第九章电动机的选择优秀课件.ppt

第九章电动机的选择信息与电气工程学院第1页，本讲稿共21页电动机的选择电动机的发热与冷却电动机绝缘材料与允许温升电动机工作方式电动机负载功率计算电动机容量选择第九章 电动机的选择上一页第2页，本讲稿共21页9.1 电动机的发热与冷却1 电机中的热量的传导 各种损耗形成不同的热源，损耗转化为热量后，将流过不同的材料，由电机外表面散发至外面。衡量热量传导的两个量：热阻、导热系数。改善电机内部的热传导过程、增大导热系数采取措施：（1）采用耐压强度高、导热性能好的绝缘材料。（2）采用浸漆的方法来驱赶出槽内的空气，即用来添满槽内的所有空隙。下一页主界面上一页第3页，本讲稿共21页9.1 电动机的发热与冷却2 电机的发热过程 下面研究电机的温度升高随时间而变化的过程（认为物体表面各点的散热条件完全一样，体内各点的温度相同）。当产生的热量所散热的热量时，电机温度便不再上升而达到某一稳定数值。电机中的各种损耗产生的热量，使电机的温度升高。电机温度升高以后，使借辐射和对流作用向周围空气散发热量。下一页主界面上一页第4页，本讲稿共21页9.1 电动机的发热与冷却 在发热过程中，物体的热平衡方程式：产生的热量储存在物体内部使物体温度升高散发到周围空气中下一页主界面上一页第5页，本讲稿共21页9.1 电动机的发热与冷却 假设时间 时，温度 ，可得发热过程最后的表达式：开始发热时，电机所产生的热量全部用于提高本身的温度，温度上升得很快。随着电机温度的升高，电机与周围介质之间的温差逐渐增大，电机向外散发的热量逐渐增多，温度的升高就逐渐缓慢下来。下一页主界面上一页第6页，本讲稿共21页9.1 电动机的发热与冷却3 电机的冷却过程 在冷却过程中，可解得冷却过程的表示式：均质等温体的冷却曲线下一页主界面上一页第7页，本讲稿共21页9.1 电动机的发热与冷却4 电机的通风冷却方式 一般电机的冷却可分为两类：气体冷却和液体冷却。管道通风冷却，冷却空气经过管道引入或排除。自通风冷却，风扇供给冷却空气；自然冷却，仅适用于几百瓦以下的小型电机；中小型电机一般都利用空气来进行通风冷却。按其冷却方式可分：强迫通风冷却，风扇和鼓风机供给；上一页下一页主界面第8页，本讲稿共21页9.2 电动机绝缘材料与允许温升1 绝缘材料的等级 电机温升是衡量电机性能的一个重要指标，它表征电机的内部损耗，即表征电机发热的物理量。电机内部耐热性最差的部分就是绝缘材料。如果电机高于温度极限连续运行，其使用寿命将迅速下降。一般采用E级和B级绝缘。下一页主界面上一页第9页，本讲稿共21页9.2 电动机绝缘材料与允许温升2 电机各部分的允许温升 国家标准规定：冷却空气的温度定为 40，在此环境温度下，电机绕组的温升限值：E级绝缘为75，B级绝缘为80。电机湿度 与周围冷却介质的温度 之差称为电机温升。用 表示，即下一页主界面上一页第10页，本讲稿共21页9.3 电动机的工作方式 电机分成为三种工作方式：连续（长期）工作：短时工作制：其工作时间 ，可达几小时甚至几十小时，电机温升可达到稳定值。水泵、通风机、造纸机、机床主轴等。其工作时间 ，在工作时间内温度达不到掐定值。水闸闸门的起闭机械，短时工作制电机工作时间有15min、30min、60min、90mm四种定额。下一页主界面上一页第11页，本讲稿共21页9.3 电动机的工作方式 重复短时工作制：工作和停止周期性地文替进行，但工作时间和停止时间都较短，且规定工作周期：负载持续率：在重复工作制中，额定负载时间与整个周期之比。标推的负载持续率：15%、25%、40%及60%。每个周期为10min。下一页主界面上一页第12页，本讲稿共21页9.4 电动机的负载功率计算 变化负载 在运行中，负载的大小基本上是恒定的，例如水泵、通风机、大型机床主轴等。电动机的负载，按其负载的大小是否变化又分为两类：常值负载：在运行中，负载的大小变化较大，但大多数情况下具有周期性的变化规律，例如龙门刨床的工作台、矿井提升机等。下一页主界面上一页第13页，本讲稿共21页9.4 电动机的负载功率计算1 常值负载功率的计算1）直线运动的机械负载功率2）旋转运动的生产机械负载功率 3）泵类生产机械负载功率4）鼓风机类生产机械负载功率下一页主界面上一页第14页，本讲稿共21页9.4 电动机的负载功率计算2 变化负载功率的计算平均负载功率：平均负载转矩：下一页主界面上一页第15页，本讲稿共21页9.5 电动机的容量选择1 电动机容量选择的步骤 电机容量的选择与其工作方式和负载类型有关。计算负载功率PL；根据负载功率，预选电动机的额定功率及其他；校核预选电动机。下一页主界面上一页第16页，本讲稿共21页9.5 电动机的容量选择2 常值负载下电动机容量的选择 1）标准工作时间 2）非标准工作时间 标准工作时间：电动机三种工作方式中所规定的有关时间。电动机的额定功率应满足：下一页主界面上一页第17页，本讲稿共21页9.5 电动机的容量选择3）短时工作方式负载连续工作方式电动机 预选电动机时，要把短时工作的负载功率折算到连续工作方式上去。普通直流电动机；冶金专用直流电动机；普通鼠笼式三相异步电机。上一页下一页主界面第18页，本讲稿共21页9.5 电动机的容量选择4）过载能力校核过载能力：电动机负载运行时，可以在短时间内出现的电流或转距过载的允许倍数。直流电动机，过载能力是电枢允许电流的倍数 。应比允许出现的最大电流大。异步（同步）电动机的过载能力即最大转矩倍数 ，但校核过载能力时，应考虑交流电网电压可能向下波动1015，最大转矩(0.810.72)来校核，应比负载可能出现的最大转矩大。下一页主界面上一页第19页，本讲稿共21页9.5 电动机的容量选择5）起动能力校核6）温度修正 若电动机为鼠笼式三相异步电动机，最后还要校核起动能力是否通过，若通不过，也应重达电动机及其额定功，直至通过。若环境温度常年都比较低或比较高，应对电动机的额定功率进行修正：下一页主界面上一页第20页，本讲稿共21页9.5 电动机的容量选择3 变值负载下电动机容量的选择 考虑到在过渡过程中电机的电流较正常工作时大，而可变损耗与电流平方成正比，故电机发热较严重。但平均功率和平均转矩中没有反映过渡过程中电机发热加剧的情况，因此，电机额定功率按下式预选：主界面上一页第21页，本讲稿共21页