电机的计算及选型.pdf
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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
国家规定的标准负载持续率有：
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
H —— 计算用的馈送高度，单位：m
γ —— 液体的比重，单位：kg/m3
—— 传动装置的效率，
1 —— 泵的效率，
⒋ 鼓风机类的生产机械
或PL
QH 1
103kW
Q 的单位： m3/s
H 的单位：m
γ的单位：N/m3
PL
QP
1021
kW
或PL
QP
1
103 kW
Q —— 吸入或压出的气体量，单位：m3/s Q 的单位： m3/s
选择电动机的内容：种类、型式、额定转速、额定电压、
额定功率（容量）。.
电动机种类
直流电动机
交流电动机
同步电动机 异步电动机
鼠笼型电动机 绕线型电动机
选择依据：由机械特性、调速情况与起动性能、 维护以及价格、工作方式（连续、 短时、重复短时工作制）决定。
★ 当生产机械对电动机的起动、制动、调速性能要求不高时， 应尽量采用交流电动机。
—— 传动装置的效率，
⒉ 旋转运动的生产机械
PL
Tn
975
kW
或PL
Tn
9550
kW
T —— 生产机械静态阻转矩，单位：kgm n —— 生产机械的旋转速度，单位： r/min —— 传动装置的效率，
T 的单位：Nm
n 的单位：r/mi.n
⒊ 泵类的生产机械
PL
QH 1021
kW
Q —— 泵的流量，单位：m3/s
P —— 鼓风机的压力，单位：kg/m2
P 的单位：N/m.2
—— 传动装置的效率，
1 —— 鼓风机的效率，
二、变化负载功率PL的计算
对于变化的负载只能求其平均值，即平均负载功率及 平均负载转矩。
n
PLd
PL1t1 PL 2t2 PLn t n t1 t2 tn
PLi ti
三、重复短时工作制
指电动机的工作与停歇交替进行，其时间均比较短， 即 tg < 4T， t0 < 4T ，工作时的温升达不到稳态温升 ’ ， 停歇时的温升也降不到零。也称为断续周期工作制。
f (t)
曲线的俗称：热不到头，冷不到底.
国家标准规定：每个工作与停歇的周期 tZ = tg + t0 ≤ 10min 每个周期内工作时间所占的百分数，叫做负载持续率 （又称为暂载率），用FC%表示。
电机的Байду номын сангаас态温升 .
在零初始条件下，上述方程的解为
1
t
e
三、电机的冷却过程
当电机停止运行后，电机内部 不再产生热量，经过一段时间 温升又回到零度，则
t
Se
：初始温升
S
S
四、电机的通风冷却方式
⒈ 自然冷却：
⒉ 自通风冷却：
⒊ 强迫通风冷却：
⒋ 管道通风冷却：.
end
§2 电动机的绝缘材料与允许温升
性能、同时也能够改善机械性能。.
二、电机的发热过程
假定：电机长期连续工作，负载不变； 把电机看成是各部分温度相同的均匀整体； 周围的环境温度不变。
根据热力学的定律，得
Qdt
总 热 量
cmd
的 热 量
物 体 吸 收
r
Adt
的 热 量
物 体 散 发
cm d Q
r A dt
r A
d
dt
电机的发热时间常数
二、电机各部分的允许温升
电机温度与周围冷却介质温度之差称为电机温升，用表示。
T T0 中国规定：标准环境温度是40℃，绝缘材料的允许温度
减去40℃就等于它的允许温升。.
end
§3 电动机的工作方式
一、连续工作制
指电动机的工作时间 tg > 4T，电动机长期运行， 温升可以达到稳态温升 ，也称为长期工作制。
i 1
tL
n
TLd
TL1t1 TL 2t 2 TLn tn t1 t2 tn
TLi ti
i 1
tL
各时间段的负载功率按常值负载公式计算。.
f (t)
曲线的俗称：热得到头.
二、短时工作制
指电动机的工作时间 tg < 4T，而停歇时间 t0 > 4T ， 因而工作时的温升达不到稳态温升 ’ ，但停歇后 的温升降为零。
曲线的俗称：热不到头，冷得到底
我国短时工作制电动机的标准工作时间有：
15min，30min，60min，90min四种。.
一、绝缘材料的等级
电机内部的绝缘材料不同，所允许的最高温度也不同。 绝缘等级—— 电机所用的绝缘材料的耐热程度。 国际电工学会规定绝缘材料分为七个等级。
我国用在电机中选取其中五个等级。
绝缘等级
AEBFH
最高允许温度Tm（℃） 105 120 130 155 180 额定温升m（℃） 65 80 90 115 140
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
电动机的选择
§1 电动机的发热与冷却 §2 电动机的绝缘材料与允许温升 §3 电动机的工作方式 §4 电动机的负载功率计算 §5 电动机的容量选择
正确选择电动机容量的原则： 完全满足生产机械对电动机提出的功率、转矩、 转速、以及起动、调速、制动和过载等要求， 电动机在工作过程中能充分被利用，而且还不 超过国家标准所规定的温升。
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
国家规定的标准负载持续率有：
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
H —— 计算用的馈送高度，单位：m
γ —— 液体的比重，单位：kg/m3
—— 传动装置的效率，
1 —— 泵的效率，
⒋ 鼓风机类的生产机械
或PL
QH 1
103kW
Q 的单位： m3/s
H 的单位：m
γ的单位：N/m3
PL
QP
1021
kW
或PL
QP
1
103 kW
Q —— 吸入或压出的气体量，单位：m3/s Q 的单位： m3/s
选择电动机的内容：种类、型式、额定转速、额定电压、
额定功率（容量）。.
