电动机容量的选择..ppt

普通高等教育“十二五”电气信息类规划教材北方工业大学电机与拖动基础及 MATLAB 仿真陈亚爱周京华编著李正熙主审电机与拖动基础及 MATLAB 仿真 Page 2 本课程的章节和内容 n绪论 n第1章变压器 n第2章三相交流电动机 n第3章三相交流电动机的电力拖动 n第4章直流电机 n第5章直流电动机的电力拖动 n第6章驱动和控制微电机 n第7章电动机容量的选择电机与拖动基础及 MATLAB 仿真 Page 3第7章电动机容量的选择第7章电动机容量的选择电机与拖动基础及 MATLAB 仿真本章内容 电动机选择的主要内容 电动机的发热、冷却与工作制 电动机容量的选择 Page 4 电机与拖动基础及 MATLAB 仿真本章教学基本要求 。 2 .掌握电力拖动系统中电动机容量选择的工程方法。 Page 5 电机与拖动基础及 MATLAB 仿真电动机选择的主要内容包括:电动机种类、型式、额定电压、额定转速、额定功率(容量)等的确定。 Page 6 电动机选择的主要内容容量的选择是最重要的,因为容量选得偏小,会使电动机拖动不了负载或使电动机长期工作在过载情况,电动机过热,绝缘过早老化,缩短电动机的使用寿命,造成浪费;而容量选得偏大,电动机虽不会因过热而损坏,但电动机的容量不能得到充分利用,功率因数低,造成“大马拉小车”的现象,也将造成不必要的浪费,经济性不高。正确选择类型、额定电压、额定转速、结构形式等对节省一次投资、节约运行费用等综合经济效益十分重要,与当前国家大力倡导的节能减排政策相符。正确选择电动机的原则:在电动机满足生产机械负载要求的前提下,尽量选择容量小一些的电动机,使电动机在运行中既能够被充分利用,又使其温升不超过但接近国家标准规定的温升。电机与拖动基础及 MATLAB 仿真电动机在运行过程中必然会产生损耗并导致机体温度升高, 运行中电动机最热部位是绕组,而耐热最差的部位是绕组的绝缘。 Page 7 电动机选择的主要内容当温度升高超过绝缘材料允许的限度时,则会使绝缘过早老化,缩短电动机的使用寿命。通常电动机容量是按周围环境温度为 40℃时设计的,所以各级绝缘材料的最高允许温升比其最高允许温度低 40℃。表 7-1 电动机使用的各级绝缘材料的最高允许温度和温升 140 以上 140 115 90 80 65 最高允许温升/℃ 180 以上 180 155 130 120 105 最高允许温度/℃ CHFBEA 绝缘材料等级电机与拖动基础及 MATLAB 仿真实际运行的电动机温升取决于发热和散热情况,若不超过绝缘材料允许的最高温度,电动机可长期运行。 Page 8 电动机选择的主要内容由于电动机的负载多数情况下是变化的,有时甚至是冲击性的,所以在决定电动机容量时,需校验过载能力,即应使所选的电动机承受短时最大负载转矩小于电动机的最大转矩。反之,若超过最高允许温度,则会加速绝缘材料的老化,缩短电动机寿命,甚至造成绝缘材料的碳化,损坏电动机。可见,电动机的带载能力取决于绝缘材料的最高允许温度。电动机的过载能力可在产品样本中查到。由于异步电动机的电磁转矩与电压二次方成正比,选择时, 还需考虑电网波动的影响,并留有一定的裕量。电机与拖动基础及 MATLAB 仿真对于直流电动机,其短时过载能力主要受换向器过流程度的限制,应使所选电动机承受的最大负载电流小于电动机的最大电流。 Page 9 电动机选择的主要内容总之,电动机容量主要由允许温升、过载能力以及起动能力三因素决定。对于笼型异步电动机,由于起动转矩较小,同时又要考虑受电网波动的影响,还需进行起动能力校验。可见,电动机的带载能力取决于绝缘材料的最高允许温度。电机与拖动基础及 MATLAB 仿真电动机运行过程产生的各种损耗均会生成热能使电动机温度高于工作环境温度。 Page 10 电动机的发热、冷却与工作制可证明电动机的温升过程曲线是按指数规律上升的,如图 7-1 曲线 1所示。电动机从空载到负载或在运行中突加负载时,损耗随负载增加而增加,电动机的温度也随之升高,稳定后的温度比起始温度高,该过程称为电动机的发热过程。将电动机温度比环境温度高出部分的值称为温升,记作?。 电动机的发热与冷却?? s? 00 21tT ?图 7-1 电机的温升曲线图中, T ?为发热时间常数,可理解为电动机发出的热量全部用作提高电动机的温度,使电动机温升从零上升到稳定温升所需要的时间。如果电动机是从冷却状态开始运行,则起始温升? 0≠0 ,如图 7-1 曲线 2所示。