第一节 电动机的发热和冷却及电动机工作制的分类
电动机的工作制的划分完整版
电动机的工作制的划分 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】电动机的工作制的划分电机工作制是对电机承受负载情况的说明，包括启动、电制动、负载、空载、断能停转以及这些阶段的持续时间和先后顺序。
工作制分为如下10类：a) 连续工作制---S1，在恒定负载下的运动时间足以使电机达到热稳定。
b) 短时工作制---S2，在恒定负载下按给定的时间运行。
该时间不足以使电机达到热稳定，随之即断能停转足够时间，使电机再度冷却到与冷却介质温度之差在2K以内。
c) 断续周期工作制---S3。
按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段恒定负载运行时间和一段断能停转时间。
这种工作制中每一周期的启动电流不致对温升产生显着影响。
d) 包括启动的断续同期工作制---S4。
按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段对温升有显着影响的启动时间、一段恒定负载运行时间和一段断能停转时间。
e) 包括电制动的断续周期工作制---S5。
按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段启动时间、一段恒定负载运行时间、一段快速电制动时间和一段断能停转时间。
f) 连续周期工作制---S6。
按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段恒定负载运行时间和一段空载运行时间，无断能停转时间。
g) 包括电制动的连续周期工作制---S7。
按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段启动时间、一段恒定负载运行时间和一段电制动时间，无断能停转时间。
h) 包括负载一转速相应变化的连续周期工作制---S8。
按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段在预定转速下恒定负载运行时间，和一段或几段在不同转速下恒定负载运行时间（例如变极多速感应电动机），无断能停转时间。
i) 负载和转速作非周期变化工作制---S9。
负载和转速在允许的范围内作非周期变化。
这种工作制包括经常性过载，其值可远远超过基准负载。
10 离散恒定负载工作制---S10。
c14-PPT课件
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电气工程系
Department of Electrical Engineering
第二节 连续工作制电动机的选择
一、常值负载下电动机功率的选择
在计算出负载功率 PZ 后，选择额定功率 PN
PN ≥ PZ
m 0 P P ( k 1 ) k N 40 C m
在周围环境温度不同时，电动机功率可粗略地相应增减。环境温度 低于30℃时，一般电动机功率也只增加8％。
90 9810 ( 20 5 ) 3 3600 P 10 kW 8 . 3 kW Z 0 . 78 0 . 95
380 V P kW U 选一台Y2系列的异步电动机即可，其数据为： N N 10
3 m /hou [例14-1 ] 一台与电动机直接联结的离心式水泵，流量为 90 扬程20m，吸程5m，转速为 2900 ，泵的效率 B 0.78，试 r/min 选择电动机。 VH 3 P 10 解 水泵在电动机轴上的负载功率为： z B
3 m /s ） 式中， V——泵每秒排出的水量（
对于笼型异步电动机，有时还须进行起动能力的校验。
第一节 电动机的发热和冷却及电动机工作制的分类 一、电动机的发热过程
Δ PP P P ( 1 / ) 1 1 2 2 电动机的发热是由于工作时， Δ PP ( 1 ) 在其内部产生损耗 P 造成的 ， 1 Δ Pp 其值为 0 p Cu
二、电动机的冷却过程
电动机的冷却可能有两种情况。 其一是负载减小，电动机损耗 功率△P 下降时；其二是电动 机自电网断开，不再工作，电 动机的△P 变为零。
电动机冷却 过程的曲线
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电气工程系
Department of Electrical Engineering
第08章 电机的发热与冷却
电机的发热与冷却
• 电机的额定容量还与使用环境有关，若环境温度、冷却介质、 海拔和相对湿度等与规定的不同，则要对额定容量进行修正。 如在高海拔地区使用，空气稀薄，冷却能力差，则应该降低 电机的额定容量。
• 冷却方式对电机的额定容量影响很大，冷却能力越强，电机 各部件的温度越低，额定容量越大。
• 电机的额定容量还与工作制有关，同一台电机，若运行在不 同的工作制下，其额定容量不同。例如，长期运行时的温升 要高于短时运行，其额定容量要小于后者。
电机的发热与冷却
温度测量方法的不同，会造成测量结果的不同。在规定温升限
度的同时，还应规定相应的温度测量方法。
• 温度计法
该方法直接测量温度，非常简便，但只能测量电机各部分的 表面温度，无法得到内部的最高温度和平均温度。
• 电阻法
绕组的电阻R随温度t的升高而增大，满足以下规律
R
R0
T0 t T0 t0
电机的发热与冷却
