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在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械特性和安裝現(xiàn)場的具體要求，選擇拖動生產(chǎn)機(jī)械的電動機(jī)是系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、可靠和合理運(yùn)行的重要保障。

衡量電動機(jī)的選擇合理與否，要看選擇電動機(jī)時是否遵循了以下基本原則。

第一，電動機(jī)能夠完全滿足生產(chǎn)機(jī)械在機(jī)械特性方面的要求，如所需要的工作速度、調(diào)速指標(biāo)、加速度以及啟動、制動時間等。

第二，電動機(jī)在工作過程中，其功率能被充分利用，即溫升應(yīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)值。

第三，電動機(jī)的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)適應(yīng)周圍環(huán)境的條件，如防止外界灰塵、水滴等物質(zhì)進(jìn)入電動機(jī)內(nèi)部；
沖剪機(jī)防止繞組絕緣受到有害氣體的侵蝕；在有爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境中應(yīng)把電動機(jī)的導(dǎo)電部位和有火花的部位封閉起來，不使它們影響外部等。

遵循以上基本原則，不僅要根據(jù)用途和使用狀況合理選擇電動機(jī)結(jié)構(gòu)形式、安裝方式和連接方式。

還要根據(jù)溫升情況和使用環(huán)境選擇合適的通風(fēng)方式和防護(hù)等級等，而且更重要的是根據(jù)驅(qū)動負(fù)載所需功率選擇電動機(jī)的容量。

同時還要考慮變頻器性能對電動機(jī)輸出功率的影響。

其中最主要的是電動機(jī)額定功率的選擇。

選擇電動機(jī)種類時，在考慮電動機(jī)性能必須滿足生產(chǎn)機(jī)械的要求下，優(yōu)先選用結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、運(yùn)行可靠、維修方便的電動機(jī)。

在這方面，沖剪機(jī)交流電動機(jī)優(yōu)于直流電動機(jī)，籠型電動機(jī)優(yōu)于繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)，異步電動機(jī)優(yōu)于同步電動機(jī)。

1、三相籠型異步電動機(jī)。

三相籠型異步電動機(jī)的電源采用的是應(yīng)用最普遍的動力電源——三相交流電源。

這種電動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、運(yùn)行可靠、維修方便。缺點(diǎn)是啟動和調(diào)速性能差。

因此，在不要求調(diào)速和啟動性能要求不高的場合，如各種機(jī)床、水泵、通風(fēng)機(jī)等生產(chǎn)機(jī)械上應(yīng)優(yōu)先選用三相籠型異步電動機(jī)；對要求大啟動轉(zhuǎn)矩的生產(chǎn)機(jī)械，如某些紡織機(jī)械、空氣壓縮機(jī)、皮帶傳送機(jī)等，可選用具有高啟動轉(zhuǎn)矩的三相籠型異步電動機(jī)，如斜槽式、深槽式或雙籠式異步電動機(jī)等；對需要有級調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，如某些機(jī)床和電梯等，可選用多速籠型異步電動機(jī)。

目前，隨著變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展，三相籠型異步電動機(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。

2、三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)。

在啟動、制動比較頻繁，啟動、制動轉(zhuǎn)矩較大，而且有一定調(diào)速要求的生產(chǎn)機(jī)械上，如橋式起重機(jī)、礦井提升機(jī)等，可以優(yōu)先選用三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)。繞線轄子電動機(jī)一般采用轉(zhuǎn)子串接電阻(或電抗器)的方法實(shí)現(xiàn)啟動和調(diào)速，調(diào)速范圍有限，使用晶閘管串級調(diào)速，擴(kuò)展了繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的應(yīng)用范圍，如水泵、風(fēng)機(jī)的節(jié)能調(diào)速。

3、三相同步電動機(jī)。

沖剪機(jī)在要求大功率、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)選用三相同步電動機(jī)。

4、直流電動機(jī)。

由于直流電動機(jī)的啟動性能好，可以實(shí)現(xiàn)無級平滑調(diào)速，且調(diào)速范圍廣、精度高，所以，對于要求在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速和需要準(zhǔn)確的位置控制的生產(chǎn)機(jī)械，如高精度的數(shù)控機(jī)床、龍門刨床、可逆軋鋼機(jī)、造紙機(jī)、礦井卷揚(yáng)機(jī)等，可使用他勵或并勵直流電動機(jī)；對于要求啟動轉(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，則選用串勵直流電動機(jī)。

