如何正确选择电机，电动机类型选择方法
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有关电动机类型的选择方法，选择电动机主要是电动机的额定功率与额定电压的选择，交流电动机优于直流电动机，笼型电动机优于绕线转子电动机。
在变频调速系统中，根据生产机械特性和安装现场的具体要求，选择拖动生产机械的电动机是系统安全、经济、可靠和合理运行的重要保障。 衡量电动机的选择合理与否，要看选择电动机时是否遵循了以下基本原则。 1，电动机能够完全满足生产机械在机械特性方面的要求，如所需要的工作速度、调速指标、加速度以及启动、制动时间等。 2，电动机在工作过程中，其功率能被充分利用，即温升应达到标准规定的数值。 3，电动机的结构形式应适应周围环境的条件，如防止外界灰尘、水滴等物质进入电动机内部； 防止绕组绝缘受到有害气体的侵蚀；在有爆炸危险的环境中应把电动机的导电部位和有火花的部位封闭起来，不使它们影响外部等。 遵循以上基本原则，不仅要根据用途和使用状况合理选择电动机结构形式、安装方式和连接方式。 还要根据温升情况和使用环境选择合适的通风方式和防护等级等，而且更重要的是根据驱动负载所需功率选择电动机的容量。 同时还要考虑变频器性能对电动机输出功率的影响。其中最主要的是电动机额定功率的选择。选择电动机种类时，在考虑电动机性能必须满足生产机械的要求下，优先选用结构简单、价格便宜、运行可靠、维修方便的电动机。 在这方面，交流电动机优于直流电动机，笼型电动机优于绕线转子电动机，异步电动机优于同步电动机。 1、三相笼型异步电动机。 三相笼型异步电动机的电源采用的是应用最普遍的动力电源——三相交流电源。 这种电动机的优点是结构简单、价格便宜、运行可靠、维修方便。缺点是启动和调速性能差。 因此，在不要求调速和启动性能要求不高的场合，如各种机床、水泵、通风机等生产机械上应优先选用三相笼型异步电动机；对要求大启动转矩的生产机械，如某些纺织机械、空气压缩机、皮带传送机等，可选用具有高启动转矩的三相笼型异步电动机，如斜槽式、深槽式或双笼式异步电动机等；对需要有级调速的生产机械，如某些机床和电梯等，可选用多速笼型异步电动机。 目前，随着变频调速技术发展，三相笼型异步电动机越来越多地应用在要求无级调速的生产机械上。 2、三相绕线转子异步电动机。 在启动、制动比较频繁，启动、制动转矩较大，而且有一定调速要求的生产机械上，如桥式起重机、矿井提升机等，可以优先选用三相绕线转子异步电动机。绕线辖子电动机一般采用转子串接电阻(或电抗器)的方法实现启动和调速，调速范围有限，使用晶闸管串级调速，扩展了绕线转子异步电动机的应用范围，如水泵、风机的节能调速。 3、三相同步电动机。 在要求大功率、恒转速和改善功率因数的场合，如大功率水泵、压缩机、通风机等生产机械上应选用三相同步电动机。 4、直流电动机。 由于直流电动机的启动性能好，可以实现无级平滑调速，且调速范围广、精度高，所以，对于要求在大范围内平滑调速和需要准确的位置控制的生产机械，如高精度的数控机床、龙门刨床、可逆轧钢机、造纸机、矿井卷扬机等，可使用他励或并励直流电动机；对于要求启动转矩大、机械特性较软的生产机械，如电车、重型起重机等，则选用串励直流电动机。 近年来，在大功率的生产机械上，广泛采用晶闸管励磁的直流发电机一电动机组或晶闸管一直流电动机组。 二、电动机额定功率的选择 正确合理地选择电动机的功率是很重要的。 如果电动机的功率选得很小，电动机将过载运行，使温度超过允许值，会缩短电动机的使用寿命甚至烧坏电动机；如果选得过大，虽然能保证设备正常工作，但由于电动机不在满载下运行，其用电效率和功率因数较低，电动机的容量得不到充分利用，造成电力浪费。此外，设备投资大，运行费用高，很不经济。 电动机的工作方式有以下三种：连续工作制(或长期工作制)、短期工作制和周期性断续工作制。 在三种工作方式下电动机额定功率的选择方法。 1、连续工作制电动机额定功率的选择 这种工作方式下，电动机连续工作时间很长，可使其温升达到规定的稳定值，如通风机、泵等机械的拖动运转就属于这类I作制。连续工作制电动机的负载可分为恒定负载和变化负载两类。 ①恒定负载下电动机额定功率的选择。 