在电机中，电机的底座和电机周围的空气通常都是不良导热 体，因此热传导主要发生在电机内部。 电机内的热源主要是绕组损耗和铁心损耗，绕组损耗所产生的 热量借助于热传导作用从绕组穿过绝缘传递到铁心中，与铁心 产生的热量一起被传导到电机表面。 可以看出，绕组热量的传导比铁心中热量的传导经过的材料 多，故绕组温度通常高于铁心温度。 将温度场中温度相同的点连接起来，就得到等温线或等温面。 各点热量传导的方向总是与该点温度的空间变化率最大的方向 一致，也就是与通过该点的等温线或等温面的法线方向一致。
是制造厂对电机在相应的变速范围内的变动负载（包括过载） 和各种条件的规定。 • 离散恒定负载工作制定额 • 等效负载定额 一种为试验目的而规定的定额。
电机的发热与冷却
电机工作制
电机工作制
电机是一种可以将电能转换成机械能的电动机，它是发电厂、车轮、电动机、风力发电机和风机等许多机械式设备的关键部件。
由于电机能够有效地进行功率转换，可以大大提高设备的运行效率，因此在工业生产过程中得到了广泛的应用。
电机的工作分为启动和运行，启动时电机需要较大的力矩，以便能够启动和转动负载，因此需要电机经过适当的调节以获得最佳的效果。
一般来说，电机的工作分为开关制和调速制，这两种工作制各有优缺点，应根据实际需要选择不同的方式。
开关制主要指在电机启动时采用接通分断开关来控制电机的转
速和运行状态，在电机工作中分配不同的电流、电压及控制方式，能够有效地控制电机的转速和功率。
但该工作制的缺点是会对电机造成消耗，同时电机的调速功能有限，只能提供几个固定的转速档位，因而无法满足复杂的调速要求。
调速制是一种更加先进的工作制，它能够有效地改变电机的转速，实现对负载机械设备的调速控制。
该工作制主要是通过调节电源电压和频率来控制电机的转速，从而实现调速的目的，它效率高、噪声低、精度高，因此在工业设备中的应用越来越广泛。
为了更好地满足不同行业的调速需求，电机的调速制也有多种不同的方式，如电子开关调速、磁控调速、电动机调速和柴油机调速等，它们都有着优秀的调速性能。
总而言之，电机工作制是电机运行过程中必不可少的一个环节，
因此在实际应用中应根据实际需要选择最合适的方式。
此外，要延长电机的使用寿命，并有效地提高电机的效率，还需正确安装和调节，严格按照电机的操作规程及使用说明书进行操作，以确保电机的正常使用。
电动机的工作制的划分
电动机的工作制的划分 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】电动机的工作制的划分电机工作制是对电机承受负载情况的说明，包括启动、电制动、负载、空载、断能停转以及这些阶段的持续时间和先后顺序。
工作制分为如下10类：a) 连续工作制---S1，在恒定负载下的运动时间足以使电机达到热稳定。
b) 短时工作制---S2，在恒定负载下按给定的时间运行。
该时间不足以使电机达到热稳定，随之即断能停转足够时间，使电机再度冷却到与冷却介质温度之差在2K以内。
c) 断续周期工作制---S3。
按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段恒定负载运行时间和一段断能停转时间。
这种工作制中每一周期的启动电流不致对温升产生显着影响。
d) 包括启动的断续同期工作制---S4。
按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段对温升有显着影响的启动时间、一段恒定负载运行时间和一段断能停转时间。
e) 包括电制动的断续周期工作制---S5。
按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段启动时间、一段恒定负载运行时间、一段快速电制动时间和一段断能停转时间。
f) 连续周期工作制---S6。
按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段恒定负载运行时间和一段空载运行时间，无断能停转时间。
g) 包括电制动的连续周期工作制---S7。
按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段启动时间、一段恒定负载运行时间和一段电制动时间，无断能停转时间。
h) 包括负载一转速相应变化的连续周期工作制---S8。
按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段在预定转速下恒定负载运行时间，和一段或几段在不同转速下恒定负载运行时间（例如变极多速感应电动机），无断能停转时间。
i) 负载和转速作非周期变化工作制---S9。
负载和转速在允许的范围内作非周期变化。
这种工作制包括经常性过载，其值可远远超过基准负载。
10 离散恒定负载工作制---S10。
电机的发热和冷却
10.3 电机的冷却方式
电机的冷却情况决定了电机的温升，温升又直接 影响电机的使用寿命和额定容量，由此可见，冷却问 题对电机具有重要意义。 1、电机的冷却介质 指能够直接或间接地把电机热量带走的物质。如 空气、氢气、水和油等。 2、分类 （1）按冷却介质的不同，一般电机的冷却可分为两类： 气体冷却和液体冷却。 中小型电机一般都利用空气来进行通风冷却。按 其冷却方式可分为自然冷却、自通风冷却、强迫通风 冷却以及管道通风冷却等数种方式。
2、电机的工作方式
电机工作时，其温升不仅决定于负载的大小，而且
与负载的持续时间有关系，同一台电机，如果工作时
间长短不同，则能够承担的负载功率也不同。为了适 应不同负载的需要，电机制造时，按负载持续时间的
不同，把电机分成为三种工作方式或三种工作制。
