选择电动机时,除了正确选择功率外,还要根据生产机械的要求及工作环境等,正确选择种类、形式、电压和转速。本期擂台请您谈谈怎样正确选用电动机。
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主要依据电机的输出功率是否满足实际负载要求:
(1)电动机的机械特性、启动、制动、调速及其它控制性能应满足机械特性和生产工艺过程的要求,电动机工作过程中对电源供电质量的影响(如电压波动、谢波干扰等),应在容许的范围内;
(2)按预定的工作制、冷却方法基辅在情况所确定的电动机功率,电动机的温升应在限定的范围内;
(3)根据环境条件、运行条件、安装方式、传动方式,选定电动机的结构、安装、防护形式,保证电动机可靠工作;
(4)综合考虑一次投资运行费用,电机的价格,要 经济、节能、合理、可靠,安全 。
考虑:功率、转速、电压(三相还是单相)。安装方式选择:轴径,法兰,底角。绝缘等级、防护等级根据用途来考虑。
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。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,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,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。
电机的基本运行条件
GB755-2000《旋转电机 定额和性能》中规定的电动机的基本运行条件包括:对海拔高度、环境温度、冷却介质和相对湿度的要求,电气条件,运行期间电压和频率的变化,电机的中点接地等规定。
1、海拔:一般不超过1000M。特殊要求,如微特电机的运行的海拔高度可达2500~31200m。
2、最高环境空气温度:电机运行地点的环境温度随季节而变化,一般不超过40℃。但一些专用电机可超过40℃,微特电机的最高环境温度为125℃。
3、最低环境温度:对已安装就位处于运行或断电停转电机,运行地点的最低环境温度为-15℃;对微特电机最低空气温度为-55℃。对于用水作为初级或次级冷却介质的电机的最低环境空气温度为5℃。
4、环境空气相对湿度:电机运行地点的最湿月份月平均最高相对湿度为90%,同时,该月月平均最低温度不高于25℃。
5、电压和电流的波形对称性:对于交流电动机,其电源电压波形的正弦性畸变率不超过5%;对于多相电动机,电源电压的负序分量不超过5%(长期运行)或1.5%(不超过几分钟的短式运行),且电压的零序分量不超过正序分量的1%。
6、运行期间电压的偏差:当电动机的电源电压(如为交流电源时,频率为额定)在额定值的95%~105%之间变化,输出功率仍能维持额定值。当电压发生上述变化时,电机的性能和温升允许偏离规定。
7、运行期间的频率偏差:但交流电机的频率(电压为额定)额定值的偏差不超过±1%时,输出功率仍能维持额定值。
8、电压和频率同时发生偏差:电压和频率同时发生偏差(两者偏差分别不超过±5%和±1%),若两者都是正值,且其和不超过6%;或两者均为负值,或分别为正值和负值,且其绝对值之和不超过5%时,电机输出功率仍能维持额定值。
9、电机的中性点接地:交流电机(Y连结)应能在中性点处于接地电位或接近接地电位的情况下连续运行。如果电机绕组的线端与中性点端的绝缘不同,应在电机的使用说明书中说明,未征得电机厂同意,不允许将电机的中性点接地或将多台电机的中性点相互连接。
二、 电机的电压和频率的选取
1、我国的工频及电压:我国的工频电的频率是50Hz,电压等级分为:220V、380V、660V、1140V、3300V、6000V、10000V。
2、其它国家的电源工频:国际上大多数国家的电源频率都是50Hz,而美洲国家如美国、加拿大、巴西、哥伦比亚以及台湾和韩国的电源频率都是60Hz。其电压有:460V、575V、2300V、4000V、6600V、13200V等。