近年來，在大功率的生產(chǎn)機(jī)械上，廣泛采用晶閘管勵磁的直流發(fā)電機(jī)一電動機(jī)組或晶閘管一直流電動機(jī)組。

二、電動機(jī)額定功率的選擇

正確合理地選擇電動機(jī)的功率是很重要的。

如果電動機(jī)的功率選得很小，電動機(jī)將過載運(yùn)行，使溫度超過允許值，會縮短電動機(jī)的使用壽命甚至燒壞電動機(jī)；如果選得過大，雖然能保證設(shè)備正常工作，但由于電動機(jī)不在滿載下運(yùn)行，其用電效率和功率因數(shù)較低，電動機(jī)的容量得不到充分利用，造成電力浪費(fèi)。此外，設(shè)備投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，很不經(jīng)濟(jì)。

電動機(jī)的工作方式有以下三種：連續(xù)工作制(或長期工作制)、短期工作制和周期性斷續(xù)工作制。

在三種工作方式下電動機(jī)額定功率的選擇方法。

1、連續(xù)工作制電動機(jī)額定功率的選擇

這種工作方式下，電動機(jī)連續(xù)工作時間很長，可使其溫升達(dá)到規(guī)定的穩(wěn)定值，如通風(fēng)機(jī)、泵等機(jī)械的拖動運(yùn)轉(zhuǎn)就屬于這類I作制。連續(xù)工作制電動機(jī)的負(fù)載可分為恒定負(fù)載沖剪機(jī)和變化負(fù)載兩類。

①恒定負(fù)載下電動機(jī)額定功率的選擇。

在工業(yè)生產(chǎn)中，相當(dāng)多的生產(chǎn)機(jī)械是在長期恒定的或變化很小的負(fù)載下運(yùn)轉(zhuǎn)，為這一類機(jī)械選擇電動機(jī)的功率比較簡單，只要電動機(jī)的額定功率等于或略大于生產(chǎn)機(jī)械所需要的功率即可。若負(fù)載功率為PL，電動機(jī)的額定功率為PN，則應(yīng)滿足下式：

PN≥PL電機(jī)制造廠生產(chǎn)的電動機(jī)一般都是按照恒定負(fù)載連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)的，并進(jìn)行形式試驗(yàn)和出廠試驗(yàn)，完全可以保證電動機(jī)在額定功率工作時，電動機(jī)的溫升不會超過允許值。

通常電動機(jī)的容量是按周圍環(huán)境溫度為40℃而穩(wěn)定的。

絕緣材料最高允許溫度與40℃的差值稱為允許溫升。

應(yīng)指出，我國幅員遼闊，地域之間溫差較大，就是在同一地區(qū)，一年四季的氣溫變化也較大，因此，電動機(jī)運(yùn)行時周圍環(huán)境的溫度不可能正好是40℃，一般是小于40℃。為了充分利用電動機(jī)，可以對電動機(jī)的容量進(jìn)行修正。

②變化負(fù)載下電動機(jī)額定功率的選擇。

在變化負(fù)載下使用的電動機(jī)，一般是為恒定負(fù)載工作而設(shè)計(jì)的。

因此，這種電動機(jī)在變化負(fù)載下使用時，必須進(jìn)行發(fā)熱校驗(yàn)。所謂發(fā)熱校驗(yàn)，就是看電動機(jī)在整個運(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，電動機(jī)的絕緣材料才能充分利用而又不致過熱。

某周期性變化負(fù)載的生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載記錄圖，當(dāng)電動機(jī)拖動這一機(jī)械工作時，因?yàn)檩敵龉β手芷谛愿淖�，故其溫升也必然做周期性的波動�?