（1）连续（长期）工作制
电机连续工作时间长，其工作时间ton >(3~4)T，
如水闸闸门的起闭机械等。
电机在短时工作时，其容量往往只受过载能力和起动
能力的限制，因此专门为短时工作制设计的电机，其
过载能力和起动转矩都较大。我国生产的短时工作制 电机，其工作时间有15min 、30min、60min、 90min四种定额。
三、重复短时(断续周期)工作制 重复短时工作制又称为断续周期工作制。其特点 是：工作和停止周期性地交替进行，但工作时间和停 止时间都较短，ton<(3~4)T，toff <(3~4)T，且规定工 作周期 。工作时温升增加，但达不到稳定值 ；停止时 温升下降，但降不到零。每个周期结束时的温升都比 开始时的温升高，这样经过若干个周期后，就会出现 一个周期内温升的增长和降落相等的情况，这时温升 就达到一个稳定的波动状态，即在最高温升 与最低温 升 之间波动，平均温升不变。属于此类工作制的生产 机械有起重机、电梯、轧钢辅助机械、某些自动机床 的工作机构等。
《电机与拖动基础》教学大纲
山西大同大学工学院《电机与拖动基础》教学大纲大纲适用：自动化专业、电气工程及自动化等相关专业总学时：80学时，4学分编写：机电工程系执笔：王官升一、大纲说明（一）课程的性质和任务本课程是自动化专业、电气工程及自动化等相关专业的一门专业技术基础课，其任务是使学生掌握电机的基本结构、工作原理和性能参数，电力拖动系统的各种运行方式、动静态性能分析以及电机选择和实验方法，电力拖动系统的基本理论，计算方法；同时要求掌握基本的实验方法和操作技能以及常用电气仪表（器）的使用。
为进一步学习“电力电子拖动自动控制系统”、“PLC控制系统”等课程准备必要的基础知识。
（二）本课程与其它课程的关系学习本课程必须具备“电路原理”或“电工基础”课程的基本知识。
三、教学内容及基本要求绪论第一章电机的基本原理第一节电磁感应掌握电磁感应定律及物理意义第二节机电能量转换基本原理了解磁路的基本概念和分析方法第三节电机的基本结构与工作原理掌握电机的基本原理和结构第四节电机的能量损耗与发热理解电机的能量损耗与发热过程第二章电力拖动系统的动力学基础第一节电力拖动系统的运动方程掌握电力拖动的系统的运动方程，并能熟练运用于电力拖动系统的分析和研究第二节生产机械的负载转矩特性了解生产机械的负载特性，掌握各种负载特性的特点第三节电力拖动系统的稳态分析——稳定运行的条件掌握电力拖动系统的稳态分析方法，并能用于分析电力拖动系统的稳定问题第四节电力拖动系统的动态分析——过渡过程分析第五节多轴系统电力拖动系统的简化第三章直流电机原理第一节直流电机工作原理及结构掌握直流电机的基本原理和结构第二节直流电机电枢绕组磁场掌握直流电机的电枢绕组和磁场的磁通分布第三节电枢绕组感应电动势和电磁转矩掌握感应电动势和电磁转矩的计算方法第四节直流电机的基本方程和工作特性了解直流电机的基本方程和工作特性第四章直流电动机拖动基础第一节直流电动机机械特性分类第二节他励直流电动机的机械特性了解他励直流电动机的机械特性第三节他励直流电动机的起动了解他励直流电动机的起动第四节他励直流电动机的调速掌握他励直流电动机的调速指标、方法、方式与负载类型第五节他励直流电动机的制动了解他励直流电动机的制动第六节他励直流电动机的四象限运行第五章变压器第一节变压器的用途、结构及铭牌掌握变压器的基本原理与结构第二节变压器的空载运行和负载运行了解变压器的空载运行和负载运行第三节变压器的等效电路和参数测定掌握变压器的等效电路和参数测定第四节变压器的运行特性了解变压器的运行特性第五节三相变压器掌握三相变压器的结构特点第六节其它用途的变压器第六章交流电机的旋转磁场理论第一节电枢绕组的磁动势了解电枢绕组的磁动势第二节旋转磁场的形成和特点理解旋转磁场的形成和特点第三节交流电机的主磁通和漏磁通理解交流电机的主磁通和漏磁通第七章异步电机原理第一节概述第二节三相异步电动机的结构及工作原理掌握异步电机的结构和运行方式第三节异步电动机转子静止时的电磁关系掌握异步电动机的电磁关系第四节异步电动机转子旋转时的电磁关系理解异步电动机的功率关系，转矩的关系第五节对称运行的等值电路及相量图第六节负载运行的功率和转矩第七节异步电动机负载运行的功率和转矩第八节三相异步电动机的工作特性了解异步电机的工作特性第八章同步电动机的原理第一节同步电动机的结构和工作原理掌握同步电动机的结构和基本工作原理第二节同步电动机电压方程式和相量图第三节同步电动机电压平衡方程式和相量图能掌握同步电动机的电压方程和相量图第四节同步电动机功率方程功角特性理解同步电机的功率方程和功角特性第五节同步电动机的功率因数及U形曲线理解同步电动机的功率因数调节和U形曲线第八章交流电机拖动基础第一节异步电动机的机械特性理解异步电动机的机械特性第二节异步电动机的起动掌握异步电动机的起动方式第三节异步电动机的调速了解异步电动机的调速方法第四节异步电动机的制动了解异步电动机主要的三种制动方法第十章电力拖动系统电动机的选择第一节电动机的型号和铭牌参数理解电动机的型号和铭牌参数第二节电动机的绝缘等级与工作制分类了解电动机的绝缘材料及工作制分类第三节不同工作制下电动机的功率选择了解电动机不同工作制下的功率选择第四节电动机额定数据的选择理解电动机的额定数据第十一章特种电机第一节单相异步电动机掌握单相异步电动机的工作原理及分类第二节磁阻式同步电动机了解磁阻式同步电动机的工作原理、基本结构与起动问题第三节磁滞式同步电动机了解磁滞同步电动机的基本结构及工作原理第四节步进电动机了解步进电动机的基本结构及工作原理第六节直线电动机了解直线电动机的基本结构及工作原理。