三、 电机功率的选取
根据GB755的推荐,一般来说,对于380V电压,由于电机电流过大的限制,上限功率一般定为1000KW;而对于6000V和10KV电机,考虑其经济性原因,下限功率等级定为160KW。
四、 绝缘耐热等级及电机的温升限值
电机绝缘结构是指用不同的绝缘材料、不同的组合方式和不同的制造工艺制成的电机绝缘部分的结构型式。电动机的绝缘系统大致分为:绝缘电磁线、槽绝缘、相间绝缘、浸渍漆、绕组引接线、接线绝缘端子等。电机绝缘耐热等级及温度限值见下表:
电机绝缘耐热等级及温度限值
最常用的绝缘等级为B级,目前最常用的绝缘等级为F级,H级绝缘也正在陆续被采用。
绝缘材料根据耐热等级分级,在其极限温度时,于正常运行条件下,应能保证长期使用。对于一般电机在正常运行条件下的使用期限约为20年,绝缘材料的使用寿命与使用温度的关系是,电机运行温度每增加10℃,绝缘寿命减半。
五、 电机外壳防护型式和冷却方法的选取
1、电动机的防护型式:代号为IPXX
防护标志由字母IP和两个表示防护等级的表征数字组成。第一位数字表示:防止人体触及或接近壳内带电部分及壳内转动部件,以及防止固体防异物进入电机。第二位数字表示:防止由于电机进水而引起的有害影响。
2、冷却方法:电机冷却方法代号由字母IC、冷却介质代号和两位表征数字织成。
第一位数字代表冷却回路布置
第二位数字代表冷却介质驱动方式
3、常用冷却方法:
1)、开启式,防滴式,冷却方法为IC01——空气可以通过电机自带风扇进出电机内腔,将电机内部热量带走。可以适合电机的功率从很小到很大,但由于电机内部可出进出空气,电机内部有灰尘,形响电机的绝缘性能,原JS系列电机使用较多,现在的Y系列电机使用较少,只有在环境条件较好的情况下才有使用
2)、封闭式,防护等级为IP44以上,冷却方法分为:
IC411——全封闭自扇冷,电动机外壳带散热片,内风路和外风路靠自带风扇循环。全封闭自扇冷电机具有结构简单,制造成本低等优点,在电机功率许可和能够达到冷却效果的条件下应优先选用。
IC511——全封闭自扇冷,电动机周围带散热管,内风路和外风路靠自带风扇循环。具有结构相对独立的特点,我公司引进西门子公司电机中心高在560以上的隔爆型电机使用这种结构的较多。
IC611——电动机上部带散热管式散热器,内风路和外风路靠自带风扇循环。当电机功率较大,需要一定的散热量,电机自身散热片不能满足散热要求情况下使用,如YKK、YAKK系列电机,电机运行相对于水冷方式比较独立。
IC81W——全封闭,电动机上部带水冷散热器,内风路靠自带风扇循环。这种冷却方式冷却量较大,可以将电机功率做到很大,但缺点是需要水源和管线,成本高,结构复杂,维护困难。
IC416——全封闭,电动机外壳带散热片,内风路靠自带风扇循环,外风路靠强制风机循环。(变频电机)
IC616——电动机上部带散热管式散热器,内风路靠自带风扇循环,外风路靠强制风机循环。(高压变频电机)
电动机冷却方式的选择原则是:从电机独立性考虑,电机冷却方式能采用自扇冷的不采用强制冷却,能采用空冷的不采用水冷。
低压电机1000KW以下、高压非防爆电机2000KW以下的2、4极电机采用IC411这种冷却方式。
高压电机1000KW以上电机宜采用IC611,2000KW以上宜采用IC81W水冷。
六、 电机轴承型式和润滑方式的选取
电动机的轴承型式分为:滚动轴承、滑动轴承
滚动轴承的选型范围为中心高63~710;中心高710mm以上电机,由于转子重量较重,要选用滑动轴承。由于滑动轴承体积的限制,中心高450以下电机不宜再选用滑动轴承。
滚动轴承是标准件,具有使用维护方便、互换方使、供货渠道多,小规格价格便宜等优点,但大规格轴承受极限转速和使用量小等限制,价格相对要高。
