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电机功率的确定

作者:机械圈日期:2022-05-16 13:53:22浏览:350分类:电气控制

正确选择电动机功率的原则,应在电动机能够胜任生产机械负载要求(启动、调速、制动等)的前提下,最经济最合理地决定电动机的功率。在此基础上使电动机得到充分利用。若功率选得过大,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,若功率选得过小,电动机将过载运行,造成电动机过早损坏。

电机功率的确定

额定功率选择的方法是:根据生产机械工作时负载(转矩、功率、电流)大、小变化特点,预选电动机的额定功率,再根据所选电动机额定功率校验过载能力和启动能力。

电动机额定功率大小是根据电动机工作发热时其温升不超过绝缘材料的允许温升来确定的,其温升变化规律是与工作特点有关的,同一台电动机在不同工作状态时的额定功率大小也是不相同的,电动机的功率,应根据生产机械所需要的功率来选择,尽量使电动机在额定负载下运行。

额定功率相同的电动机,其额定转速越高,则电动机的体积越小,重量越轻,造价越低,但生产机械的转速一定,电动机的额定转速越高,拖动系统传动机构的速比越大,传动机构越复杂。

要正确选择电动机的功率,必须经过以下计算,在计算出电机功率的基础上,要留有一定的安全余量或比较:

(1)对于恒定负载连续工作方式,如果知道负载的功率(即生产机械轴上的功率)Pl(kw).可按下式计算所需电动机的功率P(kw):

P=P1/n1n2

式中n1为生产机械的效率;n2为电动机的效率。即传动效率。

按上式求出的功率,不一定与产品功率相同。因此.所选电动机的额定功率应等于或稍大于计算所得的功率。

(2)短时工作定额的电动机.与功率相同的连续工作定额的电动机相比.最大转矩大,重量小,价格低。因此,在条件许可时,应尽量选用短时工作定额的电动机。

(3)对于断续工作定额的电动机,其功率的选择、要根据负载持续率的大小,选用专门用于断续运行方式的电动机。负载持续串Fs%的计算公式

FS%=tg/(tg+to)×100%

式中 tg为工作时间, to为停止时间(min);tg十to为工作周期时间(min)。

1)如果电动机功率选得过小.就会出现“小马拉大车”现象,造成电动机长期过载 使其绝缘因发热而损坏.甚至电动机被烧毁。

2)如果电动机功率选得过大.就会出现“大马拉小车”现象.其输出机械功率不能得到充分利用,功率因数和效率都不高(见表),不但对用户和电网不利。而且还会造成电能浪费。

决定电动机功率的主要因素有3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。

A、恒值负载时电动机额定功率的选择

恒值负载是指在工作时间内负载大小不变,包括连续和短时两种工作方式。电动机额定功率的选择是在假设环境温度为40℃及标准散热条件下,且在电动机不调速的前提下进行的。

(1)连续工作方式

在连续工作方式情况一,选择电动机的额定功率PN等于或略大于负载功率PL,即

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。

过载能力是指电动机负载运行时,可以在短时间内出现的电流或转矩过载的允许倍数。校核电动机过载能力可按下列条件进行

Tmax≤ TN

式中Tmax ——电动机在工作中所承受最大转矩(N·m);

——电动机允许过载倍数,对不同类型的电动机,取值不完全一样。

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。

对三相笼型异步电动机,最后还要校核起动能力是否达到,若达不到,也应重选电动机及其额定功率。

以上关于额定功率的选择是在标准环境温度为40℃前提下进行的。若电动机工作的环境温度发生变化,则必须对电动机的额定功率进行修正。根据理论计算和实践,在周围环境温度不同时,电动机的功率可粗略地按表相应增减。

不同环境温度下的电动机功率增减百分数

环境温度/℃

30

35

40

45

50

55

电动机功率的增减/%

+8

+5

0

-5

-12.5

-25

由表可见,环境温度低,电动机实际功率应比标准规定的额定功率高,反之,则应降低额定功率使用。

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