1、电动机的选择 1 电动机的发热与冷却 2 电动机的绝缘材料与允许温升 3 电动机的工作方式 4 电动机的负载功率计算 5 电动机的容量选择选择电动机的内容：种类、型式、额定转速、额定电压、 额定功率（容量）。 正确选择电动机容量的原则： 完全满足生产机械对电动机提出的功率、转矩、 转速、以及起动、调速、制动和过载等要求， 电动机在工作过程中能充分被利用，而且还不 超过国家标准所规定的温升。 .选择依据：由机械特性、调速情况与起动性能、 维护以及价格、工作方式（连续、 短时、重复短时工作制）决定。 电动机种类 直流电动机 交流电动机 异步电动机 同步电动机 鼠笼型电动机 绕线型电动机 . 当生产
2、机械对电动机的起动、制动、调速性能要求不高时， 应尽量采用交流电动机。 当起动、制动、调速等性能采用交流电动机无法满足时， 则采用直流电动机或晶闸管直流电动机（KZD）系统。 封闭式： 开启式： 防护式： 防爆式： 电动机型式 电动机连续工作，很少起制动或反转。 电动机经常起制动及正反转，但过渡过程的 持续时间对生产率影响不大。 电动机经常起制动及正反转，过渡过程的 持续时间对生产率影响较大。 电动机额定转速 电动机额定电压 决定电动机容量的主要因素：发热与温升。 交流电动机按供电电网情况进行选择 电压等级分为：380V、3kV 、6kV 、10kV 直流电动机也要与电源电压相配合 常用的电压
3、等级有：110V、220V 、440V . end1 电动机的发热与冷却 一、电机中热量的传导 电机的各种损耗形成不同的热源，自电机内部 通过不同的材料传递到电机表面，这就是传导。 使用导热系数可以描述传导过程。 导热系数大，传导性能好。 金属材料的导热系数大，绝缘材料的导热系数小， 空气的导热系数最小。 应采取措施改善电机内部的热传导过程。如 采用耐压强度高、导热性能好的绝缘材料； 采用浸漆的方法赶走槽内的空气、增强绝缘 性能、同时也能够改善机械性能。 .二、电机的发热过程 假定：电机长期连续工作，负载不变； 把电机看成是各部分温度相同的均匀整体； 周围的环境温度不变。 根据热力学的定律，得
4、 dt A cmd Qdt r A Q dt d A cm r r dt d 电机的发热时间常数 电机的稳态温升 . 总热量 物体吸收 的热 量 物体散发 的热 量 三、电机的冷却过程 在零初始条件下，上述方程的解为 ：初始温升 S 当电机停止运行后，电机内部 不再产生热量，经过一段时间 温升又回到零度，则 四、电机的通风冷却方式 强迫通风冷却： 自然冷却： 自通风冷却： 管道通风冷却： t e 1 t S e . end S 2 电动机的绝缘材料与允许温升 一、绝缘材料的等级 电机内部的绝缘材料不同，所允许的最高温度也不同。 绝缘等级 电机所用的绝缘材料的耐热程度。 国际电工学会规定绝缘材料
5、分为七个等级。 我国用在电机中选取其中五个等级。 中国规定：标准环境温度是40，绝缘材料的允许温度 减去40就等于它的允许温升。 . 绝缘等级 最高允许温度T m （） 额定温升 m （） A 105 65 E 120 80 B 130 90 F 155 115 H 180 140 二、电机各部分的允许温升 电机温度与周围冷却介质温度之差称为电机温升，用 表示。 0 T T end ) (t f 3 电动机的工作方式 一、连续工作制 指电动机的工作时间 t g 4T ，电动机长期运行， 温升可以达到稳态温升 ，也称为长期工作制。 曲线的俗称： 热得到头 . 二、短时工作制 指电动机的工作时间
6、t g 4T ， 因而工作时的温升达不到稳态温升 ，但停歇后 的温升降为零。 我国短时工作制电动机的标准工作时间有： 15min ，30min，60min ，90min四种。 曲线的俗称： 热不到头，冷得到底 ) (t f 三、重复短时工作制 指电动机的工作与停歇交替进行，其时间均比较短， 即 t g 4T ， t 0 4 T ，工作时的温升达不到稳态温升 ， 停歇时的温升也降不到零。也称为断续周期工作制。 曲线的俗称： 热不到头，冷不到底国家规定的标准负载持续率有： 15%，25%，40%，60% 四种。 国家标准规定：每个工作与停歇的周期 t Z = t g + t 0 10min 每个周
7、期内工作时间所占的百分数，叫做负载持续率 （又称为暂载率），用FC% 表示。 end .4 电动机的负载功率计算 一、常值负载功率P L 的计算 直线运动的生产机械 kW Fv P L 102 kW Fv P L 3 10 或 F 生产机械的静阻力，单位：kg v 生产机械的运动速度，单位：m/s 传动装置的效率， F 的单位：N v 的单位：m/s . 旋转运动的生产机械 kW Tn P L 975 kW Tn P L 9550 或 T 生产机械静态阻转矩，单位：kgm n 生产机械的旋转速度，单位： r/min 传动装置的效率， T 的单位：Nm n 的单位：r/min 泵类的生产机械 k
