第六節(jié)三相異步電動機的機械特性第30講三相同步電動機的調(diào)速和電動機的選擇

1、同步電動機調(diào)速

2、電動機的選擇第六節(jié)三相異步電動機的機械特性第30講三相同步電動機的調(diào)速同步電動機直接投入電網(wǎng)運行時，存在失步與起動困難兩大問題，曾制約著同步電動機的應(yīng)用。同步電動機的轉(zhuǎn)速恒等于同步轉(zhuǎn)速，所以同步電動機的調(diào)速只能是變頻調(diào)速。概述同步電動機直接投入電網(wǎng)運行時，存在失步與起動困難兩大問題，曾變頻技術(shù)的發(fā)展與成熟不僅實現(xiàn)了同步電動機的調(diào)速，同時也解決了失步與起動問題，使之不再是限制同步電動機運行的障礙。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，同步電動機調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛。同步電動機調(diào)速可分為自控式和他控式兩種，適用于不同的應(yīng)用場合。概述變頻技術(shù)的發(fā)展與成熟不僅實現(xiàn)了同步電動機的調(diào)速，同時也解決了同步電動機的特點同步電動機的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速恒等于同步轉(zhuǎn)速，機械特性硬同步電動機有隱極與凸極之分。隱極式電機氣隙均勻；凸極式則不均勻，磁極直軸磁阻小，極間交軸磁阻大，兩軸的電感系數(shù)不等，使數(shù)學(xué)模型更復(fù)雜一些。同步電動機的特點同步電動機的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速恒等于同步轉(zhuǎn)速，機械特性同步電動機的特點同步電動機轉(zhuǎn)子有獨立勵磁，在極低的電源頻率下也能運行，同步電動機的調(diào)速范圍比異步電動機更寬。異步電動機要靠加大轉(zhuǎn)差才能提高轉(zhuǎn)矩，而同步電機只須加大功角就能增大轉(zhuǎn)矩，同步電動機比異步電動機對轉(zhuǎn)矩擾動具有更強的承受能力，動態(tài)響應(yīng)快。同步電動機的特點同步電動機轉(zhuǎn)子有獨立勵磁，在極低的電源頻率下同步電動機的分類

同步電動機按勵磁方式分為可控勵磁同步電動機和永磁同步電動機兩種?？煽貏畲磐诫妱訖C在轉(zhuǎn)子側(cè)有獨立的直流勵磁，可以通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的直流勵磁電流，改變輸入功率因數(shù)，可以滯后，也可以超前。永磁同步電動機的轉(zhuǎn)子用永磁材料制成，無需直流勵磁。同步電動機的分類同步電動機按勵磁方式分為可控勵磁同步永磁同步電動機的優(yōu)點采用了永磁材料磁極，磁能積高，體積小、重量輕；轉(zhuǎn)子沒有銅損和鐵損，沒有滑環(huán)和電刷的摩擦損耗，運行效率高；轉(zhuǎn)動慣量小，允許脈沖轉(zhuǎn)矩大，可獲得較高的加速度，動態(tài)性能好；結(jié)構(gòu)緊湊，運行可靠。同步電動機的分類永磁同步電動機的優(yōu)點采用了永磁材料磁極，磁能積高，體積小、重正弦波永磁同步電動機——磁極采用永磁材料，輸入三相正弦波電流時，氣隙磁場為正弦分布，稱作正弦波永磁同步電動機，或簡稱永磁同步電動機縮寫為PMSM。梯形波永磁同步電動機——氣隙磁場呈梯形波分布，性能更接近于直流電動機。梯形波永磁同步電動機構(gòu)成的自控變頻同步電動機又稱作無刷直流電動機，縮寫為BLDM。同步電動機的分類