在工业生产中，相当多的生产机械是在长期恒定的或变化很小的负载下运转，为这一类机械选择电动机的功率比较简单，只要电动机的额定功率等于或略大于生产机械所需要的功率即可。若负载功率为PL，电动机的额定功率为PN，则应满足下式： PN≥PL电机制造厂生产的电动机一般都是按照恒定负载连续运转设计的，并进行形式试验和出厂试验，完全可以保证电动机在额定功率工作时，电动机的温升不会超过允许值。 通常电动机的容量是按周围环境温度为40℃而稳定的。 绝缘材料最高允许温度与40℃的差值称为允许温升。 应指出，我国幅员辽阔，地域之间温差较大，就是在同一地区，一年四季的气温变化也较大，因此，电动机运行时周围环境的温度不可能正好是40℃，一般是小于40℃。为了充分利用电动机，可以对电动机的容量进行修正。 ②变化负载下电动机额定功率的选择。 在变化负载下使用的电动机，一般是为恒定负载工作而设计的。 因此，这种电动机在变化负载下使用时，必须进行发热校验。所谓发热校验，就是看电动机在整个运行过程中所达到的最高温升是否接近并低于允许温升，因为只有这样，电动机的绝缘材料才能充分利用而又不致过热。 某周期性变化负载的生产机械负载记录图，当电动机拖动这一机械工作时，因为输出功率周期性改变，故其温升也必然做周期性的波动。 在工作周期不大的情况下，此波动的过程也不大。 波动的最大值将低于相应于最小负载的温开。在这种情况下，如按最大负载选择电动机功率，电动机将又有超过允许温升的危险。因此，电动机功率可以在最大负载和最小负载之间适当选择，以使电动机得到充分利用，而又不致过载。 2．短期工作制电动机额定功率的选择 在这种工作方式下，电动机的工作时间较短，在运行期间温度未升到规定的稳定值，而在停止运转期间，温度则可能降到周围环境的温度值。如吊桥、水闸、车床的夹紧装置的拖动。 为了满足某些生产机械的短期工作需要，电机生产厂家专门制造了一些具有较大过载能力的短期工作制电动机，其标准工作时间有15min、30min、60min、90min四种。因此，若电动机的实际工作时间符合标准工作时间时，选择电动机的额定功率PN只要不小于负载功率PL即可，即满足PN≥PN。 3．周期性断续工作制电动机额定功率的选择这种工作方式的电动机的工作与停止交替进行。在工作期间，温度未升到稳定值，而在停止期间，温度也来不及降到周围温度值，如很多超重设备以及某些金属切削机床的拖动运转即属此类。 电机制造厂专门设计生产的周期性断续工作制的交流电动机有YZR和YZ系列。标准负载持续率FC(负载工作时间与整个周期之比称为负载持续率)有15%、25%、40010和60%四种，一个周期的时间规定不大于lOmin。 周期性断续工作制电动机功率的选择方法和连续工作制变化负载下的功率选择类似，在此不再叙述。但需指出的是，当负载持续率FC不大于loo/o时，按短期工作制选择；当负载持续率FC不小于70%时，可按长期工作制选择。 4．变频器性能对电动机输出功率的影响通用的标准电动机用于变频调速时，由于变频器的性能会降低电动机的输出功率，最后还需要适当增大电动机的功率留做余量。主要从以下两个方面影响电动机的输出功率。 (1)变频器输出谐波的影响。通用PWM型变频器供给异步电动机的是脉动电流，而不是正弦交流电流，此脉动电流在定子绕组中不可避免地产坐高次谐波，电动机空载MAX147BEAP运行时的功率因数和效率将会更低，负载运行时的铁损也会有所增加，导致输出转矩减小。 额定负载下电动机的电流增加约8%，温升增高20%左右。这对于长时间工作在满载或接近满载状态下的电动机而言是不可忽视的问题。 可从两方面解决：一是选用输出端配置滤波器的变频器，以减小变频器输出谐波的影响；二是适当加大电动机容量，可做增大电动机额定容量的5%来考虑，以防温升过高，影响电动机的使用寿命。 (2)超过额定转速的影响。目前变频器的频率变化范围一般是0~120Hz，而我国的标准异步电动机额定工作频率为50Hz，当负载要求的最高转速超过同步转速不多时，可适当增大电动机的容量或选择服务系数大于1.0的电动机，以增加电动机输出功率，保证超额转速下的输出转矩。但由于电动机轴承机械强度和发热等因素的限制，电动机最高转速不能大于同步转速的5U/o~10%。 5．确定所选通用标准电动机的额定功率以初步预选的电动机功率为基础，再综合考虑变频器性能对电动机输出功率的影响，最后确定所选通用标准电动机的额定功率。 |
