1、.電動機(jī)額定功率的選擇作者:日期:個人收集整理，勿做商業(yè)用途青島港灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院授課教案編號：第6周第2次課 題10.1電動機(jī)額定功率的選擇班 級授課日期年月日星期目的與要求掌握電動機(jī)的發(fā)熱與冷卻過程。 掌握電動機(jī)的允許溫升 掌握電動機(jī)的工作方式 掌握電動機(jī)額定功率的選擇重 點(diǎn)電動機(jī)的允許溫升、工作方式及額定功率的選擇難點(diǎn)電動機(jī)的允許溫升、工作方式及額定功率的選擇授課方式課堂講授教具多媒體教 學(xué) 過 程 設(shè) 計1、講解電動機(jī)的發(fā)熱過程。2、講解電動機(jī)的冷卻過程。3、講解電動機(jī)的允許溫升。4、講解電動機(jī)的工作方式及額定功率的選擇方法。教 學(xué) 過 程第十章電動機(jī)的選擇各種電機(jī)在運(yùn)行過程中都會產(chǎn)生損

2、耗，這些損耗一方面降低了電機(jī) 運(yùn)行時的效率，另一方面損耗轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽瑴囟壬?。電機(jī)溫度與周圍 冷卻介質(zhì)溫度之差，稱為溫升，它是電機(jī)的一項(xiàng)重要性能指標(biāo)。絕緣材料是電機(jī)中耐熱性最差的部分。所以發(fā)熱問題直接關(guān)系到 電機(jī)的使用壽命和運(yùn)行的可靠性。 為了限制發(fā)熱對電機(jī)的影響，使電機(jī) 的溫度不超過一定的數(shù)值，一方面要控制電機(jī)各部分的損耗，使發(fā)熱量 減少；另一方面要改善電機(jī)的冷卻系統(tǒng)， 提高其傳熱和散熱能力，從而 把電機(jī)內(nèi)部的熱量很快地傳導(dǎo)和散發(fā)出去。電機(jī)的溫升不僅決定于負(fù)載的大小，還與負(fù)載的持續(xù)時間有關(guān)， 即與電動機(jī)的工作方式有關(guān)。根據(jù)電機(jī)在運(yùn)行于不同的機(jī)械負(fù)載和不同 的工作方式，有其相應(yīng)的負(fù)載功率計算方

3、式，通過負(fù)載功率即可完成對 電動機(jī)的選擇。10.1電動機(jī)的發(fā)熱與冷卻電動機(jī)的熱源來自電機(jī)內(nèi)部，即電流流過定子繞組時產(chǎn)生的銅損耗， 在 鐵芯內(nèi)當(dāng)磁通變化時所產(chǎn)生的鐵損耗，軸承摩擦所產(chǎn)生的機(jī)械損耗及附 加損耗。電機(jī)產(chǎn)生的熱量，首先借傳導(dǎo)作用傳送到電機(jī)的外表面， 然后 借輻射和對流作用將熱量從電機(jī)外表面散發(fā)到周圍冷卻介質(zhì)中去。電機(jī)的發(fā)熱過程電動機(jī)運(yùn)行過程中，各種能量損耗最終變成熱能，使得電動機(jī)的各個部 分溫度上升，從而超過周圍環(huán)境溫度。電動機(jī)溫度高出環(huán)境溫度的值稱 為溫升。一旦有了溫升，電動機(jī)就要向周圍散熱。當(dāng)電動機(jī)單位時間發(fā) 出的熱量等于散出的熱量時，溫度不再增加，而保持一個穩(wěn)定不變的溫 升，稱為

4、動態(tài)熱平衡。以上溫度升高后熱過度過秤，稱為電動機(jī)的發(fā)熱過程。當(dāng)電動機(jī)發(fā)熱條 件不變時，電動機(jī)的溫升是按指數(shù)曲線變化的， 如下圖所示。由溫升曲 線可見，電動機(jī)發(fā)熱過程開始時，由于溫升較小，散發(fā)出去的熱量較少，大部分熱量被電動機(jī)本身吸收， 所以溫度上升的快，溫升曲線較陡。經(jīng) 過一段時間后，溫度高了，溫差較大，散發(fā)出去的熱量不斷增多，吸收 的熱量不斷減少，溫升就慢，曲線趨于平緩。最后直到發(fā)熱量和散熱量 相等時，電動機(jī)的溫度不再升高，溫升達(dá)到穩(wěn)定值。圖9-1均質(zhì)等溫體的發(fā)熱曲線 質(zhì)等溫體的冷卻曲線電機(jī)的冷卻過程一臺負(fù)載運(yùn)行的電動機(jī)，在溫升穩(wěn)定以后，如果減少或去掉負(fù)載，那么 電動機(jī)內(nèi)耗及單位時間發(fā)熱量都