永磁同步電動機分類正弦波永磁同步電動機——磁極采用永磁材料，輸入三相正弦波電流同步電動機的起動當同步電動機在工頻電源下起動時，定子磁動勢以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，電動機轉(zhuǎn)速具有較大的滯后，不能快速跟上同步轉(zhuǎn)速；在一個周期內(nèi)，電磁轉(zhuǎn)矩的平均值等于零，故同步電動機不能起動。同步電動機中轉(zhuǎn)子有起動繞組，使電動機按異步電動機的方式起動，當轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時再通入勵磁電流牽入同步。同步電動機的起動當同步電動機在工頻電源下起動時，定子磁動勢以同步電動機的調(diào)速同步電動機的轉(zhuǎn)速等于同步轉(zhuǎn)速同步電動機有確定的極對數(shù)同步電動機的調(diào)速只能是改變電源頻率的變頻調(diào)速。同步電動機的調(diào)速同步電動機的轉(zhuǎn)速等于同步轉(zhuǎn)速同步電動機的調(diào)速忽略定子漏阻抗壓降，則定子電壓同步電動機變頻調(diào)速的電壓頻率特性與異步電動機變頻調(diào)速相同?；l以下采用帶定子壓降補償?shù)暮銐侯l比控制方式，基頻以上采用電壓恒定的恒功率弱磁控制方式。同步電動機的調(diào)速忽略定子漏阻抗壓降，則定子電壓同步電動機的調(diào)速同步電動機變頻調(diào)速機械特性基頻以下基頻以上同步電動機的調(diào)速同步電動機變頻調(diào)速機械特性基頻以下基頻以上他控變頻同步電動機調(diào)速系統(tǒng)他控變頻調(diào)速的特點是電源頻率與同步電動機的實際轉(zhuǎn)速無直接的必然聯(lián)系?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可以同時實現(xiàn)多臺同步電動機調(diào)速。沒有從根本上消除失步問題。他控變頻同步電動機調(diào)速系統(tǒng)他控變頻調(diào)速的特點是電源頻率與同步多臺永磁或磁阻同步電動機并聯(lián)接在公共的變頻器上，由統(tǒng)一的頻率給定信號同時調(diào)節(jié)各臺電動機的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)子振蕩和失步問題并未解決。各臺同步電動機的負載不能太大，否則會造成負載大的同步電動機失步，進而使整個調(diào)速系統(tǒng)崩潰。他控變頻同步電動機調(diào)速系統(tǒng)多臺永磁或磁阻同步電動機并聯(lián)接在公共的變頻器上，由統(tǒng)一的頻率多臺同步電動機的恒壓頻比控制調(diào)速系統(tǒng)他控變頻同步電動機調(diào)速系統(tǒng)多臺同步電動機的恒壓頻比控制調(diào)速系統(tǒng)他控變頻同步電動機調(diào)速系自控變頻同步電動機調(diào)速系統(tǒng)他控變頻同步電動機調(diào)速系統(tǒng)變頻器的輸出頻率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速或位置無直接的關(guān)系，若控制不當，仍然會造成失步。根據(jù)轉(zhuǎn)子位置直接控制變頻裝置的輸出電壓或電流的相位，就能從根本上杜絕失步現(xiàn)象，這就是自控變頻同步電動機的初衷。自控變頻同步電動機調(diào)速系統(tǒng)他控變頻同步電動機調(diào)速系統(tǒng)變頻器的自控變頻同步電動機自控變頻同步電動機調(diào)速原理圖UI——逆變器BQ——轉(zhuǎn)子位置檢測器需要兩套可控功率單元，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。自控變頻同步電動機自控變頻同步電動機調(diào)速原理圖需要兩套可控功自控變頻同步電動機在基頻以下調(diào)速時，需要電壓頻率協(xié)調(diào)控制。需要一套直流調(diào)壓裝置，為逆變器提供可調(diào)的直流電源。調(diào)速時改變直流電壓，轉(zhuǎn)速將隨之變化，逆變器的輸出頻率自動跟蹤轉(zhuǎn)速。在表面上只控制了電壓，實際上也自動地控制了頻率，這就是自控變頻同步電動機變壓變頻調(diào)速。