电力传动控制系统_运动控制系统[习题解答]
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电力传动控制系统——运动控制系统（习题解答）第1章电力传动控制系统的基本结构与组成 (1)第2章电力传动系统的模型 (13)第3章直流传动控制系统 (18)第4章交流传动控制系统 (30)第5章电力传动控制系统的分析与设计* (38)第1章电力传动控制系统的基本结构与组成1. 根据电力传动控制系统的基本结构，简述电力传动控制系统的基本原理和共性问题。
答：电力传动是以电动机作为原动机拖动生产机械运动的一种传动方式，由于电力传输和变换的便利，使电力传动成为现代生产机械的主要动力装置。
电力传动控制系统的基本结构如图1-1所示，一般由电源、变流器、电动机、控制器、传感器和生产机械（负载）组成。
图1-1 电力传动控制系统的基本结构电力传动控制系统的基本工作原理是，根据输入的控制指令（比如：速度或位置指令），与传感器采集的系统检测信号（速度、位置、电流和电压等），经过一定的处理给出相应的反馈控制信号，控制器按一定的控制算法或策略输出相应的控制信号，控制变流器改变输入到电动机的电源电压、频率等，使电动机改变转速或位置，再由电动机驱动生产机械按照相应的控制要求运动，故又称为运动控制系统。
虽然电力传动控制系统种类繁多，但根据图1-1所示的系统基本结构，可以归纳出研发或应用电力传动控制系统所需解决的共性问题：1）电动机的选择。
电力传动系统能否经济可靠地运行，正确选择驱动生产机械运动的电动机至关重要。
应根据生产工艺和设备对驱动的要求，选择合适的电动机的种类及额定参数、绝缘等级等，然后通过分析电动机的发热和冷却、工作制、过载能力等进行电动机容量的校验。
2）变流技术研究。
电动机的控制是通过改变其供电电源来实现的，如直流电动机的正反转控制需要改变其电枢电压或励磁电压的方向，而调速需要改变电枢电压或励磁电流的大小；交流电动机的调速需要改变其电源的电压和频率等，因此，变流技术是实现电力传动系统的核心技术之一。
3）系统的状态检测方法。
电机的计算及选型.pdf
15%，25%，40%，60% 四种。.
end
§4 电动机的负载功率计算
一、常值负载功率PL的计算
⒈ 直线运动的生产机械
PL
Fv
102
kW
或PL
Fv
103 kW
F —— 生产机械的静阻力，单位：kg
F 的单位：N
v —— 生产机械的运动速度，单位：m/s v 的单位：m/s
★ 当起动、制动、调速等性能采用交流电动机无法满足时，
则采用直流电动机或晶闸管—直流电动机（KZ—D）系统.。
电动机型式
⒈ 开启式： ⒉ 防护式： ⒊ 封闭式： ⒋ 防爆式：
电动机额定转速
⒈ 电动机连续工作，很少起制动或反转。 ⒉ 电动机经常起制动及正反转，但过渡过程的
持续时间对生产率影响不大。 ⒊ 电动机经常起制动及正反转，过渡过程的
持续时间对生产率影响较大。
电动机额定电压
⒈ 交流电动机按供电电网情况进行选择 电压等级分为：380V、3kV、6kV、10kV
⒉ 直流电动机也要与电源电压相配合 常用的电压等级有：110V、220V、440V
决定电动机容量的主要因素：发热与温升。. end
§1 电动机的发热与冷却
一、电机中热量的传导
电机的各种损耗形成不同的热源，自电机内部 通过不同的材料传递到电机表面，这就是传导。 使用导热系数可以描述传导过程。 导热系数大，传导性能好。 金属材料的导热系数大，绝缘材料的导热系数小， 空气的导热系数最小。
应采取措施改善电机内部的热传导过程。如 ★采用耐压强度高、导热性能好的绝缘材料； ★采用浸漆的方法赶走槽内的空气、增强绝缘
电机的稳态温升 .
在零初始条件下，上述方程的解为
电机工作制
电机工作制
电机是一种常用的电动机，被广泛应用于机械、电气等领域，具有强大的转动能力。
电机在工作过程中，会有不同的工作制，可以根据实际需要进行选择和应用，以满足用户的不同需求。
一、直流电机工作制
直流电机的工作机制是由电源送入直流电流，经过电磁转换器的变换，产生磁场，激励电机的转动。
由于电源的额定电压和电流是固定的，所以这种电机在启动、减速和停止时，都需要外部的装置来调节，否则无法正常工作。
二、交流电机工作制
交流电机的工作机制是由交流电源输入电压和电流，再经过电磁转换器进行变换，产生磁场，激励电机的转动。
由于电源的额定电压可以通过变压器的变化来调节，而电流的变化可以通过控制继电器的开关来实现，所以可以通过这两个装置更好地控制交流电机的启动、减速和停止。
三、特殊电机工作制
特殊电机工作机制是由电源输入高频波形电压和电流，经过电磁转换器进行变换，产生磁场，激励电机的转动，通过控制变频器的频率，从而达到调节电机的运转，可以满足特殊电机的快速启动以及精确控制的需求。
四、传动系统
传动系统是电机的运转必不可少的一部分，将电机的转动能量传
输到机床的转子上，从而达到机床的驱动，以满足实际的工作要求。
常见的传动系统包括减速箱、皮带轮、行星齿轮和传动轮等。
总结
电机工作制是电机用于机械设备驱动的关键机制，根据电机的不同种类、性能参数，有不同的工作制，例如直流电机、交流电机和特殊电机的工作制，根据具体的应用场景，可以根据实际需要进行选择和应用。
此外，还需要传动系统进行联动，才能实现电机的正常运转，满足工作要求。
电动机发热与冷却
浅谈电动机的发热与冷却摘要：简要介绍电动机热量产生和传递的过程、对电动机正常运行产生的影响和电动机的冷却方式。
关键词：电动机发热热传导冷却电动机（简称电机）在能量转换过程中，其内部将同时产生损耗。
