電動(dòng)機(jī)的額定功率等技術(shù)項(xiàng)目的合理選擇

【摘 要】為保證電力拖動(dòng)系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，要從實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、安全的要求出發(fā)，按照生產(chǎn)機(jī)械提出的要求選擇電動(dòng)機(jī)。本文主要闡述了電動(dòng)機(jī)額定功率、種類、電壓、轉(zhuǎn)速和結(jié)構(gòu)形式等技術(shù)項(xiàng)目的選擇等問題。

【關(guān)鍵詞】電動(dòng)機(jī)；額定功率；技術(shù)項(xiàng)目；選擇

為保證電力拖動(dòng)系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，要從實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、安全的要求出發(fā)，按照生產(chǎn)機(jī)械提出的要求選擇電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)選擇包括額定功率選擇、電機(jī)種類選擇、結(jié)構(gòu)形式選擇、電壓等級(jí)和額定轉(zhuǎn)速選擇等內(nèi)容，其中電動(dòng)機(jī)功率選擇最為重要。

1、電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇

若為生產(chǎn)機(jī)械選配的電動(dòng)機(jī)功率過大，電機(jī)長(zhǎng)期欠載下運(yùn)行，功率得不到充分利用，不但會(huì)增加初期投資，降低電動(dòng)機(jī)的效率。對(duì)異步電動(dòng)機(jī)還降低了功率因數(shù)，這是不經(jīng)濟(jì)的。反之，若選配的電動(dòng)機(jī)功率偏小，電機(jī)長(zhǎng)期在過載下運(yùn)行，會(huì)使電機(jī)各部分由于過載而過分發(fā)熱，溫升就會(huì)超過繞組絕緣材料允許的限度，使電機(jī)過早損壞。所以，電動(dòng)機(jī)功率過大或過小均對(duì)生產(chǎn)機(jī)械安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行不利。

1.1連續(xù)工作制下的電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇

連續(xù)工作制下的電動(dòng)機(jī)，其負(fù)載有兩種情況：一是恒定負(fù)載，二是變化負(fù)載。

（1）恒定負(fù)載下電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇

一些生產(chǎn)機(jī)械啟動(dòng)以后就在恒定負(fù)載下連續(xù)運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間，啟動(dòng)時(shí)間只占工作時(shí)間的較少部分。因其啟動(dòng)時(shí)間較短、工作時(shí)間較長(zhǎng)、因此，啟動(dòng)過程發(fā)熱對(duì)穩(wěn)態(tài)溫升的影響應(yīng)忽略不計(jì)，電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)溫升完全由靜態(tài)負(fù)載決定。

對(duì)這類負(fù)載，應(yīng)按實(shí)際狀況計(jì)算出電動(dòng)機(jī)軸上的靜態(tài)負(fù)載功率PZ后，就能根據(jù)公式選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率。

PN≥PZ

確保電動(dòng)機(jī)的許可溫升大于等于實(shí)際負(fù)載時(shí)的穩(wěn)態(tài)溫升。

（2）變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇

變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇步驟：一是計(jì)算并繪制生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載圖；二是按負(fù)載圖求出平均負(fù)載功率，預(yù)選電動(dòng)機(jī)。三是作出預(yù)選電機(jī)的負(fù)載圖，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)熱校驗(yàn)、過載校驗(yàn)，有時(shí)還應(yīng)進(jìn)行啟動(dòng)校驗(yàn)。四是校驗(yàn)通過，說明預(yù)選電動(dòng)機(jī)額定功率合適，不然，要重新選擇電動(dòng)機(jī)，再行校驗(yàn)。反復(fù)進(jìn)行后，直至通過校驗(yàn)為止。在工作時(shí)間內(nèi)，其大小隨時(shí)間變化的負(fù)載即變動(dòng)負(fù)載。

在電機(jī)負(fù)載周期性變化時(shí)，輸出功率也出現(xiàn)周期性的變化，溫升也周期性波動(dòng)。溫升波動(dòng)的最大值會(huì)低于相應(yīng)最大負(fù)載保持不變時(shí)的穩(wěn)態(tài)溫升，而高于相應(yīng)最小負(fù)載保持不變時(shí)的穩(wěn)態(tài)溫升。在此情況下，若按最大負(fù)載選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率，電動(dòng)機(jī)容量就得不到有效利用；若根據(jù)最小負(fù)載選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率，電動(dòng)機(jī)就有超過允許溫升的危險(xiǎn)。因此，要在最大負(fù)載和最小負(fù)載間適當(dāng)選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率。要使電動(dòng)機(jī)容量得到充分利用，又不因過載而損壞電機(jī)。在預(yù)選電動(dòng)機(jī)額定功率時(shí)，要按生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載圖求出其平均功率或平均轉(zhuǎn)矩。

