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無錫先鋒電機有限公司,直流電動機,異步電動機
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電機應該如何選型

一、選擇電動機結構類型的基本要求
電動機類型的選擇要從負載的要求出發,考慮工作條件、負載性質、生產工藝、供電情況等,盡量滿足下述四方面的要求:
(1)機械特性。由電動機類型決定的電動機的機械特性與工作機械機械特性配合要適當,機組應能穩定工作;電動機的起動轉矩、最大轉矩、牽人轉矩等性能均能滿足工作機械的要求。
(2)轉速。電動機的轉速滿足工作機械要求,其最高轉速、轉速變化率、穩速、調速、變速等性能均能適應工作機械運行要求。
(3)運行經濟性。從降低整個電動機驅動系統的能耗及電動機的綜合成本來考慮選擇電動機類型,針對使用情況選擇不同效率水平的電動機類型。對一些使用時間很短、年使用時數也不高的機械,電動機效率低些也不會使總能耗產生較大的變化,所以并不注重電動機的效率。但另一類年利用小時較高的機械,如空調設備、循環泵、冰箱壓縮機等,就需要選用效率高的電動機,以降低總能耗。(4)價格低廉。在滿足工作機械運行要求的前提下,盡可能選用結構簡單、運行可靠、造價低廉的電動機。

二、電動機結構形式的選擇
電動機的安裝方式有臥式和立式兩種。臥式安裝時,電動機的轉軸處于水平位置;立式安裝時,轉軸則為垂直于地面的位置。兩種安裝方式的電動機使用的軸承不同,多數情況下采用臥式安裝。
電動機的工作環境是由生產機械的工作環境決定的。在很多情況下,電動機工作場所的空氣中含有不同分量的灰塵和水分,有的還含有腐蝕性氣體,甚至含有易燃易爆氣體;有的電動機則要在水中或其他液體中工作?;覊m會使電動機繞組黏結上污垢而妨礙散熱;水分、瓦斯、腐蝕性氣體等會使電動機的絕緣材料性能退化,甚至會公全喪失絕緣能力;易燃、易爆氣體與電動機內產生的電火花接觸時,將有發生燃燒、爆炸的危險。因此,為了保證電動機能夠在其工作環境中長期安全運行,必須根據實際環境條件合理地選擇電動機的防護方式。電動機的外殼防護方式有開啟式、防護式、封閉式和防爆式幾種。
(1)開啟式。開啟式電動機的定子兩側與端蓋上都有很大的通風口,其散熱條件好,價格便宜,但灰塵、水滴、鐵屑等雜物容易從通風口進入電動機內部, 因此只適用于清潔、干燥的工作環境。
(2)防護式。防護式電動機在機座下面有通風口,散熱較好,可防止水滴、鐵屑等雜物從與垂直方向成小于45°角的方向落入電動機內部,但不能防止潮氣和灰塵的侵人,因此適用于比較干燥、少塵、無腐蝕性和爆炸性氣體的工作環境。
(3)封閉式。封閉式電動機的機座和端蓋上均無通風孔,是完全封閉的。這種電動機僅靠機座表面散熱,散熱條件不好。封閉式電動機又可分為自冷式、自扇冷式、他扇冷式、管道通風式及密封式等。對前四種,電動機外的潮氣、灰塵等不易進入其內部,因此多用于灰塵多、潮濕、易受風雨、有腐蝕性氣體、易引起火災等各種較惡劣的工作環境。密封式電動機能防止外部的氣體或液體進入其內部,因此適用于在液體中工作的生產機械,如潛水泵。
(4)防爆式。防爆式電動機是在封閉式結構的基礎上制成隔爆形式,機殼有足夠的強度,適用于有易燃、易爆氣體工作環境,如有瓦斯的煤礦井下、油庫、煤氣站等。

主要內容包括:
(1)電動機的機械特性應與所拖動生產機械的機械特性相匹配。
(2)電動機的調速性能(調速范圍、調速的平滑性、經濟性)應該滿足生產機械的要求。對調速性能的要求在很大程度上決定了電動機的種類、調速方法及相應的控制方法。
(3)電動機的起動性能應滿足生產機械對電動機起動性能的要求。電動機的起動性能主要是起動轉矩的大小,同時還應注意電網容量對電動機起動電流的限制。
(4)電源種類。在滿足性能的前提下,應優先采用交流電動機。
(5)經濟性。包括兩方面:一是電動機及其相關設備(如起動設備、調速設備等)的經濟性;二是電動機拖動系統運行的經濟性,主要是要效率高、節省電能。
目前,各種形式異步電動機在我國應用非常廣泛,用電量占總發電量的60%以上,因此提高異步電動機運行效率所產生的經濟效益和社會效益是巨大的。在選用電動機時,以上幾個方面都應考慮到并進行綜合分析以確定出最終方案。
表3-1給出了電動機的主要種類、性能特點及典型生產機械應用實例。需要指出的是,表3-1中的電動機主要性能及相應的典型應用基本上是指電動機本身而言的。隨著電動機控制技術的發展,交流電動機拖動系統的運行性能越來越高,使得電動機的一些傳統應用領域發生了很大變化。例如,原來使用直流電動機調速的一些生產機械,現在已可改用可調速的交流電動機系統,并具有同樣的調速性能。
不需要調速的機械裝置應優先選用籠型異步電動機;對于負載周期性波動的長期工作機械,宜用繞線型異步電動機;需要補償電網功率因數及獲得穩定的工作速度時,優先選用同步電動機;只需要幾種速度,但不要求調速時,選用多速異步電動機,采用轉換開關等來切換所需要的工作速度;需要大的起動轉矩和恒功率調速的機械,宜選用直流電動機;對起動、制動和調速要求較高的機械,可選用直流電動機或帶調速裝置的交流電動機;需要自動伺服控制的情況下,需要選擇伺服電動機;用在車輛電動車和一些精密控制時一般選用無刷直流電動機;負載為油田抽油機時,可采用低1~2擋規格的永磁同步電動機替代 Y系列電動機。

