选择的要素分析:重大要素改变中的机会选择包括

时间：2020-03-23 07:17:27　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要：电动机的选择是继电器控制系统设计中的重要组成部分，选择电动机需要根据额定功率、额定电压、额定转速、种类和结构形式来选择，其中以电动机额定功率的选择为主。　　关键词：额定功率PN 额定转速nN 额定电压UN 等效转矩Td 工作制
　　
　　电动机的选择是继电器控制系统设计的重要组成部分，正确选择生产机械的电动机是系统安全、经济、可靠和合理运行的重要保证。
　　一、选择电动机应遵循的基本原则
　　第一，电动机能够完全满足生产机械在机械特性方面的要求，如生产机械所需要的工作速度、调速的指标、加速度以及启动、制动时间等。
　　第二，电动机在工作过程中，其功率能被充分利用，即温升应达到国家标准规定的数值。
　　第三，电动机的结构形式应适合周围环境的条件，如防止外界灰尘、水滴等物质进入电动机内部等。
　　二、选择电动机包括的主要内容
　　电动机的额定功率（即额定容量）、额定电压、额定转速、电动机的种类、电动机的结构形式。其中以电动机额定功率的选择最为重要。
　　三、选择电动机的主要方法
　　（一）电动机额定功率的选择
　　正确选择电动机容量的原则，应在电动机能够胜任生产机械负载要求的前提下，最经济、最合理地决定电动机的功率。若功率选得过大，即“大马拖小车”，设备投资增大，造成浪费且电动机经常欠载运行，效率及交流电动机的功率因数较低。反之，若功率选得较小，即“小马拉大车”，电动机将过载运行，造成电动机过早损坏。
　　决定电动机功率的主要因素有三个：①电动机的发热与温升，这是决定电动机功率的最主要因素；②允许短时过载能力；③对交流笼型异步电动机还要考虑起动能力。
　　电动机的工作方式有三种：连续工作制或长期工作制、短期工作制和周期性断续工作制。下面分别介绍三种工作方式下电动机额定功率的选择方法。
　　1.连续工作制电动机额定功率的选择
　　在这种方式下，电动机连续工作时间很长，可使期温升达到规定的稳定值，如泵等机械的拖动运转，连续工作制电动机的负载可分为恒定负载和变化负载两类。
　　（1）恒定负载下电动机额定功率的选择
　　只要电动机的额定功率等于或略大于生产机械所需要的功率即可。若负载功率为PL，电动机的额定功率为PN，则应满足下式：
　　PN≥PL
　　式中，PL是根据具体生产机械的负载及效率进行计算的，可查阅相关机械设计手册，由于这个条件本身是从发热温升角度考虑的，故不必再校核电动机的发热问题，只需校核过载能力，必要时还要校核起动能力。
　　校核过载能力可按下列条件进行：
　　Tmax≤λTN
　　Tmax――电动机在工作中所承受的最大转矩（N・M）
　　λ――电动机允许过载倍数
　　若预选的电动机过载能力达不到，则要重选电动机及额定功率直到满足要求为止。
　　（2）变化负载下电动机额定功率的选择
　　连续工作方式下的变化负载，其变化通常具有周期性，在变化负载下长期运转的电动机功率可按以下步骤进行选择。
　　第一步：计算并绘制图1所示生产机械的负载记录图：
　　第二步：根据下列公式求出生产机械的平均功率PLj
　　PLj=■
　　PL1、PL2、……PLn各段负载的功率
　　t1、t2、……tn各段负载工作所用的时间。
　　第三步，按PN≥（1.1～1.6）PLj预选电动机，如果在工作过程中大负载所占的比例较大时，则系数应选得大些。
　　第四步，对预选电动机进行发热、过载能力及启动能力校验，合格后即可使用。
　　校核电动机发热方法通常用等效转矩法，即：
　　Td=■
　　Ti――第i段电磁转矩
　　Td―一个周期内发热相同的等效转矩
　　若Td≤TN，则发热校核通过，Tn为预选电动机的额定转矩。