自控變頻同步電動機在基頻以下調(diào)速時，需要電壓頻率協(xié)調(diào)控制。自控變頻同步電動機采用PWM逆變器，既完成變頻，又實現(xiàn)調(diào)壓。整流器就可以用不可控整流器，或直接由直流母線供電，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，只需一套可控功率單元。自控變頻同步電動機采用PWM逆變器，既完成變頻，又實現(xiàn)調(diào)壓。自控變頻同步電動機PWM控制的自控變頻同步電動機及調(diào)速原理圖自控變頻同步電動機PWM控制的自控變頻同步電動機及調(diào)速原理圖自控變頻同步電動機從電動機本身看，自控變頻同步電動機是一臺同步電動機，可以是永磁式的，容量大時也可以用勵磁式的。把電動機和逆變器、轉(zhuǎn)子位置檢測器BQ合起來看，如同是一臺直流電動機。從外部看來，改變直流電壓，就可實現(xiàn)調(diào)速，相當于直流電動機的調(diào)壓調(diào)速。自控變頻同步電動機從電動機本身看，自控變頻同步電動機是一臺同自控變頻同步電動機在自控變頻同步電動機中采用的電力電子逆變器和轉(zhuǎn)子位置檢測器就相當于電子式換向器，用靜止的電力電子電路代替了容易產(chǎn)生火花的旋轉(zhuǎn)接觸式換向器，用電子換向取代機械換向。自控變頻同步電動機在自控變頻同步電動機中采用的電力電子逆變器自控變頻同步電動機無換向器電動機——由于采用電子換相取代了機械式的換向器，多用于帶直流勵磁的同步電動機。正弦波永磁自控變頻同步電動機——以正弦波永磁同步電動機為核心，構(gòu)成的自控變頻同步電動機。自控變頻同步電動機無換向器電動機——由于采用電子換相取代了機自控變頻同步電動機梯形波永磁自控變頻同步電動機即無刷直流電動機——以梯形波永磁同步電動機為核心的自控變頻同步電動機，性能更接近于直流電動機。但沒有電刷，故稱無刷直流電動機。盡管在名稱上有區(qū)別，本質(zhì)上都是一樣的，所以統(tǒng)稱作“自控變頻同步電動機”。自控變頻同步電動機梯形波永磁自控變頻同步電動機即無刷直流電動同步電動機矢量控制系統(tǒng)通過坐標變換，把同步電動機等效成直流電動機，再模仿直流電動機的控制方法進行控制。在同步電動機矢量控制系統(tǒng)中，為了準確地定向，需要檢測轉(zhuǎn)子位置。因此，同步電動機矢量控制變頻調(diào)速也可歸屬于自控變頻同步電動機調(diào)速系統(tǒng)。同步電動機矢量控制系統(tǒng)通過坐標變換，把同步電動機等效成直流電正弦波永磁同步電動機矢量控制系統(tǒng)正弦波永磁同步電動機具有定子三相分布繞組和永磁轉(zhuǎn)子，在磁路結(jié)構(gòu)和繞組分布上保證定子繞組中的感應(yīng)電動勢具有正弦波形，外施的定子電壓和電流也應(yīng)為正弦波。永磁同步電動機一般沒有阻尼繞組，轉(zhuǎn)子由永磁體材料構(gòu)成，無勵磁繞組。永磁同步電動機具有幅值恒定、方向隨轉(zhuǎn)子位置變化的轉(zhuǎn)子磁動勢。正弦波永磁同步電動機矢量控制系統(tǒng)正弦波永磁同步電動機具有定子永磁同步電動機物理模型正弦波永磁同步電動機矢量控制系統(tǒng)永磁同步電動機物理模型正弦波永磁同步電動機矢量控制系統(tǒng)假想轉(zhuǎn)子由一般導(dǎo)磁材料構(gòu)成，帶有一個虛擬的勵磁繞組，通以虛擬的勵磁電流，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子磁動勢與永磁同步電動機的轉(zhuǎn)子磁動勢相等。永磁同步電動機可以與一般的電勵磁同步電動機等效，唯一的差別是虛擬勵磁電流恒定。虛擬勵磁繞組等效電感正弦波永磁同步電動機矢量控制系統(tǒng)假想轉(zhuǎn)子由一般導(dǎo)磁材料構(gòu)成，帶有一個虛擬的勵磁繞組，通以虛擬按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的永磁同步電動機矢量控制系統(tǒng)正弦波永磁同步電動機矢量控制系統(tǒng)按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的永磁同步電動機矢量控制系統(tǒng)正弦波永磁同步電動