电动机种类
直流电动机
交流电动机
同步电动机 异步电动机
鼠笼型电动机 绕线型电动机
选择依据：由机械特性、调速情况与起动性能、 维护以及价格、工作方式（连续、 短时、重复短时工作制）决定。
★ 当生产机械对电动机的起动、制动、调速性能要求不高时， 应尽量采用交流电动机。
—— 传动装置的效率，
⒉ 旋转运动的生产机械
PL
Tn
975
kW
或PL
Tn
9550
kW
T —— 生产机械静态阻转矩，单位：kgm n —— 生产机械的旋转速度，单位： r/min —— 传动装置的效率，
T 的单位：Nm
n 的单位：r/mi.n
⒊ 泵类的生产机械
PL
QH 1021
kW
Q —— 泵的流量，单位：m3/s
P —— 鼓风机的压力，单位：kg/m2
P 的单位：N/m.2
—— 传动装置的效率，
1 —— 鼓风机的效率，
二、变化负载功率PL的计算
对于变化的负载只能求其平均值，即平均负载功率及 平均负载转矩。
n
PLd
PL1t1 PL 2t2 PLn t n t1 t2 tn
PLi ti
三、重复短时工作制
指电动机的工作与停歇交替进行，其时间均比较短， 即 tg < 4T， t0 < 4T ，工作时的温升达不到稳态温升 ’ ， 停歇时的温升也降不到零。也称为断续周期工作制。
f (t)
曲线的俗称：热不到头，冷不到底.
国家标准规定：每个工作与停歇的周期 tZ = tg + t0 ≤ 10min 每个周期内工作时间所占的百分数，叫做负载持续率 （又称为暂载率），用FC%表示。
电机的Байду номын сангаас态温升 .
在零初始条件下，上述方程的解为
1
t
e
三、电机的冷却过程
当电机停止运行后，电机内部 不再产生热量，经过一段时间 温升又回到零度，则
t
Se
：初始温升
S
S
四、电机的通风冷却方式
⒈ 自然冷却：
⒉ 自通风冷却：
⒊ 强迫通风冷却：
⒋ 管道通风冷却：.
end
§2 电动机的绝缘材料与允许温升
性能、同时也能够改善机械性能。.
二、电机的发热过程
假定：电机长期连续工作，负载不变； 把电机看成是各部分温度相同的均匀整体； 周围的环境温度不变。
根据热力学的定律，得
Qdt
总 热 量
cmd
的 热 量
物 体 吸 收
r
Adt
的 热 量
物 体 散 发
cm d Q
r A dt
r A
d
dt
电机的发热时间常数
二、电机各部分的允许温升
电机温度与周围冷却介质温度之差称为电机温升，用表示。
T T0 中国规定：标准环境温度是40℃，绝缘材料的允许温度
减去40℃就等于它的允许温升。.
end
§3 电动机的工作方式
一、连续工作制
指电动机的工作时间 tg > 4T，电动机长期运行， 温升可以达到稳态温升 ，也称为长期工作制。
i 1
tL
n
TLd
TL1t1 TL 2t 2 TLn tn t1 t2 tn
TLi ti
i 1
tL
各时间段的负载功率按常值负载公式计算。.
f (t)
曲线的俗称：热得到头.
二、短时工作制
指电动机的工作时间 tg < 4T，而停歇时间 t0 > 4T ， 因而工作时的温升达不到稳态温升 ’ ，但停歇后 的温升降为零。
曲线的俗称：热不到头，冷得到底
我国短时工作制电动机的标准工作时间有：
15min，30min，60min，90min四种。.
一、绝缘材料的等级
电机内部的绝缘材料不同，所允许的最高温度也不同。 绝缘等级—— 电机所用的绝缘材料的耐热程度。 国际电工学会规定绝缘材料分为七个等级。
我国用在电机中选取其中五个等级。
绝缘等级
AEBFH
最高允许温度Tm（℃） 105 120 130 155 180 额定温升m（℃） 65 80 90 115 140
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
电动机的选择
§1 电动机的发热与冷却 §2 电动机的绝缘材料与允许温升 §3 电动机的工作方式 §4 电动机的负载功率计算 §5 电动机的容量选择
正确选择电动机容量的原则： 完全满足生产机械对电动机提出的功率、转矩、 转速、以及起动、调速、制动和过载等要求， 电动机在工作过程中能充分被利用，而且还不 超过国家标准所规定的温升。