第十章电动机选择

第十章电动机的选择

本章主要介绍电动机选择的基本内容和选择条件、电动机的发热冷却和工作制等内容。本章共有3节课，内容和时间分配如下：

1.掌握电动机选择的基本依据、参数。（1节）

2.掌握电动机温升规律。（1节）

3.掌握电动机三种基本工作制，了解其他工作制。（1节）

第一节电动机选择的基本内容

目的：

为电力拖动系统选择合适的电动机，保证系统可靠和经济的运行。

电动机选择的内容：

（1）类型的选择

•技术性要求：

根据生产机械对电动机的机械特性、起动性能、调速性能、制动方法、过载能力等要求考虑；

•经济性要求：

节省初期投资，减少运行费用；

（2）功率的选择

•技术性要求：

额定功率过大，电动机欠载运行，增加设备投资，降低效率和功率因数；

额定功率太小，电动机过载运行，电动机过热，降低使用寿命；

•解决方法：

（1）类比法参照同类生产机械来决定电动机的额定功率。

（2）统计法经统计分析找出电动机的额定功率与生产机械的主要参数之间的计算公式。

（3）实验法用同类或者相进类型的生产机械进行试验，测出功率大小。

（4）计算法根据电动机的负载情况，从发热、过载能力、起动能力等方面考虑，通过计算求出所需功率。

（3）电压的选择

•技术性要求：

根据电动机的额定功率和供电电压情况选择电动机的额定电压；

•一般处理方法：

三相异步电动机： Un=380V/3000V/6000V/10000V

（1）由于高压电器设备的初期投资大，维护费用高，所以 Pn<200kW 采用380V电机。（2）一般采用6000V 电机，3000V和10000V应用较少。

直流电动机：Un=110V/220V/160V/440V

（4）转速的选择

根据生产机械的转速和传动方式，经过经济技术比较后确定转速；

•说明：

（1）对于额定功率相同的电动机，如果额定转速高 ,则重量轻、体积小、价格低、效率和功率因数高；

（2）对于生产机械，如果转速低，则传动机构复杂，传动效率低，增加传动机构的成本和维修费用。

综合分析电动机和生产机械两方面的各种因素确定。

（5）外型结构的选择

根据电动机的使用环境选择电动机的外形结构。

电动机的外形结构分类：

（1）开启式电动机的定子两侧和端盖开有很大的通风口，散热好，价格低，易进灰尘、水滴、铁屑，只能在清洁干燥的环境中使用。

（2）防护式电动机的机座和端盖下方开有通风口，散热好，能防止灰尘、水滴、铁屑从上方落入，但是外部的潮气和灰尘可以进入，在比较清洁干燥的环境中使用。

（3）封闭式电动机的机座和端盖下无通风口，完全封闭，外部的潮气和灰尘不易进入，多用于灰尘多、潮湿、有腐蚀性气体、易引起火灾的恶劣环境中。

（4）密封式电动机的密封程度高，外部的气体和液体都不能进入电动机，可以浸在液体中使用。

（5）防爆式电动机不仅有严密的封闭结构，外壳有足够的机械强度。

可以承受少量爆炸性气体在电动机内部爆炸。适用于有易燃易爆气体的场所。

（6）安装型式的选择

根据电动机在生产机械中的安装方式选择电动机的安装型式。

B3---卧式、底脚安装

B5---卧式、端盖凸缘安装

V1---立式、端盖凸缘安装

（7）工作制的选择

根据电动机的工作方式选择电动机的工作制。国产电动机按发热和冷却情况分为九种工作制。

（8）型号的选择

根据前述选择结果选择电动机的型号。国产电动机为了满足生产机械的不同需要，形成结构型式、应用范围、性能水平不相同、功率按一定比例递增并成批生产的系列产品。

Y系列为封闭型笼型三相异步电动机

YR系列为线绕型三相异步电动机

YD系列为三相多速异步电动机

YB系列为防爆型三相异步电动机

T系列为三相同步电动机

Z系列为直流电动机

第二节电动机的发热冷却和工作制

发热是选择电动机额定功率的主要考虑问题之一，

假设：电机是一个均匀发热体，负载和周围环境的温度保持不变。

1.温升：电机损耗引起电机发热，电机的温度与周围环境温度之差称为温升，用θ表示，即θ=电机温度-周围环境的温度

2.温升的规律

•温升的变化过程：温升变化 Cdθ

电机在单位时间内产生热量Qdt -〉

散发热量Aθdt

其中 C为电机热容；A为散热系数；Q为热量

电动机热平衡方程式电机热量=温升+散热

Cdθ+ Aθdt=Qdt

解方程

θ= θs+(θi- θs)e-t/τ

式中θi---初式温升

θs---稳定温升，取决于负载的大小，θs=Q/A

τ---电机的发热和冷却常数，τ=C/A

•θs>θi 电机处于发热过程；

•θi>θs 电机处于冷却过程；

电机的发热与冷却与

•负载大小

•负载持续的时间有关。

按照电机发热和冷却情况的不同，

特殊工作制。重点是三种基本工作制：

1.连续工作制（S1工作制）

•应用：通风机、水泵、造纸机。

PL 表示负载功率； θs 表示连续运行时的稳定温升.

θm 表示电动机在运行时达到的最高温

升;

θs 表示该负载下的稳定温升。

2.短时工作制（S2工作制）