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第9章电动机的选择
• 9.1 电动机种类、电压、转速和结构形式的选择 • 9.2 电动机容量的选择 • 本章小结
9.1 电动机种类、电压、转速和结构形式的选择
• 9.1.1 电动机的种类选择
• 对于电动机种类的选择，应在满足生产机械对拖动性能的要求下，优先选用结构简单、运行可靠、维护方便、价格便宜的电动机。在选择电动机时，应考虑的主要内容有：
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9.1 电动机种类、电压、转速和结构形式的选择
• （5）经济性，一是电动机及其相关设备（如启动设备、调速设备等）的经济性；二是电动机拖动系统运行的经济性，主要是要效率高，节省电能。
• 目前，各种形式的异步电动机在我国应用得非常广泛，用电量约占总发电量的60%，因此提高异步电动机运行效率所产生的经济效益和社会效益是巨大的。在选用电动机时，以上几个方面都应考虑到并进行综合分析，以确定出最终方案。
• （4）对调速性能要求不高的生产机械，可选用多速电动机或者选择额定转速稍高于生产机械的电动机配以减速机构，也可以采用电气调速的电动机拖动系统，在可能的情况下，应优先选用电气调速方案；
• （5）对调速性能要求较高的生产机械，应使电动机的最高转速与生产机械的最高转速相适应，直接采用电气调速。
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9.1 电动机种类、电压、转速和结构形式的选择
• 大多数工作机构的转速都低于电动机的额定转速，因此需要采用传动机构进行减速。当传动机构已经确定时，电动机的额定转速只能根据工作机构要求的转速来确定。但是，为了使过渡过程的能量损耗最小和时间最短，应该选择合适的转速比，可以证明，过渡过程的能量损耗最小和时间最短的条件是运动系统的动能最小。
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9.1 电动机种类、电压、转速和结构形式的选择
• 表9-1中给出了电动机的主要种类、性能特点及典型生产机械应用实例。需要指出的是，表9-1中的电动机主要性能及相应的典型应用基本上是对电动机本身而言的。随着电动机的控制技术的发展，交流电动机拖动系统的运行性能越来越高，使得电动机的一些传统应用领域发生了很大变化，例如原来使用直流电动机调速的一些生产机械，现在则改用可调速的交流电动机系统并具有同样的调速性能。
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9.1 电动机种类、电压、转速和结构形式的选择
• 为了使电力拖动系统具有最佳速比，传动机构的设计应当同电动机的额定转速选择结合起来进行，还应综合考虑电动机和生产机械两方面的因素来确定。
• （1）对不需要调速的高、中速生产机械（如泵、鼓风机），可选择相应额定转速的电动机，从而省去减速传动机构；
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9.1 电动机种类、电压、转速和结构形式的选择
• 9.1.3 电动机的额定转速选择
• 电动机的额定功率决定于额定转矩与额定转速的乘积，其中额定转矩又决定于额定磁通与额定电流的乘积。因为额定磁通的大小决定了铁芯材料的多少，额定电流的大小决定了绕组用铜的多少，所以电动机的体积是由额定转矩决定的，可见电动机的额定功率正比于它的体积与额定转速的乘积。
• （2）对不需要调速的低速生产机械（如球磨机、粉碎机），可选用相应的低速电动机或者传动比较小的减速机构；
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9.1 电动机种类、电压、转速和结构形式的选择
• （3）对经常启动、制动和反转的生产机械，选择额定转速时则应主要考虑缩短起、制动时间以提高生产率，起、制动时间的长、短主要取决于电动机的飞轮矩和额定转速，应选择较小的飞轮矩和额定转速；
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9.1 电动机种类、电压、转速和结构形式的选择
• 9.1.2 电动机的电压选择
• 电动机的电压等级、相数、频率都要与供电电源一致。因此，电动机的额定电压应根据其运行场所的供电电网的电压等级来确定。
• 我国的交流供电电源，低压通常为380 V，高压通常为3 kV、6 kV或 10 kV。中等功率（约200 kW）以下的交流电动机，额定电压一般为 380 V；大功率的交流电动机，额定电压一般为3 kV或6 kV；额定功率为1 000 kW以上的电动机，额定电压可以是10 kV。需要说明的是，笼式异步电动机在采用Y-△降压启动时，应该选用额定电压为380 V、 △接法的电动机直流电动机的额定电压一般为110 V、220 V、440 V，最常用的电压等级为220 V。直流电动机一般由单独的电源供电，选择额定电压时通常只要考虑与供电电源配合即可。
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9.1 电动机种类、电压、转速和结构形式的选择
• 9.1.4 电动机的结构形式选择
• 电动机的安装方式有卧式和立式两种。卧式安装时电动机的转轴处于水平位置，立式安装时电动机的转轴则处于垂直地面的位置。两种安装方式的电动机使用的轴承不同，一般情况下采用卧式安装。
• 为了保证电动机能够在其工作环境中长期安全运行，必须根据实际环境条件合理地选择电动机的防护方式。电动机的外壳防护方式有开启式、防护式、封闭式和防爆式几种。
• （4）电源种类，电源种类有交流和直流两种，由于交流电源可以直接从电网获得，交流电动机价格较低、维护简便、运行可靠，所以应该尽量选用交流电动机，直流电源需要变流装置来提供，而且直流电动机价格较高、维护麻烦、可靠性较低，因此只是在要求调速性能好和启动、制动快的场合采用，随着近代交流调速技术的发展，交流电动机已经获得愈来愈广泛的应用，在满足性能的前提下应优先采用交流电动机；
• （1）电动机的机械特性应与所拖动生产机械的机械特性相匹配； • （2）电动机的调速性能（调速范围、调速的平滑性、经济性）应该
满足生产机械的要求，对调速性能的要求在很大程度上决定了电动机的种类、调速方法以及相应的控制方法；
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9.1 电动机种类、电压、转速和结构形式的选择
• （3）电动机的启动性能应满足生产机械对电动机启动性能的要求，电动机的启动性能主要是启动转矩的大小，同时还应注意电网容量对电动机启动电流的限制；