1、新編電氣與電子信息類本科規劃教材新編電氣與電子信息類本科規劃教材電機與拖動基礎陳陳 勇勇 陳亞愛陳亞愛 主編主編蔡軍蔡軍 羅萍羅萍 向敏向敏 副主編副主編電機與拖動基礎電機與拖動基礎第八章第八章 電動機容量的選擇電動機容量的選擇page 2 第第 八八 章章 電電 動動 機機 容容 量量 的的 選選 擇擇電機與拖動基礎電機與拖動基礎第八章第八章 電動機容量的選擇電動機容量的選擇page 3本章教學基本要求本章教學基本要求1.1.了解電動機選擇的主要內容；了解電動機選擇的主要內容；2.2.了解電動機的發熱、冷卻與工作制；了解電動機的發熱、冷卻與工作制；3.3.掌握連續工作制、短時工作制、周期性斷

2、續工作制掌握連續工作制、短時工作制、周期性斷續工作制電動機容量電動機容量(power)的選擇；的選擇；4.4.通過實例了解具體應用中電動機容量的選擇；通過實例了解具體應用中電動機容量的選擇； 電機與拖動基礎電機與拖動基礎第八章第八章 電動機容量的選擇電動機容量的選擇page 4重點重點 (1) (1)連續工作制連續工作制 (2)(2)短時工作制短時工作制 (3)(3)周期性斷續工作制方式下電動機容量的選擇。周期性斷續工作制方式下電動機容量的選擇。 電機與拖動基礎電機與拖動基礎第八章第八章 電動機容量的選擇電動機容量的選擇page 58.18.1電動機選擇的主要內容電動機選擇的主要內容 電力拖動

3、系統中對電動機的選擇主要根據生電力拖動系統中對電動機的選擇主要根據生產機械的工藝要求及使用環境，并綜合考慮電動產機械的工藝要求及使用環境，并綜合考慮電動機的種類、結構類型、額定電壓、額定轉速、額機的種類、結構類型、額定電壓、額定轉速、額定功率、經濟性等幾個方面。定功率、經濟性等幾個方面。 電機與拖動基礎電機與拖動基礎第八章第八章 電動機容量的選擇電動機容量的選擇page 68.18.1電動機選擇的主要內容電動機選擇的主要內容1.電動機種類的選擇電動機種類的選擇 電動機種類的選擇首先應考慮生產機械的工藝電動機種類的選擇首先應考慮生產機械的工藝特點，綜合考慮電動機的性能、電源、安裝與維護特點，綜合

4、考慮電動機的性能、電源、安裝與維護、成本等因素，從而選擇滿足工藝要求的合適的電、成本等因素，從而選擇滿足工藝要求的合適的電動機動機 1)1)電動機的性能電動機的性能 機械特性機械特性 調速性能調速性能 2)2)電源電源 電機與拖動基礎電機與拖動基礎第八章第八章 電動機容量的選擇電動機容量的選擇page 78.18.1電動機選擇的主要內容電動機選擇的主要內容 2.電動機結構類型的選擇電動機結構類型的選擇 根據機械設備對電動機的安裝及連接要求選擇根據機械設備對電動機的安裝及連接要求選擇電動機的安裝方式電動機的安裝方式 根據機械設備及電機所處環境選擇電機的防護根據機械設備及電機所處環境選擇電機的防護

5、方式方式 電機與拖動基礎電機與拖動基礎第八章第八章 電動機容量的選擇電動機容量的選擇page 88.18.1電動機選擇的主要內容電動機選擇的主要內容 3.電動機額定參數的選擇電動機額定參數的選擇 1)額定電壓的選擇額定電壓的選擇 電動機的額定電壓的等級、相數、頻率電動機的額定電壓的等級、相數、頻率 2)額定轉速的選擇額定轉速的選擇 滿足生產機械的工藝要求滿足生產機械的工藝要求 3)額定功率額定功率 完全滿足生產機械對電動機的功率、轉矩、完全滿足生產機械對電動機的功率、轉矩、轉速以及啟動、調速、制動和過載等要求，使電動轉速以及啟動、調速、制動和過載等要求，使電動機在運行中能夠被充分利用，而且其溫

6、升不致超過機在運行中能夠被充分利用，而且其溫升不致超過而是接近國家標準所規定的溫升而是接近國家標準所規定的溫升 電機與拖動基礎電機與拖動基礎第八章第八章 電動機容量的選擇電動機容量的選擇page 98.18.1電動機選擇的主要內容電動機選擇的主要內容 4.經濟性經濟性 在滿足生產機械對電動機的功率、轉矩、轉速在滿足生產機械對電動機的功率、轉矩、轉速以及啟動、調速、制動和過載等要求的前提下，應以及啟動、調速、制動和過載等要求的前提下，應選用運行可靠、結構簡單、便于維護、價格便宜、選用運行可靠、結構簡單、便于維護、價格便宜、啟動及調速控制設備簡單的電動機。啟動及調速控制設備簡單的電動機。 綜合考慮