滑动轴承具有使用寿命长、可以做到较大的轴径和转速等优点。小规格滑动轴承轴承与滚动轴承相比成本要高。
滑动轴承的润滑方式分为自润滑和强制润滑,按一般选型原则是能采用自润滑的不采用强制润滑,如果主机有共用油站,则选用强制润滑比较好,但存在油管布置的复杂及漏油的可能。
一般对于2极电机,1000kW以下电机选用自润滑;1000KW以上选用强制润滑,润滑油。润滑油选用L-TSA32#汽轮机油。
对于4极及以上电机,2000KW以下电机选用自润滑,2000KW以上选用强制润滑。润滑油选用L-TSA46#汽轮机油。
七、 电机检测装置及配件的选取
电动机常用的检测装置有:定子测温装置、轴承测温装置、漏水检测装置、定子绕组接地差动保护等。有些大型电机装有轴振动检测探头,但由于必要性不大和成本高,选用量较小。
在定子绕组温度监控和超温保护方面:低压电机有些选用PTC热敏电阻,保护温度为135℃或145℃。高压电动机定子绕组埋置Pt100铂热电阻(三线制)6支,每相2只,3支工作,3支备用。
在轴承温度监控和超温保护方面:电动机的每个轴承设置一个Pt100双支铂热电阻(三线制),共2支,有些电机只要现场温度显示。电动机轴瓦温度不应超过80℃,报警温度80℃,停机温度 85℃ 。电动机轴承温度不应超过95℃。
电动机设有防漏水措施:对于采用上水冷的水冷电机,一般要装有漏水检测开关,当冷却器发生泄漏或一定泄漏量时,控制系统会发出报警。
定子绕组接地差动保护:国家相关标准规定,电动机功率大于2000KW时,定子绕组宜设置接地差动保护装置。
八、 电机空间加热器的选取
对于高压电机、水冷电机、使用于潮湿环境、有凝露环境的电机,一般加设有空间防潮加热器,加热器功率小于1.5KW时电压选用单相220VAC;功率大于1.5KW时选用三相电压380VAC。
选用加热器的目的是在电机停机时确保电机内部的空气温度比周围环境温度高5℃,防止电机内部定子绕组上产生凝露而损坏绝缘。
一般低压电机选用柔性电加热带,高压电机选用翅式电加热器。
电机加热器。有的用处是防止电机受潮用的,如果电机长期放置不用,在使用前要先通电加热驱潮,在通电试机防止电机损坏。
九、 高海拔电机与一般电机的不同
1、产品型号说明
产品型号由产品代号、规格代号、特殊环境代号和补充代号等四个部分组成,示例:
常用特殊环境代号有:W(户外型)、WF1(户外防中等腐蚀型)、WF2(户外防强腐蚀型)、F1(户内防中等腐蚀型)、F2(户内防强腐蚀型)、TH(湿热带型)、WTH(户外湿热带型)、TA(干热带型)、T(干、湿热合型)、H(船或海用)、G(高原用)。
额定功率选择的方法:根据生产机械工作时负载(转矩、功率、电流)大、小变化特点,预选电动机的额定功率,再根据所选电动机额定功率校验过载能力和启动能力。
对于恒定负载连续工作方式,如果知道负载的功率(即生产机械轴上的功率)Pl(kw).可按下式计算所需电动机的功率P(kw): P=P1/n1n2 式中 n1为生产机械的效率;n2为电动机的效率。即传动效率。 按上式求出的功率,不一定与产品功率相同。因此.所选电动机的额定功率应等于或稍大于计算所得的功率。
电动机额定功率大小是根据电动机工作发热时其温升不超过绝缘材料的允许温升来确定的,其温升变化规律是与工作特点有关的,同一台电动机在不同工作状态时的额定功率大小也是不相同的
生产机械的转速 n 与负载转矩 TL 之间的关系 n = f (TL ) 特性。有恒转矩负载: 特点是转矩大小恒定不变; 恒功率负载: 特点是负载功率大小恒定不变; 通风机型负载: 特点是转矩大小与转速的平方成正比。
不同环境温度下,电动机额定功率的修正
电动机的选择主要有电动机的类型、结构型式、容量、额定电压与额定转速。
电动机选择的基本原则是:
(1)根据生产机械调速的要求选择电动机的种类。
(2)工作过程中电动机容量要得到充分利用。
(3)根据工作环境选择电动机的结构型式。