1.2短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇

（1）選用為連續(xù)工作制設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)。在短期運(yùn)轉(zhuǎn)中，若按生產(chǎn)機(jī)械所需的功率選擇電動(dòng)機(jī)容量，這是不經(jīng)濟(jì)的。電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間短，并未達(dá)到它的穩(wěn)態(tài)溫升，電動(dòng)機(jī)容量未充分利用。在此情況下，要選擇容量比所需功率小一些的電動(dòng)機(jī)，讓電動(dòng)機(jī)在短時(shí)間內(nèi)過載運(yùn)行，在電動(dòng)機(jī)工作終了時(shí)的溫升等于額定溫升時(shí)，就可認(rèn)為在標(biāo)準(zhǔn)溫升下電動(dòng)機(jī)容量得到了充分利用。所以，要按發(fā)熱條件選擇短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)的基本依據(jù)是電動(dòng)機(jī)工作終時(shí)的溫升等于或稍低于額定溫升。

（2）選用專為短時(shí)工作制設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)。我國專為短時(shí)工作制設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)，其工作時(shí)間有15，30，60，90min四種，對(duì)某一電動(dòng)機(jī)，對(duì)應(yīng)不同的工作時(shí)間，它的功率是不同的。

1.3重復(fù)短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇

這類電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是啟動(dòng)能力強(qiáng)、過載能力大、慣性小、機(jī)械強(qiáng)度大、絕緣材料的等級(jí)高、較多采用封閉式結(jié)構(gòu)、臨界轉(zhuǎn)差率設(shè)計(jì)得較高。

2、電動(dòng)機(jī)種類、電壓、轉(zhuǎn)速和結(jié)構(gòu)形式的選擇

選擇電動(dòng)機(jī)不但應(yīng)正確選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率，還應(yīng)選擇電壓等級(jí)、額定轉(zhuǎn)速和結(jié)構(gòu)形式等。

2.1電動(dòng)機(jī)種類的選擇

它的選擇要從交流或直流、機(jī)械特性、調(diào)速與啟動(dòng)性能、維護(hù)及成本等方面進(jìn)行：

（1）要求機(jī)械特性較硬而無特殊要求的生產(chǎn)機(jī)械，主要包括長(zhǎng)期工作制、短時(shí)工作制和重復(fù)短時(shí)工作制的生產(chǎn)機(jī)械，要選用鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。

（2）在啟動(dòng)、制動(dòng)頻繁、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求大，并有一定調(diào)速要求的場(chǎng)合，要選用繞線式異步電動(dòng)機(jī)。

（3）為提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，對(duì)功率較大而又不需調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，應(yīng)選用同步電動(dòng)機(jī)。

（4）在生產(chǎn)機(jī)械要求有特殊調(diào)速、大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩等，而交流電動(dòng)機(jī)又不能滿足時(shí)，要使用直流電動(dòng)機(jī)。

2.2電動(dòng)機(jī)電壓等級(jí)的選擇

（1）中、小型交流電動(dòng)機(jī)額定電壓通常應(yīng)選用380V或220V，大容量的交流電動(dòng)機(jī)的額定電壓為3000V、6000V和10000V。

（2）中、小型直流電動(dòng)機(jī)的額定電壓要選用110V、160V、220V和440V，大型直流電動(dòng)機(jī)的額定電壓在600～1000V之間。

2.3電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇

額定電壓相同的電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)速如果越高，尺寸就越小，價(jià)格也就越低，選用高壓電動(dòng)機(jī)較為經(jīng)濟(jì)。而電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速應(yīng)按生產(chǎn)機(jī)械的要求來選定，在生產(chǎn)機(jī)械的工作速度一定時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越高，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的減速比越大，使減速裝置尺寸加大，傳動(dòng)效率降低。應(yīng)綜合考慮生產(chǎn)機(jī)械和電動(dòng)機(jī)兩方面因素選擇電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。

2.4電動(dòng)機(jī)形式的選擇

生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的工作環(huán)境的差別較大，為確保電動(dòng)機(jī)在不同工作環(huán)境下安全、可靠運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)有開啟式、防護(hù)式、封閉式和防爆式等多種結(jié)構(gòu)形式。

（1）開啟式電動(dòng)機(jī)通風(fēng)散熱條件好，價(jià)格便宜，而易進(jìn)入灰塵、水滴、鐵屑等，這種電動(dòng)機(jī)僅可用在清潔、干燥的環(huán)境中。

（2）防護(hù)式電動(dòng)機(jī)通風(fēng)散熱條件好，有遮蔽裝置，可避免水滴、鐵屑、灰塵或從上方進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，而不能避免灰塵及潮氣從側(cè)面侵入。一般在清潔、干燥的環(huán)境中可使用此種電動(dòng)機(jī)。

（3）封閉式電動(dòng)機(jī)內(nèi)部與外界隔離，散熱條件差，而能避免水滴、鐵屑、灰塵等侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部。應(yīng)在灰塵多、潮濕、易受風(fēng)雨影響的惡劣環(huán)境中使用，有的電動(dòng)機(jī)還能浸在液體中使用。

（4）防爆式電動(dòng)機(jī)有嚴(yán)密的封閉結(jié)構(gòu)，其外殼有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。在外殼內(nèi)部出現(xiàn)易燃?xì)怏w爆炸時(shí)，不可能使外殼損傷，即使爆炸氣體傳到外部時(shí)，也不能造成外部易燃?xì)怏w爆炸。防爆電動(dòng)機(jī)適用在空氣中含有易燃?xì)怏w或有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所。