由于损耗的存在，一方面将直接影响到电机的效率和运行的经济性；另一方面，由于损耗的能量最终转化为热能，从而使电机各部分的温度升高。
这将直接影响到电机所用的绝缘材料的寿命，并限制电机的输出，严重时能够将电机烧毁。
因此，一要在设计时注意合理减少电机的损耗；二要努力改善冷却条件，使热量能有效地、尽快地散发出去。
1.电机热量的产生、传导与散出电机中的热源主要是绕组及其铁芯中的损耗。
绕组和铁芯内部均会产生热量，绕组中的损耗与电流的平方成正比。
铁芯内部的热量是由涡流而产生的。
绕组中所产生的热量借传导作用，从铜线穿过绝缘层传到铁芯上，再加上铁芯中产生的热量，一起由铁芯传到电枢的表面，然后借助于对流及辐射作用，把热量散发到周围的空气中。
根据热传导知识可知，热量都是从高温部位传向相对低温部位。
从这样的热传导途径中，可以得出这样的结论：绕组的温度通常总是高于铁芯的温度。
若想降低绕组的温升，一方面要增强电机内部的传热能力，另一方面应该增强部件表面的散热能力。
为了使电机绕组内部热量比较容易地传导到散热表面，应该设法选择导热性能好、耐压强度高、绝缘性能好的绝缘材料。
要求在保证绝缘性能的情况下，降低绝缘层的厚度。
同时，还应设法清除线槽内的导热性能不佳的空气层，如：用油漆等来充填导线与铁芯的间隙。
这样做不仅可以改善导热性能，又可以增强电机的绝缘性能以及机械性能。
电机表面的散热能力与散热表面的面积、空气对冷却表面的速度等因素有关。
一般是采用增大散热面积、改善表面散热性能、增加冷却介质的流动速度以及降低冷却介质的温度等措施来增加散热能力。
电动机在运行时，若温度超过一定的值，首先损坏的是绕组的绝缘。
因为电机中的绝缘材料是耐热性能最差的部分。
大型电机的损耗、发热和冷却
大型电机的损耗、发热和冷却摘要大型发电机是电网的主要设备之一，是电能的直接生产者。
大型电机的发展在整个国民经济的发展中占有重要地位。
从电力生产，电网运行、管理的经济性和供电质量来看，电网中主力机组的单机容量应与电网总容量维持一定的比例，例如6～8%。
单机容量越大，则单位容量成本下降，材料消耗降低，其经济性能就越好。
但增加容量势必要增加电机的损耗，同时电机的发热和温升也会上升，如何降低损耗、加强冷却系统，也就成为如何提高出力时必须解决的问题，本文着重在这几个方面做一些分析和探讨。
关键词电机损耗；大型电机温升；大型电机冷却方式一、引言电机容量的提高主要通过增大电机的线性尺寸和增加电磁负荷两种途径实现。
然而增大线性尺寸同时会增大损耗(因为电机的损耗是与线性尺寸的三次方成正比)，造成电机效率下降。
而增加磁负荷，由于受到磁路饱和的限制也很难实现。
所以提高单机容量的主要措施就在于增加线负荷了。
但增加线负荷就同时会增加线棒铜损，线圈的温度将增加，可能达到无法容许的程度。
这时就必须采用强化冷却技术，以提高散热强度，从而将电机各部分的温升控制在允许X围内，才能保证电机安全可靠地运行。
所以冷却技术的进步是电机向大容量发展的保证。
电机的冷却方式分为气冷和液冷两大类。
气冷的冷却介质包括空气和氢气。
液冷的介质有水、油及蒸发冷却所使用的氟里昂类介质及新型无污染化合物类氟碳介质。
汽轮发电机所采用的冷却方式较为丰富，包括空冷、氢冷、水冷、油冷及蒸发冷，以下将从损耗、温升和冷却方式两个方面来作展开。
二、电机的损耗2.1关于电机的损耗异步电机中的损耗主要由下列五部份组成：1.定子绕组中电流通过所产生的铜耗（PCu1）；2.转子绕组中电流通过所产生的导体（铝或铜）损耗（PCu2）；3.铁心中磁场所产生的涡流和磁滞损耗（PFe）；4.由于风扇和轴承转动所引起的通风和摩擦损耗（Pfw）；5.由气隙磁场高次谐波所产生的负载杂散损耗（Ps）。
电机的工作制分类和绝缘等级
电机的工作制分类和绝缘等级电机的工作制分类和绝缘等级电机的工作制的分类电机的工作制的分类是对电机承受负载情况的说明，它包括启动、电制动、空载、断能停转以及这些阶段的持续时间和先后顺序，工作制分以下9类：S1 连续工作制：在恒定负载下的运行时间足以达到热稳定。
S2 短时工作制：在恒定负载下按给定的时间运行，该时间不足以达到热稳定，随之即断能停转足够时间，使电机再度冷却到与冷却介质温度之差在2K以内。
S3 断续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段恒定负载运行时间和一段断能停转时间。
这种工作制中的每一周期的起动电流不致对温升产生显著影响。
S4 包括起动的断续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段对温升有显著影响的起动时间、一段恒定负载运行时间和一段断能停转时间。
S5 包括电制动的断续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段起动时间、一段恒定负载运行时间、一段快速电制动时间和一段断能停转时间。
S6 连续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段恒定负载运行时间和一段空载运行时间，但无断能停转时间。
S7 包括电制动的连续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段起动时间、一段恒定负载运行时间和一段快速电制动时间，但无断能停转时间。
S8 包括变速变负载的连续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段在预定转速下恒定负载运行时间，和一段或几段在不同转速下的其它恒定负载的运行时间，但无断能停转时间。