应该强调,在满足设计要求情况下优先考虑采用结构简单,价格便宜,使用维护方便的三相交流异步电动机。
正确选择电动机容量是电动机选择中的关键问题。电动机容量计算有两种方法,一种是分析计算法,另一种是统计类比法。分析计算法是按照机械功率估计电动机的工作情况,预选一台电动机,然后按照电动机实际负载情况做出负载图,根据负载图校验温升情况,确定预选电动机是否合适,不合适时再重新选择,直到电动机合适为止。
电动机容量的分析计算在有关论著中有详细介绍,这里不再重复。
在比较简单、无特殊要求、生产数量又不多的电力拖动系统中,电动机容量的选择往往采用统计类比法,或者根据经验采用工程估算的方法来选用,通常选择较大的容量,预留一定的裕量。
电动机的选型
电动机的选型,首先要依据电动机的机械负载特性,来选择电动机的额定容量、额定转速、额定电压以及型式。
选配一台电动机时,首先要选择合理电动机的功率。通常根据机械负载与特性的需要来选择电动机的功率,同时,还要考虑负载的特性,负载的惯量等,也就是说,所选的电动机应适应机械负载的连续、短时或间断周期工作性质。功率选用时不能太大,也不能太小。选小了,保证不了电动机和生产机械的正常工作;选大了,虽然能保证正常运行,但是不经济,电动机容量不能被充分利用,而且电动机经常不能满载运行,使得效率和功率因数不高。对于大惯量的负载,选择时要注意考虑启动的启动功率,以及正常运行时的负载特性,如果负载一直保持了在额定电流附近就考虑要不要,采用大一型号的电动机
其次,根据电源电压条件,要求所选用的电动机的额定电压与频率同供电电源电压与频率相符合。电动机的转速一定要按生产机械铭牌上的要求选择,否则可能改变生产机械的性能。此外,电动机的结构、防护、冷却和安装形式,应适应使用环境条件的要求,并且要力求安装、调试、检修方便,以保证电机能安全可靠的运行。
主要依据电机的输出功率是否满足实际负载要求:
(1)电动机的机械特性、启动、制动、调速及其它控制性能应满足机械特性和生产工艺过程的要求,电动机工作过程中对电源供电质量的影响(如电压波动、谢波干扰等),应在容许的范围内;
(2)按预定的工作制、冷却方法基辅在情况所确定的电动机功率,电动机的温升应在限定的范围内;
(3)根据环境条件、运行条件、安装方式、传动方式,选定电动机的结构、安装、防护形式,保证电动机可靠工作;
(4)综合考虑一次投资运行费用,电机的价格,要 经济、节能、合理、可靠,安全 。
考虑:功率、转速、电压(三相还是单相)。安装方式选择:轴径,法兰,底角。绝缘等级、防护等级根据用途来考虑。
電機只是機械設備的執行機構 所以電機的選型是以符合設備需求做為選型的依據
一.所以首先要考慮的是設備用途
A如設備是做為檢驗用途 那要選擇電機對檢驗數據不能有影響那最好就是步進電機 做快速反覆運動也是
B.如對高響應 對精度有要求 如印刷機 那伺服是最佳選擇 更好的是直線電機
C.對於高速 大功率 價格有需求 如輸送設備 那變頻就最好的選擇
二 對於環境的要求
A惡劣環境考慮高防護等級如IP67
B高溫環境考慮加個冷卻 如風冷
C 上下運動加裝煞車(或配重)
D 對於沒有空間或多軸可以考量網絡智能型電機 如造紙設備
三. 對系統的慣量匹配 大家經常考慮到電機的扭力做為加減速的要求 往往忽略慣量匹配
A 如阻抗大的 如電梯 分度 轉台 考以考慮大慣量的電機 如DD 直驅 力矩電機
B 如高速響應 低慣量電機
四.電器規格 A上位控制器種類
B 驅動器的規格
C 訊號接口
五.考慮節能 伺服是最佳選擇
六. 減少機械磨耗增進機構精度
A 用直驅來取代電機加減速機構
B 用直線電機來取代 電機加絲桿
电动机选择的参考因素主要包括:电动机型式、电压与转速;电动机型式种类;电动机防护型式的选择;电动机电压和转速。
选择电机应考虑以下因素:
1、为电机提供电源的种类,如单相、三相、直流电等.
