■ 河南省周口市技工學(xué)校 李麗

0 引言

拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的電動(dòng)機(jī)是電力拖動(dòng)系統(tǒng)的核心部分，正確選擇電動(dòng)機(jī)是電力拖動(dòng)系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、可靠和合理運(yùn)行的重要保證。選擇電動(dòng)機(jī)一般遵循以下基本原則：

0.1電動(dòng)機(jī)能夠完全滿足生產(chǎn)機(jī)械在機(jī)械特性方面的要求。如生產(chǎn)機(jī)械所需要的工作速度、調(diào)速的指標(biāo)、加速度以及啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)間等。

0.2電動(dòng)機(jī)在工作過程中，功率能被充分利用。即溫升應(yīng)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)值。

0.3電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)適合周圍環(huán)境條件。如防塵、防腐、防爆。

實(shí)際操作中從以下幾個(gè)方面選擇：

1 電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇

正確合理地選擇電動(dòng)機(jī)的功率最為重要，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)功率選得過小，正常工作時(shí)電動(dòng)機(jī)將過載運(yùn)行，溫度超過允許值，會(huì)縮短電動(dòng)機(jī)的使用壽命甚至燒壞電動(dòng)機(jī)；如果選得過大，雖然正常運(yùn)行，但由于電動(dòng)機(jī)不在滿載下運(yùn)行，其用電效率和功率因數(shù)較低，設(shè)備投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，很不經(jīng)濟(jì)。

電動(dòng)機(jī)工作方式有:連續(xù)工作、短期工作和周期性斷續(xù)工作三種，下面分別介紹不同工作方式下電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇方法。

1.1連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇

在這種工作方式下，電動(dòng)機(jī)連續(xù)工作時(shí)間很長，其溫升達(dá)到規(guī)定的穩(wěn)定值,如風(fēng)機(jī)、泵等就屬于這類工作制。連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的負(fù)載又可分為恒定負(fù)載和變化負(fù)載兩類。

1.1.1 恒定負(fù)載下電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇。

電動(dòng)機(jī)的額定功率等于或略大于生產(chǎn)機(jī)械所需的功率。

即 PN≥PL（PN—電動(dòng)機(jī)功率、PL—負(fù)載功率）。

電機(jī)制造廠生產(chǎn)電動(dòng)機(jī)時(shí)，一般都是按照恒定負(fù)載連續(xù)運(yùn)行設(shè)計(jì)的，保證電動(dòng)機(jī)在額定功率工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)的溫升不會(huì)超過允許值，各級絕緣材料最高允許溫度和允許溫升見表1。

電動(dòng)機(jī)的容量是按環(huán)境溫度為40℃而設(shè)計(jì)的。絕緣材料最高允許溫度與40℃的差值稱為允許溫升，由于我國地域之間溫差較大，一年四季氣溫變化也較大，為了充分利用電機(jī)，可以對電動(dòng)機(jī)能夠應(yīng)用的容量進(jìn)行修改修正，不同環(huán)境溫度下電動(dòng)機(jī)功率修值見表2。

1.1.2 變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇

電動(dòng)機(jī)的額定功率略大于負(fù)載的平均功率.

PL---平均功率,PL1.PL2…PL1各段負(fù)載功率;t1.t2…..tN各段負(fù)載工作所用時(shí)間。

電動(dòng)機(jī)一般是為恒定負(fù)載工作而設(shè)計(jì)的,在變化負(fù)載下使用時(shí),必須進(jìn)行發(fā)熱校驗(yàn);所謂發(fā)熱校驗(yàn),就是看電動(dòng)機(jī)在整個(gè)運(yùn)行過程中所達(dá)到的最高溫升是否接近并低于允許溫升,因?yàn)橹挥羞@樣,電動(dòng)機(jī)的絕緣材料才能充分利用而又不致過熱。

