高川電機解析電動機選擇方法
閱讀：3007發(fā)布時間：2012-7-26
選擇電機，首先要確定電機工作點的力矩有多大，及在這個力矩下需要的電機轉(zhuǎn)速（即額定轉(zhuǎn)速）是多少。依此可以確定需要多大尺寸的電機能滿足這個要求。電機的額定轉(zhuǎn)速和額定力矩決定了電機的輸出功率。對于兩臺尺寸*相同的電機來說，由于轉(zhuǎn)速不同，力矩不同，所以輸出功率也不同。力矩大、轉(zhuǎn)速高的電機，其輸出功率就大，當然電流也要增大。
輸出功率的計算方法如下：
P2＝1.028×10×T×N單位：瓦（W）
其中：T--負載力矩單位：克/厘米（g.cm）N--負載轉(zhuǎn)速單位：轉(zhuǎn)/分（rpm）
對于同一臺電機，當力矩不變時，電機轉(zhuǎn)速與電壓成正比。即：電壓越高，轉(zhuǎn)速越高。如：一臺12V電機，在額定力矩下的負載轉(zhuǎn)速為5000rpm，當把電壓升高到24V時，則負載轉(zhuǎn)速大約為10000rpm。
對于同一臺電機，負載轉(zhuǎn)速與負載力矩成反比。即：隨著負載力矩的增大，電機轉(zhuǎn)速將降低。如：一臺電機，若在200g.cm時的轉(zhuǎn)速為5000rpm，當負載力矩大于200g.cm時，電機轉(zhuǎn)速將低于5000rpm；而當負載力矩小于200g.cm時，電機轉(zhuǎn)速將高于5000rpm。
一般來說，電機所帶的負載力矩，應與電機給定的額定力矩相同。因為，在額定力矩下工作時，電機是處于zui率點附近。而當負載力矩大于額定力矩時，電機處在超負荷運行狀態(tài)，這將影響到電機的發(fā)熱和使用壽命。
電機的力矩通常用g.cm（克/厘米）表示，與其他力矩單位的換算關(guān)系是：
1g.cm＝0.098mNm＝0.014oz-in
1mNM＝10.2g.cm＝0.142oz-in
1oz-in＝7.056mNm＝72.0g.cm
長度單位的換算關(guān)系是：1mm＝0.039inlin＝25.4mm
重量單位的換算關(guān)系是：1g＝0.035ozloz＝28.35g
正確選擇電動機，功率、種類、型式是極為重要的。選擇電動機時，應根據(jù)負載和使用環(huán)境的實際情況進行選擇，選擇時應注意電動機的功率應盡可能與負載相匹配，既不宜“大”，更不宜“小馬拉大車”。
1）．功率的選擇
電動機的功率根據(jù)負載的情況選擇合適的功率，選大了雖然能保證正常運行，但是不經(jīng)濟，電動機的效率和功率因數(shù)都不高；選小了就不能保證電動機和生產(chǎn)機械的正常運行，不能充分發(fā)揮生產(chǎn)機械的效能，并使電動機由于過載而過早地損壞。
（1）連續(xù)運行電動機功率的選擇
對連續(xù)運行的電動機，先算出生產(chǎn)機械的功率，所選電動機的額定功率等于或稍大于生產(chǎn)機械的功率即可。
（2）短時運行電動機功率的選擇
如果沒有合適的專為短時運行設(shè)計的電動機，可選用連續(xù)運行的電動機。由于發(fā)熱慣性，在短時運行時可以容許過載。工作時間愈短，則過載可以愈大。但電動機的過載是受到限制的。通常是根據(jù)過載系數(shù)l來選擇短時運行電動機的功率。電動機的額定功率可以是生產(chǎn)機械所要求的功率的1/l。
2）．種類和型式的選擇
（1）．種類的選擇
選擇電動機的種類是從交流或直流、機械特性、調(diào)速與起動性能、維護及價格等方面來考慮的。
①交、直流電動機的選擇
如沒有特殊要求，一般都應采用交流電動機。
②鼠籠式與繞線式的選擇
