如何选择适合的三相异步电动机

合理选择电动机是正确使用电动机的前提,对提高生产率及改善技术经济指标有着重大意义。

1.类型的选择

使用时要根据生产机械的要求,并从技术和经济两方面进行考虑选择采用的异步电动机的类型。

(1)对于无调速要求的中小容量的生产机械,如水泵、通风机、压缩机、金属切削机床等设备,要尽可能选用结构简单、坚固耐用、工作可靠、维修方便、价格低廉的笼型异步电动机。

(2)对于有一定调速要求,又经常启动和容量较大的生产机械,如起重机、卷扬机、吊车、电梯等,可选用绕线转子异步电动机。

2.结构型式的选择

为保证电动机在不同环境条件下安全可靠地运行,必须正确选择电动机的结构形式。选型时通常应参照如下原则:

(1)空气干燥、灰尘少、无水土飞溅和无腐蚀性气体的场合选用防护式。

(2)尘土飞扬、潮湿或有腐蚀性气体的场合,如脱谷机、饲料加工车间、排灌站、化工车间等,应用封闭式。

(3)有爆炸性气体的场合,如石化工业和煤矿等,选用防爆式。

3.转速的选择

形式和容量相同的电动机,其额定转速越低,则结构尺寸越大,价格越高。因此,对于低转速工作的生产机械,选用一台高转速电动机(通常是n0=1500r/min),再另配减速器是适宜的。但是,生产机械的工作转速很低,如选用电动机转速太高,则减速器势必庞大而昂贵,同时机械传动效率也会相应降低。因此,电动机转速的选择,要根据具体情况全面综合考虑。

4.容量的选择

容量选择关系到电动机能否得到充分合理的利用。如果容量选的太大,就会出现“大马拉小车”的现象。不仅电动机得不到充分利用,而且由于轻载运行的异步电动机功率因数及效率均较低,使电网线损加大,极不经济。如果容量选的太小,便出现“小马拉大车”的现象,造成电动机过载,使电动机过早地损坏。

一般地说,电动机的容量是由生产机械所需功率来选定的。为适应不同生产机械的工作方式,电动机相应生产出连续、短时和重复短时3种工作方式。

(1)连续工作方式电动机容量的选择。连续工作方式的电动机适用于长期负载,如长期恒载的水泵、长期变载的脱谷机和粉碎机等。

恒定负载的电动机容量应满足

式中:PN为电动机的额定功率;P2为生产机械的负载功率;η1为生产机械的效率;η2为传动效率,联轴器传动η2=1,带传动η2=0.95。

【例6-2】 某离心式水泵的技术数据为:流量Q=0.03m3/s,扬程H=10m,转速为1440r/min,机械效率η1=0.55;电动机与水泵用联轴器连接(η2=1)。试选择该水泵的拖动电动机。

解:因为对泵类用电动机,要求

将ρ=1000kg/m3(水的密度)代入得(www.xing528.com)

查电机产品目录,可选用Y系列封闭式三相笼型异步电动机,其额定数据为:PN=5.5kW,n=1440r/min,工作方式为连续。

对长期变动负载的生产机械,选择拖动电动机的容量一般要根据其负荷图进行等值计算来确定,对选定的电动机还要进行过载能力的校验,这里不再讨论。

(2)短时运行电动机容量的选择。有些生产机械,如小型水电站和渠道的闸门、机床辅助运动机械等,工作时间短、停歇时间较长,属于短时运行负载。我国有为短时运行负载生产的短时运行电动机。其短时运行的标准有10min、30min、60min和90min四个级别,额定功率与标准运行时间相对应。因此,凡过载的工作时间与上述标准时间接近时,可按所需功率选择额定功率与之相接近的电动机。

如果无合适的短时运行电动机可选,也可采用连续运行方式的电动机在过载情况下运行。但负载转矩必须小于电动机的最大转矩,一般可近似地用下式选择电动机的容量,即

式中:PN为电动机的额定功率;λ为电动机的过载系数;P2为生产机械的功率。

(3)重复短时运行电动机容量的选择。重复短时运行的特点是运行与停歇是交替进行的,运行与停歇的时间均较短。为适应这种运行方式,厂家制造了重复短时运行电动机的系列产品(JZR、JZ系列)专供重复短时运行的负载使用。选择这种电动机时,应考虑运行与停歇的时间长短,为此使用暂载率(或负载持续率)的概念,如用εL表示,则

式中:tW为工作时间;t0为停车时间。

国产重复短时运行电动机的标准暂载率有15%、25%、40%和60%四种。重复运行周期不大于10min,电动机的额定功率与标准暂载率相对应。同一型号的电动机,暂载率越小,额定功率就越大,允许输出的功率就越大。

选择重复短时运行电动机的容量时,应先计算出生产机械的暂载率,然后与电动机的标准暂载率对照,找到相应的暂载率,再按实际负载功率选用在该暂载率下的额定功率与之相近的电动机。如果实际暂载率εL与标准暂载率εS相差较大,则要将实际负载功率PL换算成与标准暂载率εS相对应的等效负载功率PS,即

再根据PS和εS选用适当的电动机。

【例6-3】 有一桥式起重机,图6-36是它的负荷图。要求采用绕线转子异步电动机,转速在720r/min左右,试选用合适的电动机。

图6-36　桥式起重机的负荷图

解:由图6-36可知,起重机的暂载率

起重机功率PL=20kW。

由于实际暂载率εL=0.3,与标准暂载率不一致,取相近标准暂载率εS=0.25进行折算,其等效负载功率为

根据εS=0.25和PS=21.9kW查电机产品目录,选用JZR51—8型绕线转子异步电动机,其额定数据为:εS=25%,PN=22kW,nN=723r/min。因为PN稍大于PS,nN≈720r/min,所以满足要求。