǒng)中電動機的選擇,掌握電動機發(fā)熱與冷卻的規(guī)律; 掌握電動機容量的選擇方法,注意電動機運行時的允許溫度,過載能力與起動轉矩; 熟悉電動機種類,電壓,轉速和型式的選擇方法.,電動機容量選擇的原則,研究容量選擇的必要性,容量選擇的基本原則,2）過載能力:電動機的最大轉矩(異步電動機)或最大允許電流(直流電動機)必須大于運行過程中可能出現的最大負載轉矩或最大負載電流.,1）發(fā)熱:電動機在工作時,其最高工作溫度小于等于電動機絕緣所允許的最高工作溫度.,3）起動能力:保證鼠籠式異步電動機能可靠起動.,第14章 機電傳動控制系統(tǒng)中電動機的選擇,-對異步電機,-對直流電機,電動機的發(fā)熱

2、與冷卻,電動機絕緣分級,絕緣的溫度等級: A級 E級 B級 F級 H級 最高允許溫度（）: 105 120 130 155 180,如:JO2系列電動機采用E級絕緣材料; Y系列電動機采用B級絕緣材料.,電動機的工作制(3種)(國際電工委員會(IEC)將工作制分為8種) 電動機的運行方式按發(fā)熱情況分: 1)長期連續(xù)工作制; 2)短時工作制; 3)重復短時工作制.,第14章 機電傳動控制系統(tǒng)中電動機的選擇,影響電機發(fā)熱因素:負載大小、持續(xù)時間、工作方式,不同工作制下電機容量的選擇,連續(xù)工作制下電機容量的選擇,1）帶恒定負載時電機容量的選擇,恒功率負載：如風機、泵、重型車床、立式車床、齒輪銑床的主

3、運動,不需要進行最大轉矩和啟動轉矩校核。,第14章 機電傳動控制系統(tǒng)中電動機的選擇,選擇原則：,式中,Q-流量; -比重; H-揚程; -泵或風機的效率; 傳動效率,泵：,風機：,臥式車床：,式中，D為工件最大直徑(米),不同工作制下電機容量的選擇,連續(xù)工作制下電機容量的選擇,1）帶恒定負載時電機容量的選擇,例子：見教材,第14章 機電傳動控制系統(tǒng)中電動機的選擇,不同工作制下電機容量的選擇,連續(xù)工作制下電機容量的選擇,2）帶變動負載時電機容量的選擇,負載：如小型車床、自動車床的主軸電機、帶式運輸機、軋機等,第14章 機電傳動控制系統(tǒng)中電動機的選擇,不同工作制下電機容量的選擇,連續(xù)工作制下電機容

4、量的選擇,2）帶變動負載時電機容量的選擇,選擇方法：等效法或等值法,電機熱量的來源：鐵損和銅損及其機械損耗,等效前：,等效后：,式中，,第14章 機電傳動控制系統(tǒng)中電動機的選擇,不同工作制下電機容量的選擇,連續(xù)工作制下電機容量的選擇,2）帶變動負載時電機容量的選擇,等效電流：,等效轉矩：,等效功率：,選擇原則：,第14章 機電傳動控制系統(tǒng)中電動機的選擇,需要進行最大轉矩和啟動轉矩校核。,不同工作制下電機容量的選擇,連續(xù)工作制下電機容量的選擇,2）帶變動負載時電機容量的選擇,例:由一臺電動機直接拖動某生產機械,其轉矩變化負載圖如下圖所示.生產機械要求轉速n=1450r/min,試選擇電動機.,第

5、14章 機電傳動控制系統(tǒng)中電動機的選擇,不同工作制下電機容量的選擇,連續(xù)工作制下電機容量的選擇,2）帶變動負載時電機容量的選擇,解：1）初選電機,用等值轉矩法,初選型號：Y132S-4，PN=5.5kW; nN=1440rpm; Tst/TN=1.8;Tmax/TN=2;UN=380V,2）校核電機的過載能力,Tmax=2TN=2X36.5Nm=73Nm,TLmax=45Nm,TmaxTLmax,所以：選擇的電機型號合理,另外，也可選擇直流電機,第14章 機電傳動控制系統(tǒng)中電動機的選擇,不同工作制下電機容量的選擇,短時工作制電機容量的選擇,例如：閘門電機、刀架的快移、臥式車床與龍門刨床夾緊裝置