8、W H Q P L 1 102 kW H Q P L 3 1 10 或 Q 泵的流量，单位：m 3 /s H 计算用的馈送高度，单位：m 液体的比重，单位：kg/m 3 传动装置的效率， 1 泵的效率， Q 的单位： m 3 /s H 的单位：m 的单位：N/m 3 鼓风机类的生产机械 kW QP P L 1 102 kW QP P L 3 1 10 或 Q 的单位： m 3 /s P 的单位：N/m 2 Q 吸入或压出的气体量，单位：m 3 /s P 鼓风机的压力，单位：kg/m 2 传动装置的效率， 1 鼓风机的效率， .二、变化负载功率P L 的计算 各时间段的负载功率按常值负载公式计算
9、。 L n i i Li n n Ln L L Ld t t P t t t t P t P t P P 1 2 1 2 2 1 1 L n i i Li n n Ln L L Ld t t T t t t t T t T t T T 1 2 1 2 2 1 1 对于变化的负载只能求其平均值，即平均负载功率及 平均负载转矩。 . end5 电动机的容量选择 一、电动机容量选择的步骤 计算负载所需功率 P L ； 由产品目录查出所需的电动机，要求 P N P L ； 对于鼠笼型异步电动机，若在重载下起动，须校验起动能力； 发热校验； 若环境温度 T 0 不为标准温度（ 40 ），则需要进行修正。
10、 1 40 1 0 m T 电动机的电流或功率的 环境温度变化系数。 . N N m P P T P 1 40 1 0 电动 机实 际输 出功 率 式中 过载校验； .二、常值负载下电动机容量的选择 标准工作时间 按电动机三种工作方式所规定的有关时间工作。 此时不需进行发热校验。 非标准工作时间 折算为标准工作时间或标准负载持续率。 对于短时工作制电动机 gb g L b t t P P 预选电动机的额定功率应满足 b N P P 对于重复短时工作制电动机 预选电动机的额定功率应满足 b N P P 1 % % % % g b g b g b FC FC FC FC P P . 短时工作方式负
11、载选用连续工作方式的电动机 条件：充分发挥电动机的过载能力。 此时选用的连续工作方式电动机工作在过载状态， 只要其温升不超过额定稳定温升为 N ，该电动机 就能正常工作。 CuN p p 0 式中 额定情况下不变损耗与可变损耗之比。 统计资料表明= 0.4 1.5，计算时一般取= 0.6 . L T t T t N P e e P g g 1 1 预选电动机的额定功率应满足例：一台电动机与低压离心式水泵直接相连，水泵的 转速 n =1450 r/min ，流量 Q = 50 m 3 / h，总扬程 H = 17 m ，效率 1 = 0.4 ，周围环境温度不超过 30，试选择一台电动机。 解：
12、kW 787 . 5 查产品目录，应选用 Y132M 4 型电动机，P N = 7.5kW 设电动机为 B 级绝缘，即 m = 90 ，取 = 0.6 085 . 1 6 . 0 1 90 30 40 1 1 40 1 0 m T 则 电动机实际可以输出功率为 1.0857.5 = 8.1375 kW 若选 Y132S 4 型的电动机，P N = 5.5kW ，实际可以输出 功率为 1.085 5.5 = 5.9675 kW P L ，能用，故选之。 4 . 0 1 102 17 1000 3600 50 102 1 H Q P L 生产机械的功率 . .三、变值负载下电动机容量的选择 预选电
13、动机的额定功率P N = （1.11.6）P Ld 必须做发热校验。 使用平均损耗法或等效法做发热校验。 .四、电动机容量选择的工程方法 用统计法选择电动机的容量 统计法 对各种不同类型的机床主拖动电机，分别 进行统计、分析，找出电机容量与机床主 要数据的关系，将这个关系用数学方程式 表达，作为设计制造新机床时选择电动机 的主要依据。 kW D P 54 . 1 5 . 36 车床： 主拖动电动机所需的容量 最大工件直径 单位：m . 常见的计算公式有：kW D P 88 . 0 20 立式车床： 最大工件直径 单位：m kW D P 19 . 1 0646 . 0 摇臂钻床： 最大钻孔直径 单位：mm kW D P 7 . 1 004 . 0 卧式镗床： 镗杆直径 单位：mm kW B P 15 . 1 166 1 龙门铣床： 工作台宽度 单位：mm 要求所选电动机的功率 P N P 。 . 用类比法选择电动机的容量 类比法就是调查经过长期考验的同类型生产机械， 看它采用多大容量的电动机，然后通过主要 参数和工作条件的类比，来确定新生产机械 的电动机容量。 End .
