搜索
电动机的选择【知识目标】掌握电动机选择的内容和方法。【能力目标】学会如何选择电动机的额定功率、种类、结构型式、额定电压、额定转速等。1概述电动机选择的主要内容包括：电动机的种类、结构形式、额定电压、额定转速和额定功率的选择，其中额定功率的选择是最重要的。(1)电动机选择的一般原则①选择在结构上与所处环境条件相适应的电动机，如根据使用场合的环境条件选用相适应的防护方式及冷却方式的电动机。②选择电动机应满足生产机械所提出的各种机械特性要求。如速度、速度的稳定性、速度的调节以及启动、制动时间等。③选择电动机的功率能被充分利用，防止出现“大马拉小车”的现象。通过计算确定出合适的电动机功率，使设备需求的功率与被选电动机的功率相接近。④所选择的电动机的可靠性高并且便于维护。⑤互换性能要好，一般情况尽量选择标准电动机产品。⑥综合考虑电动机的极数和电压等级，使电动机在高效率、低损耗状态下可靠运行。(2)电动机选择的主要步骤：1)根据生产机械性能的要求，选择电动机的种类。2)根据电动机和生产机械安装的位置和场所环境，选择电动机的结构和防护型式，3)根据电源的情况，选择电动机额定电压。4)根据生产机械所要求的转速以及传动设备的情况，选择电动机额定转速。5)根据生产机械所需要的功率和电动机的运行方式，决定电动机的额定功率。6)综合以上因素，根据制造厂的产品目录，选定一台合适的电动机。(3)电动机工作方式的分类1)连续工作制连续工作制是指电动机带额定负载运行时，连续运行时间很长的工作方式。连续工作制的电动机使用很广泛，一般在铭牌上标注S1或不标明工作制。2)短时工作制短时工作制是指电动机带额定负载运行时，运行时间很短，停机时间很长的工作方式。短时工作制的电动机在铭牌上标注S2，我国的短时工作制电动机的运行时间有15min，30min，60min，90min四种定额。3)断续周期工作制（周期断续工作制）（重复短时工作制）断续周期工作制是指电动机带额定负载运行时，运行时间很短，停止时间也很短，工作周期小于10min的工作方式。断续周期工作制的电动机在铭牌上标注S3。要求频繁启动、制动的电动机常采用断续周期工作制电动机，如拖动电梯、起重机的电动机等。2电动机种类、结构型式、电压、转速的选择(1)电动机种类的选择由于三相笼型异步电动机具有结构简单、运行可靠、维修方便和价格便宜等特点，并且它采用的动力电源是很普遍的三相交流电源。因此广泛应用于国民经济和日常生活的各个领域，是生产量最大、应用面最广的电动机。但它的启动和调速性能差，功因数低。对调速，启动性能要求不高的一般生产机械中，如机床、水泵、通风机、家用电器等，应优先采用笼型异步电动机。对于要求高启动转矩的生产机械，如空气压缩机、皮带运输机、纺织机等，可采用深槽或双笼型异步电动机。在要求有级调速的生产机械，如某些机床，可采用双速、三速或四速等多速笼型异步电动机。由于绕线式异步电动机可通过转子回路做到限制启动电流，提高启、制动转矩，实现一定的调速功能。因此，在启、制动频繁且启动转矩较大，并要求有一定调速的生产机械，如起重机、提升机等，可采用绕线式异步电动机。同步电动机在运行时，可以对电网进行无功补偿，提高功率因数。当生产机械的功率较大而要求改善功能因数并且要求速度恒定的场合，如球磨机、破碎机、矿用通风机、空气压缩机等，可采用同步电动机。对于要求启动转矩较大、启动性能好，调速范围宽、调速平滑性较好、调速精度高且准确的生产机械，如高精度数控机床、龙门刨床、造纸机、印染机等，则应选用他励（复励）直流电动机拖动。(2)电动机结构型式的选择电动机的安装型式有卧式和立式两种。一般情况下用卧式，特殊情况用立式。电动机的外壳防护形式有开启式、防护式、封闭式及防爆式几种。开启式电动机，在定子两侧与端盖上都有很大的通风口，这种电动机价格便宜、散热条件好，但容易进灰尘、水滴、铁屑等，只能在清洁、干燥的环境中使用。防护式电动机在机座下面有通风口，散热好，能防止水滴、铁屑等从上方落入电动机内，但不能防止灰尘和潮气侵入，所以，一般在比较干燥、灰尘不多、较清洁的环境中使用。