伺服系統(tǒng)

伺服（Servo）意味著“伺候”和“服從”。廣義的伺服系統(tǒng)是精確地跟蹤或復(fù)現(xiàn)某個給定過程的控制系統(tǒng)，也可稱作隨動系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)伺服（Servo）意味著“伺候”和“服從”。

伺服系統(tǒng)

狹義伺服系統(tǒng)又稱位置隨動系統(tǒng)，其被控制量（輸出量）是負載機械空間位置的線位移或角位移，當位置給定量（輸入量）作任意變化時，系統(tǒng)的主要任務(wù)是使輸出量快速而準確地復(fù)現(xiàn)給定量的變化。伺服系統(tǒng)狹義伺服系統(tǒng)又稱位置隨動系統(tǒng)，其被控制量（輸出量伺服系統(tǒng)的組成伺服系統(tǒng)由伺服電動機、功率驅(qū)動器、控制器和傳感器四大部分組成。除了位置傳感器外，可能還需要電壓、電流和速度傳感器。伺服系統(tǒng)的組成伺服系統(tǒng)由伺服電動機、功率驅(qū)動器、控制器和傳感伺服系統(tǒng)的組成位置伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖A）開環(huán)系統(tǒng)b）半閉環(huán)系統(tǒng)c）全閉環(huán)系統(tǒng)伺服系統(tǒng)的組成位置伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖三環(huán)伺服系統(tǒng)在調(diào)速系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，再設(shè)一個位置環(huán)，形成三環(huán)控制的位置伺服系統(tǒng)。三環(huán)位置伺服系統(tǒng)APR—位置調(diào)節(jié)器ASR—轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ACR—電流調(diào)節(jié)器BQ—光電位置傳感器DSP—數(shù)字轉(zhuǎn)速信號形成環(huán)節(jié)三環(huán)伺服系統(tǒng)在調(diào)速系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，再設(shè)一個位置環(huán)，形成三環(huán)控制

電動機的選擇項目：額定功率、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速、種類及型式等項目的選擇。選擇電動機的原則：（1）滿足生產(chǎn)機械負載的要求；（2）從經(jīng)濟上看應(yīng)該是合理的。所以，確定合適的電動機類型之后，額定功率的選擇就非常重要。功率選的過大，其容量得不到充分利用，電動機經(jīng)常處于輕載運行，效率過低，運行費用高；反之，功率選的過小，長期過載運行，電動機的壽命將縮短，都是不經(jīng)濟的。額定功率的選擇要根據(jù)電動機的發(fā)熱、過載能力和啟動能力三個方面考慮，其中發(fā)熱問題最重要。11.1電動機的一般選擇電動機的選擇項目：額定功率、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速、一、電動機的種類的選擇在滿足生產(chǎn)機械對拖動系統(tǒng)靜態(tài)和動態(tài)特性要求的前提下，對電動機種類選擇要力求結(jié)構(gòu)簡單、運行可行、維護方便、價格低廉。異步電動機：結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護方便和價格低廉。起動和調(diào)速性能差，功率因數(shù)低。同步電動機：可以通過調(diào)節(jié)勵磁電流來調(diào)節(jié)功率因數(shù)，對電網(wǎng)進行無功補償。直流電動機：起動性能和調(diào)速性能優(yōu)異。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，存在換向問題。11.1電動機的一般選擇一、電動機的種類的選擇在滿足生產(chǎn)機械對拖動系統(tǒng)靜態(tài)和動態(tài)（1）凡是不需要調(diào)速的拖動系統(tǒng)，一般考慮采用交流拖動，特別是采用鼠籠式異步電動機拖動。（2）長期工作、不需要調(diào)速、且容量相當大的生產(chǎn)機械，如空氣壓縮機、球磨機等，一般采用同步電動機拖動，因為它能改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。（3）調(diào)速范圍不廣，調(diào)速級數(shù)少，且不需在低速下長期工作，一般采用交流繞線轉(zhuǎn)子異步電動機或變極調(diào)速電動機。（4）調(diào)速范圍寬，調(diào)速平滑性要求較高的場合，一般采用直流電動機拖動，或者采用交流變頻調(diào)速電動機拖動。11.1電動機的一般選擇（1）凡是不需要調(diào)速的拖動系統(tǒng)，一般考慮采用交流拖動，特別是二、電動機工作方式及防護形式的選擇

