起动制动比较频繁,要求有较大的起动制动转矩的生产机械,如桥式起重机矿井提升机空气压缩机不可逆轧钢机等,应采用绕线式异步电动机。无调速要求,需要转速恒定或要求改善功率因数的场合,应采用同步电动机,例如中大容量的水泵,空气压缩机提升机磨机等。调速范围要求在∶以上,且需连续稳定平滑调速的生产机械,宜采用他励直流电动机或用变频调速的鼠笼式异步电动机或同步电机,例如大型精密机床龙门刨床轧钢机提升机等。要求起动转距大,机械特性软的生产机械,使用串励或复励直流电动机,例如电车电机车重型起重机等。
二额定功率电动机的额定功率是指输出功率,即轴功率,也称容量大小,是电动机标志性参数。常有人问电机多大的,一般不是指电机的尺寸大小,而是指额定功率。它是量化电动机拖动负载能力的重要的指标,也是电机选型时提供的参数要求。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,经济合理地决定电动机的功率。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。
决定电动机主要功率的因素有三个电动机的发热与温升,这是决定电动机功率的主要因素;允许短时过载能力;对异步鼠笼型电动机还要考虑起动能力。首先具体生产机械根据其发热温升及其负载要求,计算并选择负载功率,电动机再根据负载功率工作制过载要求预选额定功率。电动机的额定功率预选好后,还要进行发热过载能力及必要时的起动能力校验。若其中有一项不合格,须重新选择电动机,再进行校核,直到各项都合格为止。因此工作制也是必要提供的要求之一,若无要求则默认按常规的S工作制处理;有过载要求的电机也需要提供过载倍数及相应运行时间;异步鼠笼型电机驱动风机等大转动惯量负载时,还需要提供负载的转动惯量及起动阻力矩曲线图来校核起动能力。
以上关于额定功率的选择是在标准环境温度为℃前提下进行的。若电动机工作的环境温度发生变化,则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下表相应增减。因此气候恶劣地区还需要提供环境温度,例如印度,环境温度就需要按℃进行校核。此外,高海拔对电机功率也会有影响,海拔越高,电机温升越大,输出功率越小。并且高海拔使用的电机还需考虑电晕现象的影响。对于目前市场上电动机的功率范围,我谨列举所掌握的本人所在公司业绩表数据以供参考。
直流电机ZD磨机kW异步电机鼠笼型YGF高炉风机kW绕线型YRKK生料磨机kW同步电机TWS高炉风机kW试验机组达到kW)三额定电压电动机的额定电压,是指在额定工作方式下的线电压。电动机的额定电压的选择,取决于电力系统对该企业的供电电压和电动机容量的大小。交流电动机电压等级的选择主要依使用场所供电电压等级而定。一般低电压网为V,故额定电压为VY或△接法)/V△/Y接法)/V△/Y接法)种。低压电机功率增大到程度如KW/V),电流受到导线承受能力的限制就难以做大,或成本过高。
需要通过提高电压实现大功率输出。高压电网供电电压一般为为V或V,国外也有VV和V的电压等级。高压电机优点是功率大,承受冲击能力强;缺点是惯性大,启动和制动都困难。直流电动机的额定电压也要与电源电压相配合。一般为VV和V。其中V为常用电压等级,大功率电机可提高到~V。当交流电源为V,用三相桥式可控硅整流电路供电时,其直流电动机的额定电压应选V,当用三相半波可控硅整流电源供电时,直流电动机的额定电压应为V。
四额定转速电动机的额定转速,是指在额定工作方式下的转速。电动机和由它拖动的工作机械都有各自的额定转速。在选择电动机的转速时,应注意转速不宜选的过低,因为电动机额定转速越低,其级数越多,体积就越大,价格也就越高;同时,电动机的转速也不宜选的过高,因为这样会使传动机构过于复杂,而且难以维护。此外功率时,电机转矩与转速成反比。T=P/n所以启动制动要求不高者可从设备初始投资占地面积和维护费用等方面,以几个不同的额定转速进行比较,后确定额定转速;而经常启动制动及反转,但过渡过程持续时间对生产率影响不大者,除考虑初始投资外,主要以过渡过程量损耗小为条件来选择转速比及电动机额定转速。
例如提升机电机,需要频繁正反转且转矩很大,转速就很低,电机体积庞大,价格昂贵。当电机转速较高时,还需考虑电机的临界转速。电机转子在运转中都会发生振动,转子的振幅随转速的增大而增大,到某一转速时振幅达到大值也就是平常所说的共振,超过这一转速后振幅随转速增大逐渐减少,且稳定于某一范围内,这一转子振幅大的转速称为转子的临界转速。这个转速等于转子的固有频率。当转速继续增大,接近倍固有频率时振幅又会增大,当转速等于倍固有频率时称为二阶临界转速,依次类推有三阶四阶等临界转速。
转子如果在临界转速下运行,会出现剧烈的振动,而且轴的弯曲度明显增大,长时间运行还会造成轴的严重弯曲变形,甚至折断。电机的一阶临界转速一般在转/分以上,故而常规低速电机一般不考虑临界转速的影响。反之,对速电机,额定转速接近转/分,则需考虑该影响,需避免让电机长期使用在临界转速范围。一般来说,提供了驱动的负载类型电机的额定功率额定电压额定转速便可以将电机大致确定下来。但如果要优化地满足负载要求,这些基本参数就远远不够了。
还需要提供的参数包括频率,工作制,过载要求,绝缘等级,防护等级,转动惯量,负载阻力矩曲线,安装方式,环境温度,海拔高度,户外要求等,根据具体情况提供。电机的七种节能方案电动机耗能表现主要在以下几方面一是电机负载率低。由于电动机选择不当,富裕量过大或生产工艺变化,使得电动机的实际工作负荷远小于额定负荷,大约占装机容量%~%的电动机在%~%的额定负荷下运行,运行效率过低。二是电源电压不对称或电压过低。由于三相四线制低压供电系统单相负荷的不平衡,使得电动机的三相电压不对称,电机产生负序转矩,增大电机的三相电压不对称,电机产生负序转矩,增大电机运行中的损耗。