大学精品课件：附录 机电传动控制系统中电机选择.ppt

1、附录 机电传动控制系统中 电机的选择,1、了解电动机的发热机理与冷却方式； 2、了解电动机的种类与结构特点； 3、掌握电动机的选择（容量、转速、转矩、安装形式）；,本章要求：,本章知识点,1、温升的概念（电机的温度与环境温度之差）； 2、电机的主要破坏形式（绝缘老化导致相间短路）； 3、电机的工作制。,在做机电传动系统方案设计时,我们仅考虑负载有多大，调速范围多宽，以及允许的最小加减速时间是多少。,具体选择电动机时，我们最起码要考虑的，即最基本的是：电机的力矩要能够克服负载阻力、电机不会损坏、满足速度要求、有一定的使用寿命、力矩、速度要有一定的裕量。,选得过小：经受不起冲击负载、及过载,电机容

2、易损坏。 选得过大：体积大、成本高、电动机经常在轻载下运行，效率低。 电动机的选择主要是转矩和容量的选择。,电机选择不合适带来的后果,71电动机容量选择的原则：,1、发热 必须保证电动机的实际最高工作温度max不超过电动机绝缘允许的最高工作温度a。 即maxa （电机的寿命与电机工作温度有关，温度越高，绝缘老化越快而且每超过允许温度10，电动机寿命缩短一半。） 2、要有一定的力矩过载能力 （1）、 电动机有一定的热惯性，短时过载温度不会马上升高把电动机烧坏，允许电动机短时过载运行； （2）、工作过程中会出现某些意想不到的因素（例如对负载估计有误差、某些突发负载变化，如铸件加工中碰到的白口点等）

3、。 允许过载的大小与过载的持续时间长短有关，并受最大力矩（交流电机）或最大电流限制（直流电机）。,对于异步电动机过载能力受Tmax限制 TLmax Tmax 一般取0.8Tmax 对于直流电动机过载能力受Imax限制 ； ILmax Imax（直流电动机的力矩TI）。 3、启动能力 由于鼠笼式异步电动机的启动转矩一般较小，所以，为使电动机能可靠启动，必须保证 ： TLstTN st =Tst /TN 即：TLTst,直流电机的机械特性是一条直线，没有启动力矩的概念只要最大力矩的概念，换言之，启动力矩足够大，仅受制于最大电流Imax 。 上述条件是保证电动机能长期正常工作的必要条件。 电动机容量

4、的选择方法一般有计算法、统计法、类比法。,72电动机的发热与冷却过程,发热的原因： 转子、定子的铜耗、铁芯涡流损耗、机械损耗等。,开始时电机的温度较低，与环境温度之差较小，发热快散热慢，电动机温度升得快,随着电机温度升高，温差加大，散热加快，电动机温度上升速度减慢，最后达到发热与散热平衡,升温曲线,降温曲线,温升: 电机温度与环境温度之差.,73不同工作制下电动机容量的选择,1、 恒负载连续工作型 PNPL,2、 变负载连续工作型 根据等效发热理论按（72）算出等效电流Id INId 或按（73）算出等效转矩Td TNTd,3、 短时工作制（工作时间1090min） 可根据短时工作时间的长短选

5、择合适的短时工作的专用电动机；或按PNPP/K 选择连续工作制普通电机（ PP短时实际负载功率；K短时过载倍数，由图76查得）。,4、重复短时工作制（工作时间及停止时间均较短10min以下） 工作特点：工作时间tp(0.30.4)Th (Th发热时间常数) 停车时间t0 (0.30.4)Th (Th 散热时间常数) 根据暂载率 =工作时间/（工作时间停车时间）选择重复短时工作制电动机；或连续工作型普通电动机 。,74、电动机容量选择的统计法和类比法 75 晶闸管供电对电动机的影响 （自学） 76电动机的种类、电压、转速、结构形式的选择,一、电机种类选择 1、不调速系统一般情况下优先选用鼠笼异步

6、电机； 2、调速系统，一般情况下优先选用鼠笼异步电机变频调速；（异步电机变频调速，正取代直流调速、滑差电机调速、绕线电机调速） 当调速精度要求特别高、响应速度特别快时选用交流伺服电机； 当需要急剧制动，或持续反馈制动，再生能量大的场合，采用直流电机；（采用变频调速容易出现直流母线过压保护）,二、额定电压选择,1、 工业应用优先选用三相交流380V，尽量少用单相220V，以减小三相电源不平衡； 2、 家庭用电机优先选用单相220V（相对安全）,三、额定转速选择,1、 一般情况下优先选用极对数少的高速电机配合减速器使用。 2、当单级减速器速比过大时，为避免增加减速器的级数，可考虑采用多极（一般P不

7、大于4）电机，降低电动机额定转速。,因为增加一级减速，间隙和噪声明显增加。例执行机构希望转速为350rpm,若采用P=1的电机同步速3000 rpm，减速比i=8.57,减速比过大，需要两级减速，若P=2或P=3，减速比分别为i=4.28、i=2.86，这两个速比均可用一级减速实现，故可选同步速为1500 rpm或1000 rpm的电动机。至于后两者那个更合适，当输出转矩大于负载转矩时，就要看减速后两者的输出功率与克服负载所需的功率最接近者最合适。,四、结构形式的选择,1、 根据是否需要防护，当不需要防护时，工作环境好的优先选用开启式电机（散热好）；一般的目前多采用封闭式电动机，我们常见的都是封闭式电动机； 2、 当需要防护的，应根据防护要求选择相应防护功能的电机，如防水、防腐（外壳、轴等采用特殊材料）、防爆（采用特殊结构和特殊措施）； 3、 根据设备的布局，选择安装形式和轴伸结构（安装形式有卧式、立式、立卧式；轴伸结构有单轴伸、双轴伸、键、花键、螺纹连接等）。,第七章 结束,