7、節能、貨源、售后服務等方面。綜合考慮節能、貨源、售后服務等方面。 電機與拖動基礎電機與拖動基礎第八章第八章 電動機容量的選擇電動機容量的選擇page 108.28.2電動機的發熱、冷卻與工作制電動機的發熱、冷卻與工作制 8.2.1電動機的發熱與冷卻電動機的發熱與冷卻 電動機的發熱與冷卻是選擇電動機容量時最基電動機的發熱與冷卻是選擇電動機容量時最基本的因素本的因素 電動機溫度與周圍環境之間的溫度之差，電動機溫度與周圍環境之間的溫度之差， 稱為稱為“溫升溫升”。采用絕緣材料不同的電機的最高允許溫。采用絕緣材料不同的電機的最高允許溫升也不同升也不同 電機與拖動基礎電機與拖動基礎第八章第八章 電動機容

8、量的選擇電動機容量的選擇page 118.28.2電動機的發熱、冷卻與工作制電動機的發熱、冷卻與工作制 1.電動機的發熱過程電動機的發熱過程 電動機的熱源主要來自電機內部的損耗電動機的熱源主要來自電機內部的損耗 pfepmecpspcu1pcu2p輻射p對流電機溫度t熱阻熱傳導發熱散熱圖圖8-18-1電動機熱量產生與傳導框圖電動機熱量產生與傳導框圖 電機與拖動基礎電機與拖動基礎第八章第八章 電動機容量的選擇電動機容量的選擇page 128.28.2電動機的發熱、冷卻與工作制電動機的發熱、冷卻與工作制 電動機單位時間產生的熱量（卡電動機單位時間產生的熱量（卡/ /秒）秒） 散熱系數，表示溫升為散

9、熱系數，表示溫升為11時，每秒鐘的散時，每秒鐘的散熱量（卡熱量（卡/秒）秒） 電機的溫升（電機的溫升（） 電動機的熱容量，表示電機溫度升高電動機的熱容量，表示電機溫度升高11時時所需的熱量（卡所需的熱量（卡/） qacdtacdqdt（8-1） 電機與拖動基礎電機與拖動基礎第八章第八章 電動機容量的選擇電動機容量的選擇page 138.28.2電動機的發熱、冷卻與工作制電動機的發熱、冷卻與工作制 當初始條件時當初始條件時t=0，=0，微分方程的解為，微分方程的解為 ttottsee)1 (（8-4） 圖圖8-28-2電動機發熱過程溫升曲線電動機發熱過程溫升曲線 電機與拖動基礎電機與拖動基礎第八

10、章第八章 電動機容量的選擇電動機容量的選擇page 148.28.2電動機的發熱、冷卻與工作制電動機的發熱、冷卻與工作制 2.電動機的冷卻過程電動機的冷卻過程 圖圖8-38-3電動機冷卻過程溫升曲線電動機冷卻過程溫升曲線 溫升達到穩溫升達到穩定的電動機減輕定的電動機減輕負載或停止運行，負載或停止運行，則電動機內的功則電動機內的功率損耗將減少或率損耗將減少或為零為零 電機與拖動基礎電機與拖動基礎第八章第八章 電動機容量的選擇電動機容量的選擇page 158.28.2電動機的發熱、冷卻與工作制電動機的發熱、冷卻與工作制 8.2.2 電動機的工作制電動機的工作制 電動機工作時，電動機的溫升不僅與負載

11、的大小電動機工作時，電動機的溫升不僅與負載的大小有關，也與電動機帶負載的持續時間有關有關，也與電動機帶負載的持續時間有關 連續工作制連續工作制(continuous running duty-type) 短時工作制短時工作制(short-time duty-type) 周期性斷續工作制周期性斷續工作制（intermittent periodic-type） 電機與拖動基礎電機與拖動基礎第八章第八章 電動機容量的選擇電動機容量的選擇page 168.28.2電動機的發熱、冷卻與工作制電動機的發熱、冷卻與工作制 1.連續工作制連續工作制 電動機連續工作時間長電動機連續工作時間長tw(34)t 2.