在工作周期不大的情況下，此波動的過程也不大。

波動的最大值將低于相應(yīng)于最沖剪機(jī)小負(fù)載的溫開。在這種情況下，如按最大負(fù)載選擇電動機(jī)功率，電動機(jī)將又有超過允許溫升的危險(xiǎn)。因此，電動機(jī)功率可以在最大負(fù)載和最小負(fù)載之間適當(dāng)選擇，以使電動機(jī)得到充分利用，而又不致過載。

2．短期工作制電動機(jī)額定功率的選擇

在這種工作方式下，電動機(jī)的工作時間較短，在運(yùn)行期間溫度未升到規(guī)定的穩(wěn)定值，而在停止運(yùn)轉(zhuǎn)期間，溫度則可能降到周圍環(huán)境的溫度值。如吊橋、水閘、車床的夾緊裝置的拖動。

為了滿足某些生產(chǎn)機(jī)械的短期工作需要，電機(jī)生產(chǎn)廠家專門制造了一些具有較大過載能力的短期工作制電動機(jī)，其標(biāo)準(zhǔn)工作時間有15min、30min、60min、90min四種。因此，若電動機(jī)的實(shí)際工作時間符合標(biāo)準(zhǔn)工作時間時，選擇電動機(jī)的額定功率PN只要不小于負(fù)載功率PL即可，即滿足PN≥PN。

3．周期性斷續(xù)工作制電動機(jī)額定功率的選擇這種工作方式的電動機(jī)的工作與停止交替進(jìn)行。在工作期間，溫度未升到穩(wěn)定值，而在停止期間，溫度也來不及降到周圍溫度值，如很多超重設(shè)備以及某些金屬切削機(jī)床的拖動運(yùn)轉(zhuǎn)即屬此類。

電機(jī)制造廠專門設(shè)計(jì)生產(chǎn)的周期性斷續(xù)工作制的交流電動機(jī)有YZR和YZ系列。標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載持續(xù)率FC(負(fù)載工作時間與整個周期之比稱為負(fù)載持續(xù)率)有15%、25%、40010和60%四種，一個周期的時間規(guī)定不大于lOmin。

周期性斷續(xù)工作制電動機(jī)功率的選擇方法和連續(xù)工作制變化負(fù)載下的功率選擇類似，在此不再敘述。但需指出的是沖剪機(jī)，當(dāng)負(fù)載持續(xù)率FC不大于loo/o時，按短期工作制選擇；當(dāng)負(fù)載持續(xù)率FC不小于70%時，可按長期工作制選擇。

4．變頻器性能對電動機(jī)輸出功率的影響通用的標(biāo)準(zhǔn)電動機(jī)用于變頻調(diào)速時，由于變頻器的性能會降低電動機(jī)的輸出功率，最后還需要適當(dāng)增大電動機(jī)的功率留做余量。主要從以下兩個方面影響電動機(jī)的輸出功率。

(1)變頻器輸出諧波的影響。通用PWM型變頻器供給異步電動機(jī)的是脈動電流，而不是正弦交流電流，此脈動電流在定子繞組中不可避免地產(chǎn)坐高次諧波，電動機(jī)空載MAX147BEAP運(yùn)行時的功率因數(shù)和效率將會更低，負(fù)載運(yùn)行時的鐵損也會有所增加，導(dǎo)致輸出轉(zhuǎn)矩減小。

額定負(fù)載下電動機(jī)的電流增加約8%，溫升增高20%左右。這對于長時間工作在滿載或接近滿載狀態(tài)下的電動機(jī)而言是不可忽視的問題。

可從兩方面解決：一是選用輸出端配置濾波器的變頻器，以減小變頻器輸出諧波的影響；二是適當(dāng)加大電動機(jī)容量，可做增大電動機(jī)額定容量的5%來考慮，以防溫升過高，影響電動機(jī)的使用壽命。

(2)超過額定轉(zhuǎn)速的影響。目前變頻器的頻率變化范圍一般是0~120Hz，而我國的標(biāo)準(zhǔn)異步電動機(jī)額定工作頻率為50Hz，當(dāng)負(fù)載要求的最高轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn)速不多時，可適當(dāng)增大電動機(jī)的容量或選擇服務(wù)系數(shù)大于1.0的電動機(jī)，以增加電動機(jī)輸出功率，保證超額轉(zhuǎn)速下的輸出轉(zhuǎn)矩。但由于電動機(jī)軸承機(jī)械強(qiáng)度和發(fā)熱等因素的限制，電動機(jī)最高轉(zhuǎn)速不能大于同步轉(zhuǎn)速的5U/o~10%。