2、电机的工作环境,电机工作场所是否有特殊性,如潮湿、高温、化学腐蚀、粉尘等等.
3、电机的工作方式,是连续工作还是短时工作或是其它工作方式.
4、电机的安装方式,如立式安装、卧式安装等等.
5、电机的功率及转速等,功率及转速应满足负载的要求.
6、其它困素,如是否需要变速、有无特殊控制要求、负载的种类等.
1、电动机型式、电压与转速的选择
合理选择电动机型式、电压与转速的具体内容及一般步骤
首先要根据生产机械对电力传动提出的要求,如起动与制动的频繁程度,有无调速要求等等来选择电动机的电流种类,即选用交流电动机还是选用直流电动机;其次应结合电源情况选择电动机额定电压的大小;再由生产机械所要求的转速及传动设备的要求选取它的额定转速;然后根据电动机和生产机械的安装位置和周围环境情况来决定电动机的结构型式和防护型式;最后由生产机械所需要的功率大小来决定电动机的额定功率(容量)。综合以上方面考虑,最后在电机产品目录中选择与要求相符的电动机,如果产品目录中所列电动机不能满足生产机械的某些特殊要求,则可向电机生产厂家单独定制。
2.电动机型式种类的选择
选择电动机是从交流和直流、机械特性、调速与起动性能、维护及价格等方面来考虑的,所以选择时要遵循下列原则:
①首先考虑选用三相鼠笼型异步电动机。因为它具有简单、坚固耐用、工作可靠、价格低廉和维护方便等优点,但是它的缺点是调速困难、功率因数低、起动电流较大和起动转矩较小。因此主要适用于作为机械特性较硬而无特殊调速要求的一般生产机械和拖动,如一般的机床和功率小于100KW的水泵或通风机等生产机械。
②绕线型电动机的价格较笼型电动机高,但是它的机械特性可通过转子外加电阻的办法加以调节,因而能限制起动电流并提高起动转矩,故它可适用于电源容量较小,电动机功率较大或有调速要求的场合,如某些起重设备、卷扬提升设备、锻压机及重型机床的横梁移动等。
③当调速范围低于1:10,且又要求能平滑调速的场合,可先选用滑差电动机。该电动机的结构型式按其安装位置的不同可分为卧式和立式两种。卧式电动机的转轴是水平安装的,立式电动机的转轴则是与地面垂直安装的,故两种电机不可以更换对调使用。在一般情况下应尽量选用卧式电动机,只有在需要垂直运转的场合(如立式深井水泵以及钻床等),为了简化传动装置时才考虑采用立式电动机(因为它的价格较贵)。
3.电动机防护型式的选择
电动机的防护型式有多种,实用中选择时必须根据不同的工作环境选择适宜的防护型式电动机。电动机的防护型式有开启式、防护式、封闭式、防爆式、潜水式等数种。通常情况下选用开启式,因为它便宜,但它只适用于干燥清洁的环境,对于潮湿、易受风雨侵蚀、多灰尘、易燃、腐蚀性的环境应选用封闭式,而在灰尘多对电机绝缘无害且易被压缩空气吹净时,可选用防护式。至于潜水泵用电机,则应采用完全密封式,以保证在水中工作时不被潮气侵入,当电动机在有火灾或爆炸危险的环境中时,应注意必须选用防爆式。
4.电动机电压和转速的选择
(1) 现有工厂企业的生产机械选配电动机时,电动机的额定电压应与工厂配电电压一致,新建工厂的电动机,其电压选择要与工厂供配电电压的选择一起考虑,根据不同电压等级经技术经济比较后择优决定。