1、工作方式：按工作制的不同分為連續(xù)工作制、短時工作制和斷續(xù)工作制。2、結(jié)構(gòu)形式：按轉(zhuǎn)軸安裝的位置分為臥式和立式兩種3、防護形式：開啟式、防護式、封閉式和防爆式。（1）開啟式：價格便宜，散熱條件好。但容易浸入灰塵、水汽、油污和鐵屑等。（2）防護式：通風條件較好，可以防止外界物體從上面落入電動機內(nèi)部，可以防滴、防濺、防雨，但不能防止潮氣和灰塵浸入電動機內(nèi)部。11.1電動機的一般選擇二、電動機工作方式及防護形式的選擇1、工作方式：按工作制的（3）封閉式：這種電機又分為自扇冷式、他扇式和密封式三種。前兩種可用于在潮濕、多腐蝕性灰塵、易受風雨侵蝕的環(huán)境中；第三種因為密封，水和潮氣不能侵入電動機中，一般用于浸入水中的機械（如潛水泵電動機）。（4）防爆式：這類電動機應(yīng)用于存在有爆炸危險的環(huán)境。11.1電動機的一般選擇（3）封閉式：這種電機又分為自扇冷式、他扇式和密封式三種。前三、電動機額定電壓的選擇電動機的額定電壓的選擇應(yīng)依據(jù)與電網(wǎng)電壓一致的原則。一般工廠企業(yè)的低壓電網(wǎng)為220V，380V，600V；當電動機的功率較大時且供電電壓為6000V及10000V時，可選用6000V甚至10000V的高壓電動機，直流電動機的額定電壓常用110V或220V；大功率的電動機可提高到600V或800V，甚至1000V。11.1電動機的一般選擇三、電動機額定電壓的選擇電動機的額定電壓的選擇應(yīng)依據(jù)與電網(wǎng)四、電動機額定轉(zhuǎn)速的選擇

電動機的額定轉(zhuǎn)速應(yīng)綜合電動機和生產(chǎn)機械兩方面的各種因素來選擇。（1）對很少起、制動或反轉(zhuǎn)的長期工作制的電動機，應(yīng)從設(shè)備的初期投資、占地面積和維護費用等方面考慮。（2）對經(jīng)常工作于起動、制動以及反轉(zhuǎn)的電動機，但過渡時間對生產(chǎn)率影響不大，主要考慮過渡過程能量損耗最小為條件來選擇電動機額定轉(zhuǎn)速。（3）對于電動機經(jīng)常工作于起動、制動及反轉(zhuǎn)，且過渡過程的持續(xù)時間對生產(chǎn)率影響較大，主要依據(jù)過渡過程時間最短為條件選擇電動機的額定轉(zhuǎn)速。11.1電動機的一般選擇四、電動機額定轉(zhuǎn)速的選擇電動機的額定轉(zhuǎn)速應(yīng)綜合電動機電動機負載運行時，因產(chǎn)生損耗而發(fā)熱。由于電動機內(nèi)部熱量不斷產(chǎn)生，電動機本身的溫度就要升高，最終將超過周圍環(huán)境的溫度，電動機溫度比環(huán)境溫度高出的數(shù)值，稱為電動機的溫升。一旦有了溫升，電動機就要向周圍散熱，溫升越高，散熱越快，當電動機在單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量等于散出去的熱量時，電動機的溫度降不再增加，而保持著一個穩(wěn)定不變的溫升值，稱為穩(wěn)定溫升，此時電動機處于發(fā)熱與散熱的動平衡狀態(tài)。電動機從開始發(fā)熱到熱平衡狀態(tài)的過程稱為發(fā)熱的過渡過程。11.2電動機的發(fā)熱與溫升電動機負載運行時，因產(chǎn)生損耗而發(fā)熱。由于電動機溫升變化規(guī)律可以解釋如下：發(fā)熱開始時，由于溫升小，散發(fā)出去的熱量較少，大部分熱量被電動機吸收，因而溫升增長較快；其后，隨著溫升的增高，散發(fā)的熱量不斷增多，而電動機產(chǎn)生的熱量因負載不變而不變，則電動機吸收的熱量不斷減少，溫升曲線趨于平緩；最后，當發(fā)熱量與散熱量相等時，電動機的溫升不再升高而達到了穩(wěn)定值。11.2電動機的發(fā)熱與溫升溫升變化規(guī)律可以解釋如下：11.2電動機的發(fā)熱與溫升11.3電動機的額定功率一、電機額定功率與允許溫升的關(guān)系電機的額定功率：其中：為電機絕緣材料允許最高溫升為提高電機的額定功率，可以采用的方法有：（1）降低電機的損耗，提高電機的效率；（2）加大空氣流通速度以及散熱面積，提高散熱系數(shù)（3）提高絕緣材料的允許溫度。11.3電動機的額定功率一、電機額定功率與允許溫升的關(guān)系二、電機的絕緣材料與允許溫升絕緣材料是保證電機安全可靠運行的關(guān)鍵。為了保證電機有足夠的使用年限，電機使用時其最熱點的溫度不應(yīng)超過該處所用絕緣材料的允許溫度。