6、等,第14章 機電傳動控制系統(tǒng)中電動機的選擇,不同工作制下電機容量的選擇,短時工作制電機容量的選擇,1）選用短時工作制電機,Ts分成四種:10,30,60,90分鐘,選擇原則：,第14章 機電傳動控制系統(tǒng)中電動機的選擇,需要校核啟動能力和帶最大負載能力,不同工作制下電機容量的選擇,短時工作制電機容量的選擇,2）選用連續(xù)工作制的普通電機,過載倍數K：,選擇原則：,當,直接用過載能力和啟動能力來選擇電機。,第14章 機電傳動控制系統(tǒng)中電動機的選擇,過載倍數和tp/Th有關,不同工作制下電機容量的選擇,重復短時工作制電機容量的選擇,例如：起重機、電梯、組合機床等,負載持續(xù)率：,第14章 機電傳動控制

7、系統(tǒng)中電動機的選擇,一般一個工作周期不超過10min,一般有4種標準負載持續(xù)率 :15%,25%,40%,60%,不同工作制下電機容量的選擇,重復短時工作制電機容量的選擇,1 選用重復短時工作制的電機,選擇步驟：1）先計算負載的,2）如果負載的負載持續(xù)率同電機的額定負載持續(xù)率相同，則選對應的電機；如不同進行等效計算,3）,計算方法：,4）使PsN略大于Ps：,第14章 機電傳動控制系統(tǒng)中電動機的選擇,不同工作制下電機容量的選擇,重復短時工作制電機容量的選擇,1 選用重復短時工作制的電機,例143 有一起重機，其工作負載圖如圖147所示，其中P10 kw，工作時間tp0.91min，停車時間t0

8、234min，要求采用線繞式異步電動機，轉速為1000 rmin左右，試選用一臺合適的電動機。,第14章 機電傳動控制系統(tǒng)中電動機的選擇,不同工作制下電機容量的選擇,重復短時工作制電機容量的選擇,2 選用連續(xù)工作制下的普通電機,上例中：,注意：,第14章 機電傳動控制系統(tǒng)中電動機的選擇,不同工作制下電機容量的選擇,重復短時工作制電機容量的選擇,第14章 機電傳動控制系統(tǒng)中電動機的選擇,FANUC-10型 直流伺服電機機械特性,電機容量選擇的統(tǒng)計法和類比法,晶閘管供電對電機的影響,整流電路中的高頻分量對于電機的溫升和效率影響較大。,第14章 機電傳動控制系統(tǒng)中電動機的選擇,電機容量選擇的注意事項

9、,1)一般情況下,按發(fā)熱條件選擇電動機功率,然后再校驗其過載能力; 2)由晶閘管整流裝置供電的電動機,其容量要適當選大一點; 3)可以按經驗選擇電動機容量,例如按經驗公式計算.,第14章 機電傳動控制系統(tǒng)中電動機的選擇,電動機的種類、電壓和結構形式的選擇,根據負載性質來選擇電機類型,(1)對于不要求調速、對啟動性能亦無過高要求的生產機械，應優(yōu)先考慮使用一般鼠籠式異步電動機。若要求啟動轉矩較大，則可選用高啟動轉矩的鼠籠式異步電動機。 (2)對于要求經常啟動、制動，且負載轉矩較大、又有一定調適要求的生產機械，應考慮選用線統(tǒng)式異步電動機；對于周期性波動負載的生產機械，為了削平尖峰負載，一般都采用電動

10、機帶飛輪工作，這種情況下也應選用線繞式異步電動機。 (3)對于只需要幾種速度而不要求無級調速的生產機械，為了簡化變速機構，可選用多速異步電動機。 (4)對于要求恒速穩(wěn)定運行的生產機械且需要補償電網功率因數的場合，應優(yōu)先考慮選用同步電動機。 (5)對于需要大啟動轉矩又要求恒功率調速的生產機械，常選用直流串勵或復勵電動機。 (6)對于要求大范圍無級調速且要求經常啟動、制動、正反轉的生產機械，可選用帶調速裝置的直流電動機或鼠籠式異步電動機、同步電動機。 (7)對于要求調速范圍很寬的生產機械，也可從機械變速和電氣調速二者結合起來考慮，易于收到技術和經濟指標較高的效果。,第14章 機電傳動控制系統(tǒng)中電動機的選擇,電動機的種類、電壓和結構形式的選擇,電機電壓等級的選擇,交流電機：按照功率選擇； 直流電機：按照整流電路選擇,電機額定轉速的選擇,高速電機成本低，體積小，效率高。,1）不需要調速的高轉速與中轉速的機械，一般應選相應額定轉速的異步電動機或同步電動機，直接與機械相連接； 2)不需要調速的低速運轉的機械，一般是選用適當轉速的電動機通過減速機構來傳動； 3)對于需要調速的機械，電動機的最高轉速應與生產機械的最高轉速相適應，采用直接傳動或通過減速機構來傳