三、電動機轉速的選擇
對電動機本身來說,額定功率相同的電動機,額定轉速越高,體積就越小, 造價就越低,效率也越高。轉速較高的異步電濃機,其功率因數也較高。因此選用額定轉速較高的電動機,從電動機角度看是合理的。但是,如果生產機械要求的轉速較低,那么選用較高轉速的電動機時,就需要增加一套傳動比較高、體積較大的減速傳動裝置。因此,在選擇電動機的額定轉速時,應綜合考慮電動機和生產機械兩方面的因素來確定。
(1)對不需要調速的高、中速生產機械(如泵、送風機),可選擇相應額定轉速的電動機,從而省去減速傳動機構。
(2)對不需要調速的低速生產機械(如球磨機、粉碎機),可選用相應的低速電動機或者傳動比較小的減速機構。
(3)對經常起動、制動和反轉的生產機械,選擇額定轉速時,應主要考慮縮短起動、制動時間以提高生產率。起動、制動時間的長短主要取決于電動機的飛輪矩和額定轉速,應選擇較小的飛輪矩和額定轉速。
(4)對調速性能要求不高的生產機械,可選用多速電動機或額定轉速稍高于生產機械的電動機配以減速機構,也可以采用電氣調速的電動機拖動系統。在可能的情況下,應優先選用電氣調速方案。
(5)對調速性能要求較高的生產機械,應使電動機的最高轉速與生產機械的最高轉速相適應,直接采用電氣調速。
電動機轉速應符合機械傳動的要求。在市電標準頻率(50Hz)作用下,由于磁極對數不同,異步電動機的同步轉速有3000、1500、1000、750、600r/min 等五種,由于存在轉差率,其實際轉速比同步轉速低2%~5%。因此,選擇電動機轉速方法如下:對于不需要調速的機械,一般選用與之轉速接近的電動機, 這樣電動機就可以方便地與機械轉軸通過聯軸器直接連接;對于不需調速的低轉速的傳動,一般選用稍高轉速的電動機,通過減速機來傳動,但電動機轉速不應過高。一般可優先選用同步轉速1500r/min的電動機,因為在這個轉速的電動機適應性最好。當機械裝置的輸出轉速比較低而電動機的轉速又很高時,就要考慮使用帶減速器的電動機(馬達)或者和減速機配套使用。建議選用進口的品牌電動機及減速機,因為國外的技術較好地解決了電動機、減速機體積、外形大的問題。進口機結構緊湊,安裝空間小,質量好,在這點上有突出的優點。對于需要調速的機械,電動機最高轉速應與機械最高轉速相適應,可以直接傳動或通過減速機構傳動。另外,也可以考慮使用變頻器來拖動電動機實現調速,這樣既節能,又可以實現自動伺服控制。
四、電動機容量的選擇
電動機容量說明其帶負載抗過載的能力。一般情況下可以選取比較高的容量,這樣電動機的抗過載性能會更好些。在其他參數配套設備要求的前提下,按拖動機械設備功率的1.2倍選擇電動機功率。
選用電動機應從電源的容量、電壓和水泵的軸功率、轉速及傳動方式等條件加以考慮,具體進行配套時,可根據水泵容量來選擇。如功率小于100kW,通常采用一般用途的普通籠型轉子異步電動機;如配套功率往100~300kW之間, 可以采用起動性能較好的雙鼠籠型JS及深槽式籠型JC電動機;如配套功率大于300kW,可以采用特別加強絕緣的籠型JSQ和繞線型JRQ電機。
五、電動機額定電壓的選擇
電動機的電壓等級、相數、頻率都要與供電電源一致。因此,電動機的額定電壓應根據其運行場所的供電電網的電壓等級來確定。
我國的交流供電電源,低壓通常為380V,高壓通常為3、6、10kV。中等功率(約200kW)以下的交流電動機,額定電壓一般為380V;大功率的交流電動機,額定電壓一般為3kV或6kV;額定功率為1000kW以上的電動機,額定電壓可以是10kV。需要說明的是,籠型異步電動機在采用星一三角降壓起動時, 應該選用額定電壓為380V、三角接法的電動機。
直流電動機的額定電壓一般為110、220、440V,最常用的電壓等級為220V。直流電動機一般由單獨的電源供電,選擇額定電壓時,通??紤]與供電電源配合即可。

 

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