S9 负载和转速非周期性变化工作制：负载和转速在允许的范围内变化的非周期工作制。
这种工作制包括经常过载，其值可远远超过满载。
电动机的绝缘等级电动机的绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级，分A、E、B、F、H级。
允许温升是指电动机的温度与周围环境温度相比升高的限度。
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 绕组温升限值（K）60 75 80 100 125性能参考温度（℃）80 95 100 120 145IP（International Protection）等级（防尘防水）定义IPxx防尘等级(第一个X表示)0：没有保护1：防止大的固体侵入2：防止中等大小的固体侵入3：防止小固体进入侵入4：防止物体大于1mm的固体进入5：防止有害的粉尘堆积6：完全防止粉尘进入防水等级(第一个X表示)1：水滴滴入到外壳无影响2：当外壳倾斜到15度时，水滴滴入到外壳无影响3：水或雨水从60度角落到外壳上无影响4：液体由任何方向泼到外壳没有伤害影响5：用水冲洗无任何伤害6：可用于船舱内的环境7：可于短时间内耐浸水（1m）8：于一定压力下长时间浸水电动机的工作制的分类电机的工作制的分类是对电机承受负载情况的说明，它包括启动、电制动、空载、断能停转以及这些阶段的持续时间和先后顺序，工作制分以下9类：S1 连续工作制：在恒定负载下的运行时间足以达到热稳定。
通用用电设备配电设计规范[GB50055-93]条文说明
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第九批节能产品推广项目的通知 机委科
号文 和 关于下达机械工业第九批淘汰能耗
高 落后产品的通知 机委科
号文 基本建设 技术改造项目和更新设备都应优先采用节
能产品 并严禁采用国家已公布的能耗高 性能落后的机电产品 如设计部门在工程设计时仍采用
国家已公布的淘汰产品 一律视为劣质设计
第二章 电动机
第一节 一般规定
能的数据亦不同 参见现行国家标准 起重机设计规范 的附录 除改进换算方法外 最好是制造
厂根据基准工作制 通常为
下的实际温升 给出电动机在不同负载持续率 不同起动次
数下的允许输出功率 现行 冶金及起重用电动机标准 对此已有规定 某些产品样本 如 系
列 已列有这类数据 因此 条文推荐按制造厂数据选用的做法
能在一定范围内调节转速 绕线转子电动机配晶闸管串级调速 已能获得较好的调速质量 条文中
不再强调这一方面 但在低速下运行时各项性能指标低 不宜时间过长 条文中补充了这一条件
通用用电设备配电设计规范 条文说明
三 机械对起动 调速及制动有特殊要求时 有多种方案可供选择 如交流换向器电动机 电磁
调速电动机 直流电动机 机械调速 液压调速 串级调速 变频调速等 这些方案各有优缺点 并在
按此分类 连续工作制 为恒定负载 运行时间足以达到热稳定 连续周期工作制 包括
则为可变负载 请注意这些用语的含义
电动机的定额分为 类
最大连续定额 或
短时定额 例如
持续运行时间为
或
等效连续定额
制造厂为简化试验而作的规定 与
工作制之一等效
周期工作定额 例如
工作制符合
之一 负载持续率为
或
每一周期为
非周期定额
电动机工作制
电机的工作制的分类是对电机承受负载情况的说明，它包括启动、电制动、空载、断能停转以及这些阶段的持续时间和先后顺序，工作制分以下9类：S1 连续工作制：在恒定负载下的运行时间足以达到热稳定。
S2 短时工作制：在恒定负载下按给定的时间运行，该时间不足以达到热稳定，随之即断能停转足够时间，使电机再度冷却到与冷却介质温度之差在2K 以内。
S3 断续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段恒定负载运行时间和一段断能停转时间。
这种工作制中的每一周期的起动电流不致对温升产生显著影响。
S4 包括起动的断续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段对温升有显著影响的起动时间、一段恒定负载运行时间和一段断能停转时间。
S5 包括电制动的断续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段起动时间、一段恒定负载运行时间、一段快速电制动时间和一段断能停转时间。
S6 连续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段恒定负载运行时间和一段空载运行时间，但无断能停转时间。
S7 包括电制动的连续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段起动时间、一段恒定负载运行时间和一段快速电制动时间，但无断能停转时间。
S8 包括变速变负载的连续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段在预定转速下恒 定负载运行时间，和一段或几段在不同转速下的其它恒定负载的运行时间，但无断能停转时间。
S9 负载和转速非周期性变化工作制：负载和转速在允许的范围内变化的非周期工作制。
这种工作制包括经常过载，其值可远远超过满载。
电动机的选择包括选择电动机的种类、型式、额定电压、额定转速和额定功率，其中以额定功率的选择较为复杂。