我国规定的低电压标准为220/380V,高压配电电压大多数为10KV。一般中小容量的电动机大都是低压的,其额定电压分别为220/380V(D/Y接法)和380/660V(D/Y接法)两种。当电动机容量超过约200KW时,建议使用者选择3KV、6KV或10KV的高压电机。
(2)电动机的(额定)转速选择,要根据拖动生产机械的要求及传动装置的配比情况来考虑。电动机每分钟的转数通常有3000、1500、1000、750及600等多种,异步电动机额定转速由于存在转差率,一般要比上述转速低2%~5%。从电动机制造角度讲,同样功率的电动机若额定转速越高,其电磁转矩外形尺寸就愈小,成本就愈低且重量亦轻,并且高速电机的功率因数及效率比低速电机都高。若能选择转速愈高的电动机,则经济性愈好,但若由此而引起电动机与被拖动机械间的转速相差过大时,所需装设减速装置的传动级数就越多,这就会加大设备成本及传动的能量损耗。故要经过分析比较择优选定。我们通常应用的电机大部分是选用4极1500r/min的电机,因为这种额定转速的电机适应范围广,而且其功率因数和工作效率也较高。
选用电动机的原则及步骤
1、选用电动机的原则
⑴ 根据负载曲起动特性及运行特性,选出最适于这些特性的电动机,满足生产机械工作过程中的各种要求。
⑵ 选择具有与使用场所的环境相适应的防护方式及冷却方式的电动机,在结构上应能适合电动机所处环境条件。
⑶ 计算相确定合适的电动机容量。通常设计制造的电动机,在75%~100%额定负载率时,效率最高。因此应使设备需求的容量与被选电机的容量差值为最小,使电机的功率被充分利用。
⑷ 选择可靠性高、便于维护的电动机。
⑸ 考虑到互换性,尽量选择标准电动机。
⑹ 为使整个系统高效率运行,要综合考虑电机的极数及电压等级。
2、选用电动机的主要步骤
⑴ 根据生产机械性能的要求,选择电动机的种类。
⑵ 根据电源的情况,选择电动机额定电压。
⑶ 根据生产机械所要求的转速以及传动设备的情况,选择电动机额定转速。
⑷ 根据电动机和生产机械安装的位置和场所环境,选择电动机的结构及防护型式。
⑸ 根据生产机械所需要的功率和电动机的运行方式,选择电动机的额定功率。
3、选择电动机时有关电气性能和机械性能分类
在选用电动机时,需要考虑电气和机械等分类内容。
⑴ 电动机选用前应充分了解被拖动机械的负载(以下简称负载)特性,该负载对起动、制动、调速无特殊要求时应选用笼型异步电动机。从节能角度考虑应首先选用符合GB的电动机,不应选用国家明令淘汰的产品。
⑵ 负载对起动、制功、调速有特殊要求时,所选择的电动机应满足相应的堵转矩与最大转矩要求,所选电动机应能与调速方式合理匹配。
⑶ 应依据电动机的工作是否处于易燃、易爆、粉尘污染、腐蚀性气体、高温、高海拔、高湿度、水淋和潜水工作环境,选择相应的防护类型、外壳防护等级和电动机的绝缘等级。
⑷ 拖动高精度加工机械和有静音环境要求的电动机,应按要求选用有精确速度控制、低振动和低噪声设计的电动机。
⑸ 应依据负载要求,选择具有合适的安装尺寸与连接方式。
㈡ 电动机额定功率的选择
正确选择电动机额定功率对提高电力拖动的济运行水平、减少能耗,提高经济效益具有重要意义。