電動機銘牌上所標的額定功率是指電動機在環(huán)境溫度為40℃時，帶額定負載長期連續(xù)工作，溫度逐漸升高趨于穩(wěn)定后，最后溫度可達到絕緣材料的允許溫度。11.3電動機的額定功率二、電機的絕緣材料與允許溫升絕緣材料是保證電機安全可靠運絕緣等級

絕緣材料允許溫度/℃

允許溫升/℃

0AEBFHC棉紗、棉布、天然絲、紙等經(jīng)過油或樹脂處理過的棉紗、棉布、天然絲、紙等用各種有機合成樹脂制成的絕緣膜，如酚醛樹脂、聚脂薄膜等用有機漆作粘劑的云母、石棉和玻璃纖維組合物用環(huán)氧樹脂粘合或浸漬的云母、石棉和玻璃纖維組合物用硅有機樹脂粘合或浸漬的云母、石棉和玻璃纖維組合物天然的云母、石英和玻璃、陶瓷

90105120130155180180以上50658090105140140以上絕緣等級允許溫度及其材料舉例絕緣絕緣材料允許溫度/℃允許溫升/℃0棉紗、棉布、三、電動機的工作方式

1、連續(xù)工作制在恒定負載下電動機連續(xù)長期運行的工作方式。電動機工作時間，溫升可以達到穩(wěn)定溫升。

2、短時工作制電動機的工作時間。電動機工作時間短，其溫升達不到穩(wěn)定溫升，而電動機的停歇時間長，電動機的各部分完全冷卻到周圍介質(zhì)的溫度。

我國短時工作方式的標準工作時間有15min，30min，60min,90min等四種。11.3電動機的額定功率三、電動機的工作方式1、連續(xù)工作制在恒定負載下電動機連3、周期性斷續(xù)工作制在恒定負載下電動機按相同的工作周期運行。每個周期包括工作和停歇交替進行，但時間都比較短。在工作時間，電動機的溫升達不到穩(wěn)定溫升，而在停歇時間，電動機的溫升也降不到零。負載持續(xù)率（又稱暫載率）：每個周期內(nèi)工作時間占的百分比我國規(guī)定標準的負載持續(xù)率有10%、25%、40%和60%四種。11.3電動機的額定功率3、周期性斷續(xù)工作制在恒定負載下電動機按相同的工作周期運四、電動機的額定功率與運行方式1、連續(xù)工作方式下電動機的額定功率連續(xù)工作制下電動機的額定功率等于當穩(wěn)定溫升等于（或接近于）允許溫升時的輸出功率。11.3電動機的額定功率四、電動機的額定功率與運行方式1、連續(xù)工作方式下電動機的額定2、短時工作方式下電動機的額定功率短時工作方式下電動機的額定功率等于當電動機工作結(jié)束時的實際最高溫升等于允許溫升時的輸出功率。11.3電動機的額定功率2、短時工作方式下電動機的額定功率短時工作方式下電動機的3、周期性斷續(xù)工作方式下的電動機的額定功率周期性斷續(xù)工作方式下的電動機在工作一段時間后，溫升將在一個穩(wěn)定的小范圍波動。當電動機實際達到最高溫升等于（或接近于）允許溫升時的輸出功率即為周期性斷續(xù)工作方式下的額定功率。11.3電動機的額定功率3、周期性斷續(xù)工作方式下的電動機的額定功率周期性斷續(xù)工作11.4電動機額定功率的選擇一、電動機額定功率選擇的一般步驟1、計算負載功率，若負載為周期性變動負載，還需要作出負載圖或。2、根據(jù)負載功率，預(yù)選電動機的額定功率及其他。3、校核預(yù)選電動機，包括發(fā)熱溫升校核、過載能力的校核以及起動能力的校核，其中主要是發(fā)熱溫升校核。11.4電動機額定功率的選擇一、電動機額定功率選擇的一般二、負載功率計算電動機的負載，按其負載的大小是否變化可分為兩類。常值負載：在運行中，負載的大小基本是恒定的。變化負載:在運行中，負載的大小變化較大，但在大多數(shù)具有周期性變化的規(guī)律。1、常值負載功率PL的計算1)直線運行的機械負載功率2)旋轉(zhuǎn)運動的生產(chǎn)機械負載功率3)泵類生產(chǎn)機械負載功率4)鼓風機類生產(chǎn)機械負載功率11.4電動機額定功率的選擇二、負載功率計算電動機的負載，按其負載的大小是否變化可分為兩2、變化負載功率PL的計算平均負載功率平均負載轉(zhuǎn)矩變化負載只能求出其平均負載功率PLd或平均負載轉(zhuǎn)矩TLd：為各時間段的負載功率，按常值負載公式計算為各時間段的負載轉(zhuǎn)矩為各段時間，它們之和為一個工作周期，用tL表示。11.4電動機額定功率的選擇2、變化負載功率PL的計算平均負載功率平均負載轉(zhuǎn)矩變化負三、恒定負載時電動機額定功率的選擇1、標準工作時間2、非標準工作時間為折算系數(shù)3、短時工作方式的負載選擇連續(xù)工作方式電動機11.4電動機額定功率的選擇三、恒定負載時電動機額定功率的選擇1、標準工作時間2、非標四、電動機額定功率的選擇的其他方法1、等效電流法2、等效轉(zhuǎn)矩法3、等效轉(zhuǎn)矩法四、電動機額定功率的選擇的其他方法1、等效電流法2、等效轉(zhuǎn)矩前面介紹的選擇電動機功率的基本原理和方法，對各種生產(chǎn)機械普遍適用。但是這些方法在實際應(yīng)用中計算比較復(fù)雜，或者負載圖難以精確地繪制。在工程實踐中，人們總結(jié)出了一些常見生產(chǎn)機械選擇電動機容量的實用方法，即統(tǒng)計法和類比法。4、統(tǒng)計法統(tǒng)計法就是對各種生產(chǎn)機械的拖動電動機進行統(tǒng)計分析，找出電動機容量與生產(chǎn)機械主要參數(shù)之間的關(guān)系，用經(jīng)驗公式作為選擇電動機容量的主要依據(jù)。前面介紹的選擇電動機功率的基本原理和方法，對各5、類比法通過對長期運行考驗的同類生產(chǎn)機械所采用的電動機容量進行調(diào)查，然后對生產(chǎn)機械的主要參數(shù)和工作條件進行類比，從而可確定新的生產(chǎn)機械拖動電動機的容量，這就是所謂的類比法。5、類比法通過對長期運行考驗的同類生產(chǎn)機械所采第六節(jié)三相異步電動機的機械特性第30講三相同步電動機的調(diào)速和電動機的選擇