确定电动机的额定功率，要考虑三个方面，即电动机的发热、过载能力与起动能力，其中尤以发热问题最为重要。
电动机运行时的损耗，转变为热能，使电动机各部分温度升高。
电动机允许温度主要决定于电动机所用绝缘材料的耐热等级。
电动机的工作方式
电动机的工作方式电机工作时，其温升不仅决定于负载的大小，而且与负载的持续时间有关系，同一台电机，如果工作时间长短不同，则能够担负的负载功率也不同。
为了适应不同负载的需要,电机制造时，按负载持续时间的不同，把电机分成为三种工作方式或三种工作制。
一、连续(长期)工作制其特点是：电机连续工作时间长，其工作时间＞(3~4)T,可达几小时甚至几十小时，因此电机温升可到达稳定值。
属于此类工作制的生产机械有水泵、通风机、造纸机、机床主轴等。
二、短时工作制其特点是：电机工作时间短，(3~4)T,电机的温度足以降到和周围环境温度一样，即温升足以降到零。
属于此类工作制的生产机械有机床的辅助运动，如水闸闸门的起闭机械等。
电机在短时工作时，其容量往往只受过载能力和起动能力的限制，因此专门为短时工作制设计的电机，其过载能力和起动转矩都较大。
我国生产的短时工作制电机，其工作时间有15min、30Inir1、60min、90min四种定额。
三、重复短时工作制重复短时工作制又称为断续周期工作制。
其特点是：工作和结束周期性地交替开展，但工作时间和结束时间都较短，＜(3~4)T, ＜(3~4)T,且规定工作周期。
工作时温升增加，但达不到稳定值；停止时温升下降，但降不到零。
每个周期结束时的温升都比开始时的温升高，这样经过若干个周期后，就会出现一个周期内温升的增长和降落相等的情况，这时温升就达到一个稳定的波动状态，即在最高温升与最低温升之间波动，平均温升不变。
属于此类工作制的生产机械有起重机、电梯、轧钢辅助机械、某些自动机床的工作机构等。
在重复工作制中，额定负载时间与整个周期之比称为负载持续率。
标准的负载持续率为15%、25%、40%及60%o每个周期为IOmin o周期工作时，电机的发热和冷却过程是交错进行的，故它达到的温升将比连续运行时低，如图。
不论是周期工作定额的电机还是短时定额的电机，都不可按其周期工作定额或短时工作定额作长期连续运行，否则会使电机过热而损坏。
电力拖动与控制——第五章
只要电机的稳定温升τw不超过绝缘材料的 最高允许温升τmax，电动机就能长期可靠地运 行。因此，τ≤τmax是校验电动机发热的主要 依据。
当t=4TH时，温升不再升高，趋于稳定值τw， 因此，可以认为电机发热过程已经结束，所以
发热过渡过程时间的长短决定于发热时间常数
TH。
二、电机的冷却过程
冷却过程可分成两种情况讨论。 1．电机负载减小时的冷却过程
当没有合适的短时工作制电机时，可采用专 为断续周期性工作制设计的电动机来代替。
二、选用连续工作制电机
如果选择一台连续工作制电机,使PN≥Pg，那 么，电机要工作（3～4）T时间后才会达到最 高允许温升τmax,温升曲线为图中曲线1。
显然,t=tg时，温升τg’低于τmax ，电机在发热上 没有被充分利用。
负载运行的电动机，如果减小它的负载， 其内部的损耗Δp减小，产生的热量Q也随
之减少，原来的热平衡状态被破坏，变成了 发热少于散热，电机的温度就要下降，温升 降低，单位时间内散出的热量Aτ逐渐减少,
直到重新达到Q=Aτ（即发热等于散热）时， 温升不再变化，电机达到了一个新的稳定状 态，把温升下降的过程称为冷却。
电力拖动与控制
第五章 电力拖动系统电动机
的选择
主要内容
电动机发热和冷却规律 电动机工作方式的分类 连续工作制下电动机容量的选择 短时工作制下电动机容量的选择
为生产机械选配电动机，首先应满足生产 机械的要求，例如对工作环境、工作制、起 动、制动、减速或调速以及功率的要求。 依据这些要求，合理地选择电动机的类型、 运行方式、额定转速及额定功率，使电动机 在高效率、低损耗的状态下可靠地运行,正确 选择电动机的额定功率十分重要。 确定电动机额定功率时，要考虑电动机的发 热、允许过载能力与起动能力等因素。
电动机一般有哪几种工作制？各工作制的特点是什么？
电动机一般有哪几种工作制？各工作制的特点是什么？1.工作制的定义：在GB755-2008中是这样说的。
电机的工作制是指电机在运行时承受的一系列负载状况的说明。
包括起动、电制动、空载、断能停转以及这些阶段的持续时间和先后顺序等。
2.工作制的类型工作制可分为连续、短时、周期性或非周期性几种类型。
周期性工作制包括一种或多种规定了持续时间的恒定负载；非周期性工作制中的负载和转速通常在允许的运行范围内变化。
一般情况下，从大的方面说有三种类型。
一是持续（长期）运转工作制，二是断续周期运转工作制，三是短时运转工作制。
2.1持续（长期）运转。
电动机在铭牌规定的额定值下能够长期运行，工作周期很长。
在长期运行过程中，电动机输出额定功率，而发热程度则不超过许可限度，但不允许电动机长期过载运行。
电动机拖动持续（长期）运转的工作机械（如水泵、胶带运输机、破碎机、混凝土搅拌机和多斗挖掘机等）时采用这种工作制。
2.2断续周期运转。
电动机在铭牌规定的额定值下，只能断续周期性运行，工作周期很短和间歇停止，或者空载周期交替，每一工作周期和每一间歇的总持续时间一般不超过10min.在这种工作制下，电动机能达到稳定温升，但不应超过额定稳定温升。
断续周期运转的电动机，其负载持续率（额定负载时间与整个工作周期之比称为负载持续率，用百分数表示）主要有15%、25%、40%和60%四种。
负载持续率大于60%时，须采用按持续（长期）运转工作制设计制造的电动机。
