异步电动机的起动转矩选型建议

1.异步电动机容量的选择

确定异步电动机的容量常用两种方法，一种是分析法，另一种是类比法。

（1）分析法

分析法是按机械负载功率及生产机械的工作情况，预先选一台电动机。然后按电动机的实际负载情况进行发热，过载能力及起动能力的校验来确定其容量。

首先，要知道机械负载的运行情况。它可分为连续、短时和断续运行三种。选择的异步电动机工作定额要与其尽量相对应。

以连续运行的负载为例，确定电动机容量的过程如下：若负载大小为恒定值时，因为电动机带恒定负载长期运行，它所达到的稳定温度如果等于电动机所允许的最高温升，电动机才算被利用得最充分，而电动机的额定功率又是按其所允许的最高温升条件，长期工作输出的功率值所规定的。所以，所选的电动机容量等于或稍大于负载的功率即可。而负载功率可根据负载转矩及转速算出。式（2-1）为连续运行时，恒定负载下电动机容量的计算公式：

式中 P_N——所选电动机的额定功率（kW）；

T_L——电动机轴上所带的负载转矩（N·m）；

n——电动机轴上的额定转速（r/min）。

从产品目录中可查出所选电动机的过载能力和起动能力，校核是否满足机械负载的需要。如果此项不能满足，还要选取容量更大一些的电动机才行。

在生产实际中，恒定负载较少，大多数电动机的负载是按一定的规律周期性地变化着，如图2-1所示。

对于在变化负载下长期工作的电动机，必须满足以下条件：电动机能满足最大负载的要求；在周期性变化负载下工作时，电动机的温升应不超过允许值。由此出发，通常先按过载条件初选一台电动机，然后按发热条件进行校验。

图2-1 连续变化负载下的电动机负载图

按照过载条件，初选的电动机额定功率P_N应满足

式中 P_max——在工作循环中，电动机输出的最大功率（kW）；

K_m——初选电动机的过载倍数。

对初选的电动机进行校验，因为电动机的额定功率是指拖动恒定负载长期运行来说的。所以，在变化负载下工作时，按发热条件先找出它所相当的恒定负载，即等值负载P_L，若P_N≥P_L，校验即为合格。

对异步电动机，工作时发热的多少主要取决于它的损耗。当电动机的负载变化时，主要是它的铜损耗随负载而变化。异步电动机工作时，它的铜损耗与电流的平方成正比，所以电动机的发热与电流的平方成正比。而电动机的电流又与其输出的功率成正比，所以其等值功率P_L可近似按下式确定，即

对于工作中很少起动，制动，不调速，负载变化时其转速基本不变的异步电动机，即按式（2-3）求出等值功率P_L，与初选的电动机额定功率进行比较，是否合格。如不合格，还要选较大容量的电动机。

由于异步电动机的起动转矩较低，所以还要校验起动转矩。即所选电动机的起动转矩T_st必须大于负载的阻转矩T_L。T_st可由产品目录中查取。

此外，如果实际工作环境的温度与标准环境温度（技术标准为40℃）有差别，对电动机所选的容量还要适当调整。一般，环境温度每相差5℃，电动机容量要调整5%左右。

选择断续工作的机械负载的电动机容量时，还要考虑到，当负载持续率FC%不等于电动机标准持续率FC_S%时，对电动机所选容量也要修正。修正后的容量P_N′为

同理，对短时工作方式的负载，若负载实际工作时间与电动机标准工作时间不一致时，对电动机所选的容量也要修正。修正后的容量P_N为

式中 t_g——负载实际工作时间；

t_gS——电动机的标准工作时间。(www.xing528.com)

（2）类比法

类比法是通过调查研究了长期运行的同类生产机械配套的电动机容量，然后对机械的主要参数、工作条件进行类比，得出统计分析公式，来确定电动机的容量。例如：我国机床制造厂对不同的机床采用的主电动机容量统计分析式为

车床：P_N≥36.5D^1.54（kW）；

式中：D为车床加工工件的最大直径（m）。

摇臂钻床：P_N≥0.0646D^1.19（kW）；

式中：D为最大钻孔直径（m）。

卧式镗床：P_N≥0.004D^1.7（kW）；

式中：D为镗杆直径（mm）。

龙门铣床：P_N≥B^1.16/1.66（kW）；

式中：B为工作台的宽度（mm）。

有关统计分析式可查阅《机床手册》或其他有关资料即可得到。类比法比较简单，适合于有同类机械的电动机选择。

2.异步电动机转速的选择

异步电动机的转速，应从技术及经济指标全面考虑，合理选择。

1）对于不需要调速的高转速或中转速的机械，如水泵、鼓风机等，一般要选相应转速的异步电动机，直接与生产机械相连接。

2）对于不需要调速的低速机械，一般选用适当转速的异步电动机，通过减速机构与生产机械相连接，或选择专用减速电动机。对大功率的机械，所选电动机的转速不宜过高，以免增加减速机构的制造和维修成本。

3）对于调速的机械，当调速方法确定后，异步电动机的最高转速应与生产机械的最高转速相适应。

3.异步电动机电压的选择

所选择的异步电动机，定子的额定电压一定要和使用电源的线电压相等。一般我国的三相交流电源的线电压标准值为380V、6kV、国产异步电动机也是按此标准设计的，所以通常问题不大。但是，在一些特殊电源的条件下，或使用特种电动机时，一定注意工作电压。

4.异步电动机类型的选择

1）不需要调速，且无特殊要求的机械，应首先考虑选择普通笼型异步电动机。需要重载起动时，小容量的可考虑选择高起动转矩的笼型异步电动机，大容量的则可选择绕线转子异步电动机为宜。

2）只需要几种转速且不需要连续调节转速的机械，可选择多速电动机。若机械需要连续调速，要结合调速方法选择不同类型的调速电动机。要求调速范围很宽的机械，最好采用机械调速和电气调速相结合的方法选择电动机，这样容易达到较高的技术经济指标。

3）对特殊要求的机械，如起动或制动要求较高的机械，如起重机械、卷扬机等，可选专用电动机来拖动。

5.异步电动机结构型式的选择

对异步电动机，各种结构型式主要适应不同的工作场合和环境。所以其选择方法是

1）根据安装方式的不同选择立式安装或卧式安装结构。

2）在正常环境条件下，一般采用防护式电动机，在人员和设备安全得到保证的清洁场合，宜采用开启式电动机。

3）在空气中存有较多灰尘的场合，宜采用封闭式电动机。

4）在湿热地区或比较潮湿的地方，应选择湿热带电动机；若采用普通型电动机，必须有防潮措施。

5）在有腐蚀性气体或游离物的场所，或者有爆炸危险的场所，或者必须在水中（油中）工作的电动机，要选择专用防护型式的电动机。此类电动机的特点将在后面专门介绍。

6）除了上述为适应环境而选择不同结构型式的电动机之外，还有特殊工作的机械也要求特殊结构的电动机与其配套，比如，平移动作的机械选择直线型异步电动机，既简化了机械结构，操作控制也更加方便。