1、同步電動機調(diào)速

2、電動機的選擇第六節(jié)三相異步電動機的機械特性第30講三相同步電動機的調(diào)速同步電動機直接投入電網(wǎng)運行時，存在失步與起動困難兩大問題，曾制約著同步電動機的應(yīng)用。同步電動機的轉(zhuǎn)速恒等于同步轉(zhuǎn)速，所以同步電動機的調(diào)速只能是變頻調(diào)速。概述同步電動機直接投入電網(wǎng)運行時，存在失步與起動困難兩大問題，曾變頻技術(shù)的發(fā)展與成熟不僅實現(xiàn)了同步電動機的調(diào)速，同時也解決了失步與起動問題，使之不再是限制同步電動機運行的障礙。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，同步電動機調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛。同步電動機調(diào)速可分為自控式和他控式兩種，適用于不同的應(yīng)用場合。概述變頻技術(shù)的發(fā)展與成熟不僅實現(xiàn)了同步電動機的調(diào)速，同時也解決了同步電動機的特點同步電動機的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速恒等于同步轉(zhuǎn)速，機械特性硬同步電動機有隱極與凸極之分。隱極式電機氣隙均勻；凸極式則不均勻，磁極直軸磁阻小，極間交軸磁阻大，兩軸的電感系數(shù)不等，使數(shù)學(xué)模型更復(fù)雜一些。同步電動機的特點同步電動機的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速恒等于同步轉(zhuǎn)速，機械特性同步電動機的特點同步電動機轉(zhuǎn)子有獨立勵磁，在極低的電源頻率下也能運行，同步電動機的調(diào)速范圍比異步電動機更寬。異步電動機要靠加大轉(zhuǎn)差才能提高轉(zhuǎn)矩，而同步電機只須加大功角就能增大轉(zhuǎn)矩，同步電動機比異步電動機對轉(zhuǎn)矩擾動具有更強的承受能力，動態(tài)響應(yīng)快。同步電動機的特點同步電動機轉(zhuǎn)子有獨立勵磁，在極低的電源頻率下同步電動機的分類