电动机拖动断续周期运转的工作机械（如起重机、卷扬机和单斗挖土机等）时采用这种工作制。
2.3短时运转。
电动机在铭牌规定的额定值下，只能在限定的时间内短时运转，工作周期短，而停止周期长。
在工作过程中，电动机运转和停止依次交替。
电动机短时运转的持续时间标准有四种：10、30、60、90min.电动机拖动短时运转的工作机械（如推料机、出料机、闸门等）时采用这种工作制。
3.在GB755-2008中规定了旋转电机的10种工作制，分别用S1-S10来表示。
电动机的工作制
电动机的工作制电动机试用于断续周期性工作制，根据负荷的不同性质，电动机的工作制分为：_____短时工作制（S2）:在恒定负载下按给定时间运行，未达到热稳定状态时即停机和断能一段时间，使电机再度冷却到与冷却介质温度之差在2K以内。
_____断续周期性工作制（S3）:按一系列相同的工作周期运行，每一周期由一段恒定负载运行时间和一段停机和断能的时间所组成，但这些时间较短，均不足以使电动机达到热稳定状态，并且每一周期的起动电流对温升无明显的影响。
_____包括起动的断续周期性工作制（S4）: 按一系列相同的工作周期运行，每一周期由一段起动时间，一段恒定负载运行和一段停机和断能时间所组成；但这些时间较短，均不足以使电机达到热稳定状态。
_____包括电制动的断续周期性工作制（S5）: 按一系列相同的工作周期运行，每一周期由一段起动时间，一段恒定负载运行时间，一段快速电制动时间和一段停机和段能的时间所组成。
但这些时间较短均不足以使电机达到热稳定状态。
_____选用电动机时，各种起动及制动状态均需按等效发热折算成每小时等效起动次数确定电动机的定额。
折算典型例子见表1.折算的方法_____点动终了时电动机的转速不超过额定转速的25%，四次相当于一次起动。
_____电制动（制动到额定转速的1/3）一次相当于0.8次的起动。
_____电动机的基准工作制为S3、40%，（6次/时），见表3_____如果用户不指定工作制运行时，电动机名牌上仅给出基准工作制时的数据，当电动机需要按其它工作制运行时，电动机功率可按表2中系数折算。
（此系数及表3数据均为计算设计值，仅供用户选型时参考）表2: YZP系列冶金及起重用变频调速三相异步电动机等效起动次数与电动、制动及起动次数对应关系表3: 不同工作制下功率折算表。
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热平衡方程
（14－16）
C——电机的热容量．它代表使电动机绝缘材料温度上升1℃ 所需的热量，单位为J/ ℃
A——电动机的散热率．它代表当τ=1℃时单位时间内电动机 散发至周围空气中的热量，单位为J／(s·℃)．
dt时间内产生的总热量为Φdt，
dt时间内电动机吸收的热量可表为Cd τ 、
许温升τm
二、电动机的冷却过程
三、电动机工作制的分类 按电动机发热的不同情况，可分为三类工作制。 连续工作制 、 短时工作制 、断续周期工作制 1、连续工作制
电动机连续工作时间很长，其 温升可达稳定值。 一般，工作时间 tg>(3～4)T 可认为是连续工作。
2．短时工作制
电动机的工作时间 tg 较短，在此时间内温升达不到稳定值， 而停车时间t0又相当长，电动机的温度可以降到周围介质的 温度。
不同等级绝缘材料的允许最高温度及温升
绝缘级别
A
E
B
F
H
最高允许温度℃ 105
120
130
155 180
最高允许温升℃ 65
80
90
115 140
第一节 电动机的发热和冷却及电动机工作制的分类
一、电动机的发热过程 电动机的发热是由于工作时在其内部产生损耗ΔP造成的，
其值为
(14-5)
式中Φ— 热流量(电动机单位时间内发出的热量)(w) P1，P2 — 电动机的输入功率和轴上的输出功率(w)
在断续周期工作制中，负载工作时间与整个周期之比称为 负载持续率ZC％，即
我国规定的 标准负载持 续率有15％、 25％、40％、 60％四种， 一个周期的 总时间规定 为tg+t0≤l0min。
我国规定的短时 工作的标准时间 有15min、30min、 60min及90min四 种。
3．断续周期工作制
在这种工作制中,工作时间tg和停歇时间t0轮流交替，两段时 间都较短。在tg期间，电动机温升来不及达到稳定值，而t0期间， 温升也来不及降到τw=0。这样经过每一周期，温升有所上升， 最后温升将在某一范围内上下波动。
第十四章 电力拖动系统电动机的选择
电力拖动系统电动机的选择，首先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 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。
决定电动机功率时，要考虑电动机的发热、允许过载能力与 （异步电动机）起动能力三方面的因素，一般情况下，以发热 问题最为重要
散失在空气中的热量可表为A τ dt．
整理（14－6）得
其解
式中
发热过程的起始温升
稳定温升
发热时间常数
只要稳定温升τw控制在绝缘材料允许的最高温升τm以内，
电动机连续工作也不会过热。
电动机的最高稳定温升可达τm
式中ΔPN，ΔΦN电动机在额定功率下运行时的损耗功率及热 流量
由上式可见，对同样尺寸的电动机，欲使其额ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ功率PN提高， 可由下列三方面人手： 1)提高额定效率ηN。2)提高散热系数A。3)提高绝缘材料的允