容量选的小,则不能满足生产机械正常运行,容量选的大,则浪费投资,浪费能源。
1、正确选择电动机功率的原则
⑴ 电动机应能胜任生产机械的负载和所需的起动转距。
⑵ 电动机在工作时,其发热应接近,但不得超过其许可的工作温度。
⑶ 电动机应有一定的过载能力,以保证在短时过载情况下能正常工作。
2、电动机额定功率的选择
① 应依据反映负载变化规律的负荷曲线,确定经济负载率(电动机效率最高时的负载率)。
② 应根据负载的类型和重要性确定适当的备用系数。具有长期连续运行或稳定负载的电动机,应使电动机的负载率接近综合经济负载率(电动机综合效率最高时的负载率)。
③ 年运行时间大于3000h、负载率大于60%的电动机,应优先选用能效指标符合《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》中节能评价值的节能电动机
⑵ 根据电动机不同的运行状态,选择电动机的额定功率。《旋转电机定额和性能》将电动机分为10种工作制类型.
主要依据电机的输出功率是否满足实际负载要求:
(1)电动机的机械特性、启动、制动、调速及其它控制性能应满足机械特性和生产工艺过程的要求,电动机工作过程中对电源供电质量的影响(如电压波动、谢波干扰等),应在容许的范围内;
(2)按预定的工作制、冷却方法基辅在情况所确定的电动机功率,电动机的温升应在限定的范围内;
(3)根据环境条件、运行条件、安装方式、传动方式,选定电动机的结构、安装、防护形式,保证电动机可靠工作;
(4)综合考虑一次投资运行费用,电机的价格,要 经济、节能、合理、可靠,安全 。
考虑:功率、转速、电压(三相还是单相)。安装方式选择:轴径,法兰,底角。绝缘等级、防护等级根据用途来考虑。
先跟据机械对电机的要求选择电机的种类,
精密定位:必须选择带位置检测的伺服电机或闭环步进电机;伺服电机扭力小,在低速时定位精度与稳定性都不好,但可高速运行,低速运行时得增加成本较高精密减速机;如果速度不高小功率时选择闭环步进电机是个不错的选择,精度高扭力大!
超高速控制:如激光刻字偏转,得用音圈电机,电机的响应速度到us级!定位准确
超精密定位:为避免丝杆间隙的误差,超精密定位多选用直线电机,
超微动运动调节定位:多用压电陶瓷效应驱动的电机,nm级别的分辨率
要求宽广调速范围,无定位要求:多选用无刷电机
要求低速恒转矩大扭力输出:可选用低速同步电机
高速运动:多选用空气轴或磁场伺服锁轴无普通滚珠轴承的电机;如雕刻机主轴电机
只是动力输出用,无定位要求;可根据电源选择,低压直流多选无刷电机,如电动车;中高压交流电多选异步交流电机,要求高效率多选用永磁同步电机
确定电机种类后,再根据功率,扭力,转速,电源电压,使用环境要求,成本要求,可维护性,使用寿命,噪音,重量,来选择相适应的型号,以最高的性价比满足机械对电机参数的要求!
例如:
无人机类飞机控制就得选用高效率低重量的无刷电机
天车吊机就得选用瞬时大功率工作的起重机专用电机
电动汽车就得选用高效率大扭力的永磁同步电机
电梯就得选用长寿命,高可靠性,耐频繁启动,运行平稳,能粗略定位,能高速启动停止的特种电机及控制系统
机器人电机得选用高效,定位准确,体积小功率大,过载能力强的伺服电机