机电产品设计实例与分析第十四章.

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1、第14章 机电传动控制系统中电动机的选择掌握电动机发热与冷却的规律;掌握电动机容量的选择方法,注意电动机运行时的允许温度,过载能力与起动转矩;熟悉电动机种类,电压,转速和型式的选择方法.电动机容量选择的原则研究容量选择的必要性容量选择的基本原则2）过载能力:电动机的最大转矩(异步电动机)或最大允许电流(直流电动机)必须大于运行过程中可能出现的最大负载转矩或最大负载电流.1）发热:电动机在工作时,其最高工作温度小于等于电动机绝缘所允许的最高工作温度.3）起动能力:保证鼠笼式异步电动机能可靠起动.amaxNmLTTTmaxmaxNILIIImaxmaxNstLTT第14章 机电传动控制系统中电动机

2、的选择-对异步电机-对直流电机电动机的发热与冷却0m电动机绝缘分级绝缘的温度等级: A级 E级 B级 F级 H级 最高允许温度（）: 105 120 130 155 180 如:JO2系列电动机采用E级绝缘材料; Y系列电动机采用B级绝缘材料. 电动机的工作制(3种)(国际电工委员会(IEC)将工作制分为8种)电动机的运行方式按发热情况分:1)长期连续工作制;2)短时工作制;3)重复短时工作制.第14章 机电传动控制系统中电动机的选择影响电机发热因素:负载大小、持续时间、工作方式不同工作制下电机容量的选择连续工作制下电机容量的选择1）带恒定负载时电机容量的选择恒功率负载：如风机、泵、重型车床、

3、立式车床、齿轮铣床的主运动LNPP 不需要进行最大转矩和启动转矩校核。不需要进行最大转矩和启动转矩校核。第14章 机电传动控制系统中电动机的选择选择原则：选择原则： 式中,Q-流量; -比重; H-扬程; -泵或风机的效率; 传动效率 54. 15 .36 DPL泵：21102HQPL风机：21102QHPL12式中，D为工件最大直径(米)不同工作制下电机容量的选择连续工作制下电机容量的选择1）带恒定负载时电机容量的选择第14章 机电传动控制系统中电动机的选择不同工作制下电机容量的选择连续工作制下电机容量的选择2）带变动负载时电机容量的选择负载：如小型车床、自动车床的主轴电机、带式运输机、轧机

4、等第14章 机电传动控制系统中电动机的选择不同工作制下电机容量的选择连续工作制下电机容量的选择2）带变动负载时电机容量的选择选择方法：等效法或等值法电机热量的来源：铁损和铜损及其机械损耗nntRIPtRIPtRIP)()()(2222121 niidtRIP12)( ninitttt121等效前：等效后：式中，第14章 机电传动控制系统中电动机的选择不同工作制下电机容量的选择连续工作制下电机容量的选择2）带变动负载时电机容量的选择nnndttttPtPtpP.212222121nnndttttItItII.212222121nnndttttTtTtTT.212222121等效电流：等效转矩：等

5、效功率：dNPP 选择原则：第14章 机电传动控制系统中电动机的选择需要进行最大转矩和启动转矩校核。需要进行最大转矩和启动转矩校核。不同工作制下电机容量的选择连续工作制下电机容量的选择2）带变动负载时电机容量的选择例:由一台电动机直接拖动某生产机械,其转矩变化负载图如下图所示.生产机械要求转速n=1450r/min,试选择电动机.第14章 机电传动控制系统中电动机的选择不同工作制下电机容量的选择连续工作制下电机容量的选择2）带变动负载时电机容量的选择解：1）初选电机nnndttttTtTtTT.212222121Nm8 .33kWnTPdL13. 5955014508 .339550用等值转矩

6、法初选型号：Y132S-4，PN=5.5kW; nN=1440rpm; Tst/TN=1.8;Tmax/TN=2;UN=380V2）校核电机的过载能力Tmax=2TN=2X36.5Nm=73NmTLmax=45NmTmaxTLmax所以：选择的电机型号合理另外，也可选择直流电机第14章 机电传动控制系统中电动机的选择不同工作制下电机容量的选择短时工作制电机容量的选择例如：闸门电机、刀架的快移、卧式车床与龙门刨床夹紧装置等第14章 机电传动控制系统中电动机的选择不同工作制下电机容量的选择短时工作制电机容量的选择1）选用短时工作制电机Ts分成四种:10,30,60,90分钟ppsstPtP22sp

