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机械设计时选择电动机的方法

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选择电动机时,除了正确的选择功率外,还要根据生产机械的要求及工作环境等,正确的选择电动机的种类、型式、电压和转速。

A 电动机种类的选择:

电动机的种类分为直流和交流电动机两大类。直流电动机又分为他励、并励串励电动机等。交流电动机又分为笼型、绕线转子异步电动机及同步电动机等。电动机种类的选择主要是从生产机械对调性能的要求来考虑,例如,对于调速范围、调速精度、调速平滑性、低速运转状态等性能来考虑。

凡是不需要调速的拖动系统,总是考虑采用交流拖动,特别是采用笼型异步电动机。长期工作、不需要调速、且容量相当大的生产机械,如空气压缩机、球磨机等,往往采用同步电动机拖动,因为它能改善电网的功率因数

如果拖动系统的调速范围不广,调速级数少,且不需要在低速下长期工作,可以考虑采用交流绕线转子异步电动机或变级调速电动机。因为目前应用的交流调速范围拖动,大部分由于低速运行时能量损耗大,鼓一般均不宜在低速下长期运行。

对于调速范围宽、调速平滑性要求较高的场合,通常采用支流电动机拖动,或者采用近年来发展起来的交流变频调速电动机拖动。

B电动机型式的选择:

各种生产机械的工作环境差异很大,电动机与工作机械也有各种不同的连接方式,所以应当根据具体的生产机械类型、工作环境等特点,来确定电动机的结构型式,如直立式、卧式、开启式、封闭式、防滴式、防暴式等各种型式。

C 电动机容量的选择:

(1)等效电流法

等效电流法的基本的基本思想是用一个不变的电流Icq来等效实际上变化的负载带暖流,要求在同一个周期内,等效电流Icq与实际变化的负载电流所产生的损耗等。假定电动机的铁损耗与绕组电阻不e,损耗只与电流的平

方成正比,由此可得等效电流为

Icq = I12t1+I22t2+…+In2tn

t1+t2+…+tn

式中,tn为对应负载电流In时的工作时间。求出Icq后,则选用电动机的额定电流In应大雨或等于Icq。采用等效电流法时,必须先求出用电流表示的负载图。

(2) 等效转矩法

如果电动机在运行时,其转矩与电流成正比(如他励直流电动机的励磁保持不变,异步电动机的功率因数和气隙磁通保持a变时),则式(9.3.1)可以改写成等效转矩公式。

Teq= T12t1+T22t2+…+Tn2tn

t1+t2+…+tn

此时,选用电动机的额定转矩T应大于或等于T,当然,这时应先求出用转矩表示的负载。

(3)等效功率法

如果电动机运行时,其转速保持不变,则功率与转局成正比,于是由式可得等效功率为

Peq= P12t1+P22t2+…+Pn2tn

t1+t2+…+tn

此时,选用电动机的功率P大于或等于P即可。

必须注意的是用等效法选择电动机容量时,要根据最大负载来校验电动机的过载能力是否要求,如果过载能力不能满足,应当按过载能力来选择较大容量的电动机。

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