5．確定所選通用標(biāo)準(zhǔn)電動機(jī)的額定功率以初步預(yù)選的電動機(jī)功率為基礎(chǔ)，再綜合考慮變頻器性能對電動機(jī)輸出功率的影響，最后確定所選通用標(biāo)準(zhǔn)電動機(jī)的沖剪機(jī)額定功率。

三、電動機(jī)額定電壓的選擇

電動機(jī)額定電壓與現(xiàn)場供電電網(wǎng)電壓等級相符。

否則，若選擇電動機(jī)的額定電壓低于供電電源電壓時，電動機(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，電動機(jī)有可能因電壓過低不能啟動，或雖能啟動，但因電流過大而減小其使用壽命甚至被燒毀。

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

直流電動機(jī)的額定電壓一般為110V、220V、440V等，最常用的直流電壓等級為220V。電工技術(shù)之家

直流電動機(jī)一般是由車間交流供電電壓經(jīng)整流器整流后的直流電壓供電。選擇電動機(jī)的額定電壓時要與供電電網(wǎng)的交沆電壓及不同形式的整流電路相配合，當(dāng)交流電壓為380V時，若采用晶閘管整流裝置直接供電，電動機(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)，電動機(jī)采用改進(jìn)的23型。

四、電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇

電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速選擇行合理與否，將直接影響到電動機(jī)的價格、能量損耗及生產(chǎn)機(jī)械的生產(chǎn)率等各項(xiàng)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

額定功率相同的電動機(jī)，轉(zhuǎn)速高的電動機(jī)的尺寸小，因而體積小，質(zhì)量輕，價格低，所以選用高額定轉(zhuǎn)速的電動機(jī)比較經(jīng)濟(jì)，但由于生產(chǎn)機(jī)械的工作速度一定且較低(30~900r/min)，因此，電動機(jī)轉(zhuǎn)速越高，傳動機(jī)構(gòu)的傳動比越大，傳動機(jī)構(gòu)越復(fù)雜。

所以，選擇電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速時必須全面考慮，在電動機(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)備投資少，維護(hù)費(fèi)用少。通常，電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速選在750~1500r/min比較合適。

五、電動機(jī)形式的選擇

電動機(jī)按其工作方式不同可分為連續(xù)工作制、短期工作制和周期性斷續(xù)工沖剪機(jī)作三種。原則上，電動機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械的工作方式應(yīng)該一致，但可選用連續(xù)工作制的電動機(jī)來代替。

電動機(jī)按其安裝方式不同可分為臥式和立式兩種。由于立式電動機(jī)的價格較貴，所以一般情況下應(yīng)選用臥式電動機(jī)。只有當(dāng)需要簡化傳動裝置時，如深井水泵和鉆床等，才使用立式電動機(jī)。

電動機(jī)按軸伸個數(shù)分為單軸和雙軸兩種。一般情況下，選用單軸伸電動機(jī)；特殊情況下才選雙軸伸電動機(jī)。如需要一邊安裝測速發(fā)電機(jī)，另一邊需要拖動生產(chǎn)機(jī)械時，則必須選用雙軸伸電動機(jī)。

電動機(jī)按防護(hù)形式分為開啟武、防護(hù)式、封閉式和防爆式四種。為防止周圍的媒介質(zhì)對電動機(jī)的損壞以及因電動機(jī)本身故障而引起的危害，電動機(jī)必須根據(jù)不同環(huán)境選擇適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)形式。開啟式電動機(jī)價格便宜，散熱好，但灰塵、鐵屑、水滴及油垢等容易進(jìn)入其內(nèi)部，影響電動機(jī)的正常工作和壽命。

因此，只可在干燥、清潔的環(huán)境中使用。防護(hù)式電動機(jī)的通風(fēng)孔在機(jī)殼的下部，通風(fēng)條件較好，并能防止水滴、鐵屑等雜物落人電動機(jī)內(nèi)部，但不能防止潮氣和灰塵侵入。