12、短時工作制短時工作制 電動機工作時間短電動機工作時間短tw(34)t 標準工作時間有標準工作時間有15min、30min 、60min 、90min 四種四種 3.周期性斷續工作制周期性斷續工作制 電動機工作時間短電動機工作時間短tw(34)t停車時間短停車時間短ts(34)t且工作周期且工作周期tp= tw+ ts10min電機與拖動基礎電機與拖動基礎第八章第八章 電動機容量的選擇電動機容量的選擇page 178.38.3電動機容量的選擇電動機容量的選擇 電動機容量選擇原則電動機容量選擇原則 完全滿足生產機械對電動機的功率、轉矩、轉完全滿足生產機械對電動機的功率、轉矩、轉速以及啟動、調速、制

13、動和過載等要求，使電動機速以及啟動、調速、制動和過載等要求，使電動機在運行中能夠被充分利用，而且其溫升不致超過而在運行中能夠被充分利用，而且其溫升不致超過而是接近國家標準所規定的溫升。是接近國家標準所規定的溫升。 電動機的容量選擇與負載類型和電動機的工作電動機的容量選擇與負載類型和電動機的工作制有關制有關 電動機的負載包括兩類，常值負載和變化負載電動機的負載包括兩類，常值負載和變化負載（多為周期性變化）（多為周期性變化） 電機與拖動基礎電機與拖動基礎第八章第八章 電動機容量的選擇電動機容量的選擇page 188.38.3電動機容量的選擇電動機容量的選擇 8.3.1連續工作制電動機容量的選擇連續

14、工作制電動機容量的選擇 1.常值負載下電動機容量的選擇常值負載下電動機容量的選擇 計算出生產機械的常值負載功率，查閱電動機計算出生產機械的常值負載功率，查閱電動機相關產品目錄，選擇電機額定功率相關產品目錄，選擇電機額定功率 等于或略大于等于或略大于生產機械的常值負載功率生產機械的常值負載功率 、轉速合適的電動機即、轉速合適的電動機即可。一般不需進行發熱校驗。可。一般不需進行發熱校驗。 當環境溫度與標準環境溫度相差較大時，為充當環境溫度與標準環境溫度相差較大時，為充分利用電動機，進行電動機容量修正。分利用電動機，進行電動機容量修正。 nplp電機與拖動基礎電機與拖動基礎第八章第八章 電動機容量的

15、選擇電動機容量的選擇page 198.38.3電動機容量的選擇電動機容量的選擇2.變化負載下電動機容量的選擇變化負載下電動機容量的選擇 由于電動機一個周期內的溫升不僅與負載的大小由于電動機一個周期內的溫升不僅與負載的大小有關還與負載的持續時間有關，生產機械平均功率有關還與負載的持續時間有關，生產機械平均功率pld 只能反映電動機的平均溫升，因此按只能反映電動機的平均溫升，因此按pn=(1.11.6) pld預選電動機額定功率，大負載的運預選電動機額定功率，大負載的運行時間長則應選擇較大系數，再計算出電動機的溫行時間長則應選擇較大系數，再計算出電動機的溫升變化曲線得到最高溫升升變化曲線得到最高溫

16、升max，并對電動機進行校驗，并對電動機進行校驗。 由于電動機的最高溫升由于電動機的最高溫升max計算困難，因此常常計算困難，因此常常采用平均損耗法、等效法（等效電流法采用平均損耗法、等效法（等效電流法 、等效轉矩、等效轉矩法法 、等效功率法、等效功率法 ）間接計算法。等效法選擇電動）間接計算法。等效法選擇電動機容量后，再對啟動能力和過載能力進行校驗。機容量后，再對啟動能力和過載能力進行校驗。 ldnpp)6 . 11 . 1 (電機與拖動基礎電機與拖動基礎第八章第八章 電動機容量的選擇電動機容量的選擇page 208.38.3電動機容量的選擇電動機容量的選擇實際工程應用中，常常采用統計法和類

17、比法實際工程應用中，常常采用統計法和類比法 統計法是將同類型設備所選用電動機的容量進統計法是將同類型設備所選用電動機的容量進行統計分析，找出電動機容量與該類生產機械主要參行統計分析，找出電動機容量與該類生產機械主要參數之間的關系，根據實際情況，定出相應的指數，得數之間的關系，根據實際情況，定出相應的指數，得到電動機容量的相應計算公式。到電動機容量的相應計算公式。 類比法是指對經過長期運行考驗的同類生產機類比法是指對經過長期運行考驗的同類生產機械所采用電動機的容量進行調查，并對生產機械及電械所采用電動機的容量進行調查，并對生產機械及電動機的主要參數和工作條件進行類比，確定新生產機動機的主要參數和

18、工作條件進行類比，確定新生產機械所選電動機容量的方法。械所選電動機容量的方法。 電機與拖動基礎電機與拖動基礎第八章第八章 電動機容量的選擇電動機容量的選擇page 218.38.3電動機容量的選擇電動機容量的選擇8.3.2 短時工作制電動機容量的選擇短時工作制電動機容量的選擇1.采用短時工作制電動機時的容量選擇采用短時工作制電動機時的容量選擇 同一臺短時工作制電動機對應不同工作時間同一臺短時工作制電動機對應不同工作時間的標稱額定功率和過載倍數不同的標稱額定功率和過載倍數不同 90603015pppp90603015電機與拖動基礎電機與拖動基礎第八章第八章 電動機容量的選擇電動機容量的選擇pag