封闭式电动机有自扇冷式、他扇冷式和密闭式三种；前两种型式的电动机是机座及端盖上均无通风孔，外部空气不能进入电动机内部。可用在潮湿、有腐蚀性气体、灰尘多、易受风雨侵蚀等较恶劣的环境中。密闭式电动机，外部的气体、液体都不能进入电动机内部。一般用于在液体中工作的机械，如潜水泵电动机等。防爆式电动机适用于有易燃、易爆气体的场所，如油库、煤气站、加油站及矿井等场所。(3)电动机额定电压的选择电动机额定电压选择的原则应与供电电网或电源电压一致。一般工厂企业低压电网为380V。中小型异步电动机都是低压的，额定电压为380/220V（Y/△接法），或220/380V（△/Y接法）及380/660V（△/Y接法）三种。高压电动机，额定电压为3000V、6000V甚至达10000V。一般情况下，电动机额定功率＜100kW，选用380V；＜200kW，选用380V或3000V；≥200kW，选用6000V；＞1000kW，选用10kV。直流电动机的额定电压一般为110V、220V、440V，大功率电动机可提高到600V、800V、甚至1000V。当直流电动机由晶闸管整流电源供电时，则应根(4)电动机额定转速的选择1)对于启动、制动或反转很少，不需要调速的连续工作制的电动机，可选择相应额定转速的电动机，从而省去减速传动机构。2)对于经常启动、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启、制动时间以提高生产效率。启、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。3)对于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。4)对于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。3电动机额定功率的选择电动机额定功率（容量）的选择步骤是：第一步：计算负载功率PL；第二步：根据预选电动机的额定功率PN；第三步：进行发热、过载能力和启动能力校验，直至合适为止。(1)连续工作制电动机额定功率的选择1)恒定负载下电动机额定功率的选择这类生产机械电动机功率的选择较为简单，根据负载的功率，在产品目录中选一台额定功率等于或略大于，且转速合适的电动机即可。2)周期性变化负载下电动机额定功率的选择电动机在变动负载下运行，其输出的功率不断地变化，电动机内部的损耗及温升也在不断地变化。在这种情况下，如按最大负载功率选择电动机功率，电动机将不能充分利用；而按最小负载功率选择电动机功率，电动机要过载，会引起电动机温升过高。因此，变化负载下电动机额定功率的选择要复杂些，一般按下列步骤进行：预选电动机额定功率电动机额定功率的校验电动机额定功率的修正过载能力和启动能力的校验(2)短时工作制下电动机功率的选择短时工作制的负载，应选用专用的短时工作制电动机。在没有专用电动机的情况下，也可以选用连续工作制的电动机。1)直接选用短时工作制电动机电动机制造厂专门为短时工作制的生产机械设计制造了短时工作制电动机，其时间规格有：15min、30min、60min、90min四种。当工作时间接近上述标准时间时，可以按生产机械的功率、工作时间及转速的要求，由产品目录上直接选取。2)选用连续工作制电动机由于短时工作制的电动机的生产很少，实践中常选用连续工作制的电动机来代替短时工作制的电动机工作。如果选择一台连续工作制的电动机，使，容易知道，电动机在发热上没有被充分利用；为此，可选择一台功率较小的电动机，使，让电动机在工作时间内短时过载运行，此时电动机功率的选择依据为：在短时工作时间内，电动机过载运行所达到的温升恰好等于电动机所允许的最高温升。(3)断续周期工作制下电动机功率的选择断续周期工作制下电动机的标准负载持续率有15%、25%、40%、60%四种。同一台电动机，在不同FC%下，其额定输出功率不同，FC%越小，额定功率就越大，即P15%P25%P40%P60%断续周期工作制电动机功率选择的步骤与连续工作制变动负载下的功率选择是相似的。要经过预选电动机和校验等步骤，一般情况下，应根据生产机械的负载持续率来预选电动机。