1.2短期工作制電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇

為滿足生產(chǎn)機(jī)械短期工作的需要,電機(jī)生產(chǎn)廠家專門制造了具有較大過載能力的短期工作制電動(dòng)機(jī),其標(biāo)準(zhǔn)工作時(shí)間有15min.30min.60min.90min四種。若電動(dòng)機(jī)的實(shí)際工作時(shí)間符合標(biāo)準(zhǔn)工作時(shí)間，電動(dòng)機(jī)的額定功率等于或略大于生產(chǎn)機(jī)械所需要的功率。

即 PN≥PL（PN—電動(dòng)機(jī)功率、PL—負(fù)載功率）

1.3周期性斷續(xù)工作電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇

電動(dòng)機(jī)制造廠專門設(shè)計(jì)生產(chǎn)的周期性斷續(xù)工作制的交流電動(dòng)機(jī)有YZR和YZ系列。標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載持續(xù)FC%（負(fù)載工作時(shí)間與整個(gè)周期之比稱為負(fù)載持續(xù)率）有15%.25%.40%和60%四種，一個(gè)周期的時(shí)間規(guī)定不大于10min,則電動(dòng)機(jī)的額定功率等于或略大于生產(chǎn)機(jī)械所需的功率。

即 PN≥PL（PN—電動(dòng)機(jī)功率、PL—負(fù)載功率）

需要說明的是，當(dāng)負(fù)載持續(xù)率FC≤10%時(shí)，按短期工作制選擇，當(dāng)負(fù)載持續(xù)率FC≥70%時(shí)，可按長期工作制選擇。

2 電動(dòng)機(jī)額定電壓的選擇

電動(dòng)機(jī)額定電壓要與工作環(huán)境供電電網(wǎng)電壓等級相符。否則：若選擇電動(dòng)機(jī)的額定電壓低于供電電源電壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)將由于電流過大而被燒毀；若選擇的額定電壓高于供電電源電壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)會(huì)因電壓過低不能啟動(dòng)，或雖然啟動(dòng)但因電流過大而減小其使用壽命甚至被燒毀。

中小型交流電動(dòng)機(jī)的額定電壓一般為380V，大型交流電動(dòng)機(jī)的額定電壓一般為3KV、 6KV。

直流電動(dòng)機(jī)的額定電壓一般為110V、220V、400V。

最常用的直流電壓等級為220V。直流電源一般由交流電整流后提供的，選擇直流電動(dòng)機(jī)的額定電壓時(shí)，要與供電電網(wǎng)的交流電壓及不同形式的整流電路相配合，當(dāng)交流電壓為380V時(shí)，若采用晶閘管整流裝置直接供電，電動(dòng)機(jī)的額定電壓應(yīng)選用440V（配合三相橋式整流電路）或160V（配合單相整流電路），電動(dòng)機(jī)采用改進(jìn)的Z3型。

3.電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇

額定功率相同的電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速高的電動(dòng)機(jī)的尺寸小，所用材料少，因而體積小，質(zhì)量輕，價(jià)格低，所以選用高額定轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)比較經(jīng)濟(jì)，但若生產(chǎn)機(jī)械的工作速較低時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比較大，機(jī)構(gòu)就復(fù)雜。因此，選擇電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速時(shí)，必須全面考慮,在電動(dòng)機(jī)性能滿足生產(chǎn)機(jī)械要求的前提下，力求電能損耗少，設(shè)備投資小，維護(hù)設(shè)備少。通常，電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速選在750--1500r/min比較合適。

4.電動(dòng)機(jī)種類的選擇

選擇電動(dòng)機(jī)的種類時(shí)，在考慮電動(dòng)機(jī)的性能滿足生產(chǎn)機(jī)械的要求下，優(yōu)先選用結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、運(yùn)行可靠、維修方便的電動(dòng)機(jī)。一般情況下，交流電動(dòng)機(jī)優(yōu)先直流電動(dòng)機(jī)，籠型電動(dòng)機(jī)優(yōu)先繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)。

4.1 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)