5、會隨之減少。這樣，原來的熱平衡狀態(tài) 被破壞，變?yōu)榘l(fā)熱少于散熱，電動機(jī)溫度就要下降，溫升降低。降溫過 程中，隨著溫升減小，單位時間散熱量也減少。當(dāng)重新達(dá)到平衡時，電 動機(jī)不再繼續(xù)降溫，而穩(wěn)定在一個新的溫升上。這個溫升下降的過程稱 為電動記的冷卻過程。電動機(jī)冷卻過程的溫升曲線如果 10-2所示。電動機(jī)的允許溫升當(dāng)電機(jī)所用的絕緣材料確定后，電機(jī)的最高允許溫度就確定了，此時溫 升的限值就取決于冷卻介質(zhì)的溫度。 一般電機(jī)中冷卻介質(zhì)是空氣，它的 溫度隨地區(qū)及季節(jié)而不同，為了制造出能在全國各地全年都能適用的電 機(jī)，并明確統(tǒng)一的檢查標(biāo)準(zhǔn)，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：冷卻空氣的溫度定為40°C。 在此環(huán)境溫度下，電

6、機(jī)繞組的溫升限值：E級絕緣為75°C, B級絕緣為80°C。電機(jī)運(yùn)行時，輸出功率越大，則電流和損耗越大，溫度越就越高，但最 高溫度不得超過絕緣的最高允許溫度。因此，電機(jī)容許的長期最大輸出個人收集整理，勿做商業(yè)用途功率(即電機(jī)的容量或額定功率)受絕緣的最高允許溫度限制，或者說 容量由絕緣的最高允許溫度所決定。電機(jī)銘牌上所表明的額定功率就是 指在標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境溫度(我國規(guī)定為40oC)和規(guī)定的工作方式下，其溫度不超過絕緣的最高允許溫度時的最大輸出功率。電動機(jī)的工作方式及額定功率電機(jī)工作時，其溫升不僅決定于負(fù)載的大小，而且與負(fù)載的持續(xù)時間有 關(guān)系，同一臺電機(jī)，如果工作時間長短不同，則

7、能夠承擔(dān)的負(fù)載功率也 不同。為了適應(yīng)不同負(fù)載的需要，電機(jī)制造時，按負(fù)載持續(xù)時間的不同， 把電機(jī)分成為三種工作方式或三種工作制。一、連續(xù)(長期)工作制其特點(diǎn)是：電機(jī)連續(xù)工作時間長，其工作時間 ：>(34)T，可達(dá) 幾小時甚至幾十小時，因此電機(jī)溫升可達(dá)到穩(wěn)定值。屬于此類工作制的 生產(chǎn)機(jī)械有水泵、通風(fēng)機(jī)、造紙機(jī)、機(jī)床主軸等。二、短時工作制其特點(diǎn)是：電機(jī)工作時間短，' <(34)T，在工作時間內(nèi)溫度達(dá)不到穩(wěn)定值；停車時間很長，“ >(34)T，電機(jī)的溫度足以降到和周 圍環(huán)境溫度一樣，即溫升足以降到零。屬于此類工作制的生產(chǎn)機(jī)械有機(jī) 床的輔助運(yùn)動，如水閘閘門的起閉機(jī)械等。電機(jī)在短

8、時工作時，其容量往往只受過載能力和起動能力的限制， 因此專門為短時工作制設(shè)計的電機(jī)，其過載能力和起動轉(zhuǎn)矩都較大。我 國生產(chǎn)的短時工作制電機(jī)，其工作時間有15min、30min、60min、90min 四種定額。三、重復(fù)短時工作制重復(fù)短時工作制又稱為斷續(xù)周期工作制。其特點(diǎn)是：工作和停止周期性地交替進(jìn)行，但工作時間和停止時間都較短，' <(34)T，吒v（34）T，且規(guī)定工作周期-<-1 ：二工。工作時溫升增加，但達(dá) 不到穩(wěn)定值 ;停止時溫升下降，但降不到零。每個周期結(jié)束時的溫 升都比開始時的溫升高，這樣經(jīng)過若干個周期后，就會出現(xiàn)一個周期內(nèi) 溫升的增長和降落相等的情況，這時溫升

9、就達(dá)到一個穩(wěn)定的波動狀態(tài)， 即在最高溫升 i亠與最低溫升二之間波動，平均溫升不變。屬于此類 工作制的生產(chǎn)機(jī)械有起重機(jī)、電梯、軋鋼輔助機(jī)械、某些自動機(jī)床的工 作機(jī)構(gòu)等。在重復(fù)工作制中，額定負(fù)載時間與整個周期之比稱為負(fù)載持 續(xù)率。標(biāo)準(zhǔn)的負(fù)載持續(xù)率為15% 25% 40% 60%每個周期為10min。周期工作時，電機(jī)的發(fā)熱和冷卻過程是交錯進(jìn)行的，故它達(dá)到的 溫升將比連續(xù)運(yùn)行時低，如圖。不論是周期工作定額的電機(jī)還是短時定 額的電機(jī)，都不可按其周期工作定額或短時工作定額作長期連續(xù)運(yùn)行， 否則會使電機(jī)過熱而損壞。10.3額定功率的選擇正確選擇電動機(jī)容量的原則，應(yīng)在電動機(jī)能夠勝任生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載要求的 前提下，最經(jīng)濟(jì)最合理的決定電動機(jī)的功率。 若功率選的過大，設(shè)備投 資增大，造成