三相鼠籠式異步電動機結(jié)構(gòu)簡單，堅固耐用，工作可靠，價格低廉，維護方便，但調(diào)速困難，功率因數(shù)較低，起動性能較差。因此在要求機械特性較硬而無特殊調(diào)速要求的一般生產(chǎn)機械的拖動應盡可能采用鼠籠式電動機。
因此只有在不方便采用鼠籠式異步電動機時才采用繞線式電動機。
（2結(jié)構(gòu)型式的選擇
電動機常制成以下幾種結(jié)構(gòu)型式：
①開啟式
在構(gòu)造上無特殊防護裝置，用于干燥無灰塵的場所。通風非常良好。
②防護式
在機殼或端蓋下面有通風罩，以防止鐵屑等雜物掉入。也有將外殼做成擋板狀，以防止在一定角度內(nèi)有雨水滴濺入其中。
③封閉式
它的外殼嚴密封閉，靠自身風扇或外部風扇冷卻，并在外殼帶有散熱片。在灰塵多、潮濕或含有酸性氣體的場所，可采用它。
④防爆式
整個電機嚴密封閉，用于有爆炸性氣體的場所。
（3）．安裝結(jié)構(gòu)型式的選擇
①機座帶底腳，端蓋無凸緣（B3）
②機座不帶底腳，端蓋有凸緣（B5）
③機座帶底腳，端蓋有凸緣（B35）
（4）．電壓和轉(zhuǎn)速的選擇
①電壓的選擇
電動機電壓等級的選擇，要根據(jù)電動機類型、功率以及使用地點的電源電壓來決定。Y系列鼠籠式電動機的額定電壓只有380V一個等級。只有大功率異步電動機才采用3000V和6000V。
②轉(zhuǎn)速的選擇
電動機的額定轉(zhuǎn)速是根據(jù)生產(chǎn)機械的要求而選定的。但通常轉(zhuǎn)速不低于500r/min。因為當功率一定時，電動機的轉(zhuǎn)速愈低，則其尺寸愈大，價格愈貴，且效率也較低。因此就不如購買一臺高速電動機再另配減速器來得合算。
異步電動機通常采用4個極的，即同步轉(zhuǎn)速n0=1500r/min。
例有一Y225M-4型三相鼠籠式異步電動機，額定數(shù)據(jù)如下：試求（1）額
定電流；（2）額定轉(zhuǎn)差率SN；（3）額定轉(zhuǎn)矩TN、zui大轉(zhuǎn)矩Tmax、起動轉(zhuǎn)矩Tst。
轉(zhuǎn)速電壓效率功率因數(shù)Ist/INTst/TNTmax/TN（l）
45kW1480r/min380V92.3%0.887.01.92.2
解：（1）4-10Kw電動機通常都采用380V/△接法
（2）已知電動機是四極的，即
所以
（3）
3）、轉(zhuǎn)速的選擇
在選擇電動機的額定轉(zhuǎn)速時，要根據(jù)被帶動的作業(yè)機械的轉(zhuǎn)速來確定。同時還要考慮到經(jīng)濟性和傳動裝置簡單兩方面因索。如果所選擇電動機的轉(zhuǎn)速和作業(yè)機械轉(zhuǎn)速一致，則可以通過聯(lián)軸器直接進行驅(qū)動,這樣,傳動裝置就比較簡單。若作業(yè)機械轉(zhuǎn)速較低,選用低速電動機往往不經(jīng)濟。因為功率相同的電動機，其重量和價格隨轉(zhuǎn)速的增加而減少。而且低速電動機的功率因數(shù)和效率均不如髙速電動機。從這一角度看，選用髙速電動機比較經(jīng)濟。但高速電動機轉(zhuǎn)矩較小,啟動電流較大，如果電動機和作業(yè)機械的轉(zhuǎn)速相差很大,則需要多級變速,使傳動裝置復雜化,所以轉(zhuǎn)速的選擇應綜合考慮。
4）、結(jié)構(gòu)形式的選擇
電動機的結(jié)構(gòu)形式主要根據(jù)工作環(huán)境來選擇。防護式及開啟式電動機的防護條件比較差，一般只能用于室內(nèi)，且要求環(huán)境干燥,塵土少。封閉式電動機的防護性能較好,室內(nèi)外均可使用，能防止灰塵、鐵屑或其它雜物侵入電動機內(nèi)部。另外還有密封式電動機，整個電動機都嚴密地密封起來,可以漫在水里工作，如潛水泵等。