19、e 228.38.3電動機容量的選擇電動機容量的選擇 當電動機實際工作時間當電動機實際工作時間tw標準工作時間標準工作時間tws有差有差別時，需要進行折算，即按發熱和溫升等效的原則別時，需要進行折算，即按發熱和溫升等效的原則將實際非標準工作時間下的負載功率變成相近的標將實際非標準工作時間下的負載功率變成相近的標準工作時間下的負載功率。準工作時間下的負載功率。 （8-5） 為折算系數，折算后，預選電動機不須再進行為折算系數，折算后，預選電動機不須再進行校驗。校驗。 wswttwswlnttpp 電機與拖動基礎電機與拖動基礎第八章第八章 電動機容量的選擇電動機容量的選擇page 238.38.3電

20、動機容量的選擇電動機容量的選擇 2.2.采用連續工作制電動機的容量選擇采用連續工作制電動機的容量選擇 預選電動機時，應將短時工作的負載功率折預選電動機時，應將短時工作的負載功率折算成連續工作制的負載功率算成連續工作制的負載功率 。 預選電動機額定功率應滿足預選電動機額定功率應滿足 （8-68-6） t t為發熱時間常數（為發熱時間常數（s s） t tw w為短時工作時間為短時工作時間(s)(s) ttttlnwwaeepp11cuppa0電機與拖動基礎電機與拖動基礎第八章第八章 電動機容量的選擇電動機容量的選擇page 248.38.3電動機容量的選擇電動機容量的選擇 普通連續工作制電動機帶

21、短時負載時按發熱觀普通連續工作制電動機帶短時負載時按發熱觀點的功率過載倍數點的功率過載倍數 （8-7） qm ，按短時過載能力，按短時過載能力m選擇電動機預選容量。選擇電動機預選容量。 qttttnlqwweaepp11mlnpp電機與拖動基礎電機與拖動基礎第八章第八章 電動機容量的選擇電動機容量的選擇page 258.38.3電動機容量的選擇電動機容量的選擇 8.3.3 周期性斷續工作制電動機容量的選擇周期性斷續工作制電動機容量的選擇 周期性斷續工作制電動機標準負載持續率為周期性斷續工作制電動機標準負載持續率為15%、25%、40%、60%四種。此類電機具有啟動四種。此類電機具有啟動、制動、

22、過載能力強，機械強度大，轉動慣量小，、制動、過載能力強，機械強度大，轉動慣量小，絕緣等級高的特點。絕緣等級高的特點。 當周期性斷續工作制生產機械的負載持續率與當周期性斷續工作制生產機械的負載持續率與標準負載持續率相差較大時，需將生產機械實際暫標準負載持續率相差較大時，需將生產機械實際暫載率下的負載功率轉換成相近的標準暫載率下的負載率下的負載功率轉換成相近的標準暫載率下的負載功率。載功率。 %blnfsfspp （8-88-8） 電機與拖動基礎電機與拖動基礎第八章第八章 電動機容量的選擇電動機容量的選擇page 268.38.3電動機容量的選擇電動機容量的選擇 進行發熱溫升校核時，應考慮對于自扇

23、冷式電進行發熱溫升校核時，應考慮對于自扇冷式電動機起、制動過程的散熱惡化系數動機起、制動過程的散熱惡化系數a a以及停止時電以及停止時電動機散熱惡化系數動機散熱惡化系數b b，其中，其中a a=(1+b b)/2 。 n 選擇周期斷續工作制電動機時選擇周期斷續工作制電動機時 n (8-9)(8-9)niiwniniiwiwnininiiwiliwiliwileqtttttttttt121131111323222121)(a電機與拖動基礎電機與拖動基礎第八章第八章 電動機容量的選擇電動機容量的選擇page 278.38.3電動機容量的選擇電動機容量的選擇 選擇連續工作制電動機時選擇連續工作制電動機時 (8-10)(8-10) 為一個周期中啟動時間的總和為一個周期中啟動時間的總和 為一個周期中穩態運行時間的總和為一個周期中穩態運行時間的總和 為一個周期中制動時間的總和為一個周期中制動時間的總和 為第為第i i段啟動轉矩段啟動轉矩 為第為第i i段穩態運行轉矩段穩態運行轉矩 為第為第i i段制動轉矩段制動轉矩 ninisiiwniniiwiwnininiiwiliwiliwileqttttttttttt112113111132322