這類電動(dòng)機(jī)電源最普遍——三相交流，而且結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、運(yùn)行可靠、維修方便，但啟動(dòng)和調(diào)速性能差，因此，在調(diào)速和啟動(dòng)性能要求不高的場合優(yōu)先選用，如各種機(jī)床、水泵、通風(fēng)機(jī)等。對要求大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的生產(chǎn)機(jī)械，如空壓機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)等，可選用具有高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的斜槽式、深槽式或雙籠式異步電動(dòng)機(jī)。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，三相籠型異步電動(dòng)機(jī)越來越多地應(yīng)用在要求無級調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械上.

4.2 三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)

在啟動(dòng)、制動(dòng)比較頻繁，啟動(dòng)、制動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，且有一定調(diào)速要求的生產(chǎn)機(jī)械上優(yōu)先選用，如橋式起動(dòng)機(jī)、礦井提升機(jī)等。繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)一般采用轉(zhuǎn)子串接電阻（電抗器）的方法實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)和調(diào)速，調(diào)速范圍有限，使用晶閘管串級調(diào)速，可以擴(kuò)展繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用范圍，應(yīng)用于水泵、風(fēng)機(jī)的節(jié)能調(diào)速。

4.3 三相同步電動(dòng)機(jī)

在要求恒功率、恒轉(zhuǎn)速和改善功率因數(shù)的場合，如大功率水泵、壓縮機(jī)、通風(fēng)機(jī)等生產(chǎn)機(jī)械上應(yīng)選用三相同步電動(dòng)機(jī)。

4.4 直流電動(dòng)機(jī)

直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能好，可實(shí)現(xiàn)無級平滑調(diào)速，且調(diào)速范圍廣、精度高，在要求大范圍內(nèi)平滑調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械上使用。如高精度的數(shù)控機(jī)床、可逆軋鋼機(jī)、造紙機(jī)等可選用他勵(lì)或并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)；對于要求啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、機(jī)械特性較軟的生產(chǎn)機(jī)械，如電車.重型起重機(jī)等則選用串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)。

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5 電動(dòng)機(jī)形式的選擇

5.1 按工作方式可分為連續(xù)工作制 、短期工作制和周期斷續(xù)工作制三種，原則上，電動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械的工作方式一致，也可選用連續(xù)工作制的電動(dòng)機(jī)來代替。

5.2按安裝方式不同可分為臥式和立式兩種。 立式價(jià)格貴，優(yōu)先選用臥式的，需簡化傳動(dòng)裝置時(shí)，如果井水泵和鉆床等，才選用立式。

5.3按軸伸個(gè)數(shù)分單軸伸和雙軸伸兩種，一般選單軸伸電動(dòng)機(jī)；特殊情況，如需安裝測速發(fā)電機(jī)，另一邊需拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械時(shí)，才選雙軸伸電動(dòng)機(jī)，

5.4按防護(hù)形式分為開啟式、防護(hù)式、封閉式和防爆式四種。在干燥、清潔的環(huán)境優(yōu)先選價(jià)格便宜、散熱好的開啟式電動(dòng)機(jī)。在比較干燥灰塵不多，無腐蝕性氣體和爆炸性氣體的環(huán)境優(yōu)選防護(hù)式電動(dòng)機(jī)。封閉式電動(dòng)機(jī)分為自扇冷式、他扇式和密封式，前兩種用于潮濕、塵土多、有腐蝕性氣體、易引起火災(zāi)和易受風(fēng)雨侵蝕的環(huán)境中；密閉式則用于侵入水中的機(jī)械如潛水泵。防爆式用于易燃、易爆的危險(xiǎn)環(huán)境，如氣站、油庫等。

綜上分析，選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)從額定功率、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速、種類和形式幾方面綜合考慮，做到既經(jīng)濟(jì)又合理。

李敬梅等 電力拖動(dòng)控制線路與技能訓(xùn)練[M] 北京 中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社 2001（238-242頁）