　　2.短期工作制电动机额定功率的选择
　　为了满足某些生产机械短期工作（如吊桥、水闸等）的需要，电动机生产厂家专门制造了一些具有较大过载能力的短期工作电动机。其标准工作时间有15min、30min、60min、90min四种。因此，若电动机的实际工作时间符合标准工作时间时，满足PN≥PL即可。
　　3.周期性断续工作制电动机额定功率的选择
　　这种工作方式下的电动机，每个周期内都有起动、运行、制动和停歇各个阶段。普通电动机难以胜任如此频繁的起、制动工作。电动机制造厂专门设计生产的周期性断续工作制的交流电动机有YZR和YZ系列，标准负载持续率FC%（负载工作时间与整个周期之比称为负载持续率）有15%、25%、40%和60%四种，一个周期的时间规定不大于10min。
　　周期性断续工作制电动机功率的选择方法和连续工作制变化负载下的功率选择相类似，在此不再叙述，但需指出的是当负载持续率FC≤10%时，按短期工作制选择；当负载持续率FC≥70%时，可按长期工作制选择。
　　在实际工作中，人们通过不断地总结经验，采用调查、统计、类比和分析等方法，总结出了关于电动机功率与生产机械主要参数之间的经验公式，下面介绍几种确定不同类型机床主拖动电动机功率的经验公式。
　　（1）车床
　　P=36.5D1.54
　　D――工件的最大直径（m）
　　P――电动机容量（KW）
　　（2）摇臂钻床
　　P=0.064D1.19
　　D――最大钻孔直径（mm）
　　（3）卧式镗床
　　P=0.004D1.17
　　D――镗杆直径（mm）
　　（4）龙门铣床
　　P=■
　　B――工作台宽度（mm）
　　例如，国产C60型车床，其加工工件的最大直径为1250mm，则主拖动电动机的额定功率为：
　　P=36.5×1.1251.54=52KW
　　（二）电动机额定电压的选择
　　电动机额定电压应与供电电源、电压相一致。
　　（三）电动机额定转速的选择
　　对于额定功率相同的电动机，额定转速越高，电动机成本越小、越经济，但电动机转速越高，传动机构转速比愈大，传动机构越复杂。
　　因此，选择电动机的额定转速时，必须全面考虑，在电动机性能满足生产机械要求的前提下，力求电能损耗少，设备投资少，维护费用少，通常电动机的额定转速选在750～1500r/min比较合适。
　　（四）电动机种类的选择
　　应根据生产机械调速要求选择电动机的种类。选择电动机的种类时，在考虑电动机的性能必须满足生产机械的要求下，优先选用结构简单、价格便宜、运行可靠、维修方便的电动机。在这方面，交流电动机优于直流电动机，异步电动机优于同步电动机，笼形电动机优于绕线转子电动机。
　　（五）电动机结构形式的选择
　　应根据电动机的工作环境选择电动机的结构形式。电动机按防护形式分为开启式、防护式、封闭式和防爆式四种。在正常环境条件下，一般采用防护式电动机，在人员及设备安全有保证的前提下，也可采用开启式电动机。在空气中存在较多粉尘的场所宜用封闭式电动机，在有爆炸危险及有腐蚀性气体的场所下，应相应选择防爆式电动机。
　　综合以上分析可见，选择电动机时，应从额定功率、额定电压、额定转速、种类和形式几方面综合考虑，做到既经济又实用。
　　
　　参考文献：
　　［1］刘光源，钱李宝.常用机床电气维修［M］.上海：上海科学技术出版社，2008.
　　［2］何焕山.工厂电气控制设备［M］.北京：高等教育出版社，2005.
　　［3］赵仁良，李敬梅.电力拖动控制线路与技能训练［M］.北京：中国劳动社会保障出版社，2001.
　　［4］张勇.电机拖动与控制［M］.北京：机械工业出版社，2006.
　　（作者单位：江苏省高邮中等专业学校）

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