7、psttPP/SNPP 选择原则：第14章 机电传动控制系统中电动机的选择需要校核启动能力和带最大负载能力不同工作制下电机容量的选择短时工作制电机容量的选择2）选用连续工作制的普通电机过载倍数K：NpPPK/KPPpN/选择原则：当hptt)4 . 03 . 0(直接用过载能力和启动能力来选择电机。第14章 机电传动控制系统中电动机的选择过载倍数和tp/Th有关不同工作制下电机容量的选择重复短时工作制电机容量的选择%1000tttpp例如：起重机、电梯、组合机床等负载持续率：第14章 机电传动控制系统中电动机的选择一般一个工作周期不超过10min不同工作制下电机容量的选择重复短时工作制电机容量

8、的选择s1 选用重复短时工作制的电机25. 0PPPsNs第14章 机电传动控制系统中电动机的选择不同工作制下电机容量的选择重复短时工作制电机容量的选择1 选用重复短时工作制的电机例143 有一起重机，其工作负载图如图147所示，其中P10 kw，工作时间tp0.91min，停车时间t0234min，要求采用线绕式异步电动机，转速为1000 rmin左右，试选用一台合适的电动机。第14章 机电传动控制系统中电动机的选择不同工作制下电机容量的选择重复短时工作制电机容量的选择2 选用连续工作制下的普通电机%100PPPsNskWPs3 . 5%100%2810择；时，按可短时工作制选%10上例中：

9、注意：可按连续工作制选择；70%大些。时，选择的容量要适当min20ttp第14章 机电传动控制系统中电动机的选择不同工作制下电机容量的选择重复短时工作制电机容量的选择第14章 机电传动控制系统中电动机的选择FANUC-10型 直流伺服电机机械特性电机容量选择的统计法和类比法晶闸管供电对电机的影响整流电路中的高频分量对于电机的温升和效率影响较大。第14章 机电传动控制系统中电动机的选择电机容量选择的注意事项1)一般情况下,按发热条件选择电动机功率,然后再校验其过载能力;2)由晶闸管整流装置供电的电动机,其容量要适当选大一点;3)可以按经验选择电动机容量,例如按经验公式计算.第14章 机电传动控

10、制系统中电动机的选择电动机的种类、电压和结构形式的选择根据负载性质来选择电机类型(1)对于不要求调速、对启动性能亦无过高要求的生产机械，应优先考虑使用一般鼠笼式异步电动机。若要求启动转矩较大，则可选用高启动转矩的鼠笼式异步电动机。(2)对于要求经常启动、制动，且负载转矩较大、又有一定调适要求的生产机械，应考虑选用线统式异步电动机；对于周期性波动负载的生产机械，为了削平尖峰负载，一般都采用电动机带飞轮工作，这种情况下也应选用线绕式异步电动机。(3)对于只需要几种速度而不要求无级调速的生产机械，为了简化变速机构，可选用多速异步电动机。(4)对于要求恒速稳定运行的生产机械且需要补偿电网功率因数的场合

11、，应优先考虑选用同步电动机。(5)对于需要大启动转矩又要求恒功率调速的生产机械，常选用直流串励或复励电动机。(6)对于要求大范围无级调速且要求经常启动、制动、正反转的生产机械，可选用带调速装置的直流电动机或鼠笼式异步电动机、同步电动机。(7)对于要求调速范围很宽的生产机械，也可从机械变速和电气调速二者结合起来考虑，易于收到技术和经济指标较高的效果。第14章 机电传动控制系统中电动机的选择电动机的种类、电压和结构形式的选择电机电压等级的选择交流电机：按照功率选择；直流电机：按照整流电路选择电机额定转速的选择高速电机成本低，体积小，效率高。1）不需要调速的高转速与中转速的机械，一般应选相应额定转速的异步电动机或同步电动机，直接与机械相连接；2)不需要调速的低速运转的机械，一般是选用适当转速的电动机通过减速机构来传动；3)对于需要调速的机械，电动机的最高转速应与生产机械的最高转速相适应，采用直接传动或通过减速机构来传动；4)对于经常启动、制动和反转的生产机械，要着重考虑缩短过渡过程，减少启动、制动时间，提高生产率，所以要选择惯量小的电机。第14章 机电传动控制系统中电动机的选择电动机的种类、电压和结构形式的选择电机结构形式的选择1）开启式2）防护式3）封闭式4）防爆式第14章 机电传动控制系统中电动机的选择作业作业147、8、12