因此，只能用于比較干燥、灰塵不多、無腐蝕性氣體和爆炸性氣體的環(huán)境。封閉式電動機(jī)分為自扇冷式、他扇冷式和密閉式三種。

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，如紡織廠、水泥廠等。

密閉式電動機(jī)則用于浸入水中的機(jī)械，如潛水泵電動機(jī)。防爆式電動機(jī)在易燃、易爆氣體的危險(xiǎn)環(huán)境中選用，如煤氣站、油庫及礦井等場所。

綜合以上分析可見，選擇電動機(jī)時，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。

附2，如何正確選擇電動機(jī)？


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實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的電工設(shè)備總稱為電機(jī)。

電機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)換。電動機(jī)的種類、功能、型號琳瑯滿目，如何在這瀚海的電機(jī)中，找到適合你的那一個呢？

如何選擇適合的電機(jī)

正確選擇電動機(jī)，功率、種類、型式是極為重要的。選擇電動機(jī)時，應(yīng)根據(jù)負(fù)載和使用環(huán)境的實(shí)際情況進(jìn)行選擇，選擇時應(yīng)注意電動機(jī)的功率應(yīng)盡可能與負(fù)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(jī)的功率根據(jù)負(fù)載的情況選擇合適的功率，選大了雖然能保證正常運(yùn)行，但是不經(jīng)濟(jì)，電動機(jī)的效率和功率因數(shù)都不高；選小了就不能保證電動機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械的正常運(yùn)行，不能充分發(fā)揮生產(chǎn)機(jī)械的效能，并使電動機(jī)由于過載而過早地?fù)p壞。

(1)連續(xù)運(yùn)行電動機(jī)功率的選擇：

對連續(xù)運(yùn)行的電動機(jī)，先算出生產(chǎn)機(jī)械的功率，所選電動機(jī)的額定功率等于或稍大于生產(chǎn)機(jī)械的功率即可。

(2)短時運(yùn)行電動機(jī)功率的選擇：

如果沒有合適的專為短時運(yùn)行設(shè)計(jì)的電動機(jī)，可選用連續(xù)運(yùn)行的電動機(jī)。由于發(fā)熱慣性，在短時運(yùn)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(jī)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(yùn)行電動機(jī)的功率。電動機(jī)的額定功率可以是生產(chǎn)機(jī)械所要求的功率的1/l。

2、電動機(jī)種類和型式的選擇

(1)種類的選擇：

選擇電動機(jī)的種類是從交流或直流、機(jī)械特性、調(diào)速與起動性能、維護(hù)及價格等方面來考慮的

①交、直流電動機(jī)的選擇

如沒有特殊要求，一般都應(yīng)采用交流電動機(jī)。

②鼠籠式與繞線式的選擇

三相鼠籠式異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，堅(jiān)固耐用，工作可靠，價格低廉，維護(hù)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(jī)械特性較硬而無特殊調(diào)速要求的一般生產(chǎn)機(jī)械的拖動應(yīng)盡可能采用鼠籠式電動機(jī)。

因此只有在不方便采用鼠籠式異步電動機(jī)時才采用繞線式電動機(jī)。

(2)結(jié)構(gòu)型式的選擇：

電動機(jī)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(hù)裝置，用于干燥無灰塵的場所。通風(fēng)非常良好。

②防護(hù)式，在機(jī)殼或端蓋下面有通風(fēng)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(yán)密封閉，靠自身風(fēng)扇或外部風(fēng)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(jī)嚴(yán)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(jī)座帶底腳，端蓋無凸緣(B3)

②機(jī)座不帶底腳，端蓋有凸緣(B5)

③機(jī)座帶底腳，端蓋有凸緣(B35)

4、電壓和轉(zhuǎn)速的選擇

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①電壓的選擇

電動機(jī)電壓等級的選擇，要根據(jù)電動機(jī)類型、功率以及使用地點(diǎn)的電源電壓來決定。Y系列鼠籠式電動機(jī)的額定電壓只有380V一個等級。只有大功率異步電動機(jī)才采用3000V和6000V。

②轉(zhuǎn)速的選擇

電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速是根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求而選定的。但通常轉(zhuǎn)速不低于500r/min。

當(dāng)功率一定時，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速愈低，則其尺寸愈大，價格愈貴，且效率也較低。

因此，不如購買一臺高速電動機(jī)再另配減速器來得合算。異步電動機(jī)通常采用4個極的，即同步轉(zhuǎn)速n0=1500r/min。