同步電動機按勵磁方式分為可控勵磁同步電動機和永磁同步電動機兩種?？煽貏畲磐诫妱訖C在轉(zhuǎn)子側(cè)有獨立的直流勵磁，可以通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的直流勵磁電流，改變輸入功率因數(shù)，可以滯后，也可以超前。永磁同步電動機的轉(zhuǎn)子用永磁材料制成，無需直流勵磁。同步電動機的分類同步電動機按勵磁方式分為可控勵磁同步永磁同步電動機的優(yōu)點采用了永磁材料磁極，磁能積高，體積小、重量輕；轉(zhuǎn)子沒有銅損和鐵損，沒有滑環(huán)和電刷的摩擦損耗，運行效率高；轉(zhuǎn)動慣量小，允許脈沖轉(zhuǎn)矩大，可獲得較高的加速度，動態(tài)性能好；結(jié)構(gòu)緊湊，運行可靠。同步電動機的分類永磁同步電動機的優(yōu)點采用了永磁材料磁極，磁能積高，體積小、重正弦波永磁同步電動機——磁極采用永磁材料，輸入三相正弦波電流時，氣隙磁場為正弦分布，稱作正弦波永磁同步電動機，或簡稱永磁同步電動機縮寫為PMSM。梯形波永磁同步電動機——氣隙磁場呈梯形波分布，性能更接近于直流電動機。梯形波永磁同步電動機構(gòu)成的自控變頻同步電動機又稱作無刷直流電動機，縮寫為BLDM。同步電動機的分類

永磁同步電動機分類正弦波永磁同步電動機——磁極采用永磁材料，輸入三相正弦波電流同步電動機的起動當同步電動機在工頻電源下起動時，定子磁動勢以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，電動機轉(zhuǎn)速具有較大的滯后，不能快速跟上同步轉(zhuǎn)速；在一個周期內(nèi)，電磁轉(zhuǎn)矩的平均值等于零，故同步電動機不能起動。同步電動機中轉(zhuǎn)子有起動繞組，使電動機按異步電動機的方式起動，當轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時再通入勵磁電流牽入同步。同步電動機的起動當同步電動機在工頻電源下起動時，定子磁動勢以同步電動機的調(diào)速同步電動機的轉(zhuǎn)速等于同步轉(zhuǎn)速同步電動機有確定的極對數(shù)同步電動機的調(diào)速只能是改變電源頻率的變頻調(diào)速。同步電動機的調(diào)速同步電動機的轉(zhuǎn)速等于同步轉(zhuǎn)速同步電動機的調(diào)速忽略定子漏阻抗壓降，則定子電壓同步電動機變頻調(diào)速的電壓頻率特性與異步電動機變頻調(diào)速相同?；l以下采用帶定子壓降補償?shù)暮銐侯l比控制方式，基頻以上采用電壓恒定的恒功率弱磁控制方式。同步電動機的調(diào)速忽略定子漏阻抗壓降，則定子電壓同步電動機的調(diào)速同步電動機變頻調(diào)速機械特性基頻以下基頻以上同步電動機的調(diào)速同步電動機變頻調(diào)速機械特性基頻以下基頻以上他控變頻同步電動機調(diào)速系統(tǒng)他控變頻調(diào)速的特點是電源頻率與同步電動機的實際轉(zhuǎn)速無直接的必然聯(lián)系?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可以同時實現(xiàn)多臺同步電動機調(diào)速。沒有從根本上消除失步問題。他控變頻同步電動機調(diào)速系統(tǒng)他控變頻調(diào)速的特點是電源頻率與同步多臺永磁或磁阻同步電動機并聯(lián)接在公共的變頻器上，由統(tǒng)一的頻率給定信號同時調(diào)節(jié)各臺電動機的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)子振蕩和失步問題并未解決。各臺同步電動機的負載不能太大，否則會造成負載大的同步電動機失步，進而使整個調(diào)速系統(tǒng)崩潰。他控變頻同步電動機調(diào)速系統(tǒng)多臺永磁或磁阻同步電動機并聯(lián)接在公共的變頻器上，由統(tǒng)一的頻率多臺同步電動機的恒壓頻比控制調(diào)速系統(tǒng)他控變頻同步電動機調(diào)速系統(tǒng)多臺同步電動機的恒壓頻比控制調(diào)速系統(tǒng)他控變頻同步電動機調(diào)速系自控變頻同步電動機調(diào)速系統(tǒng)他控變頻同步電動機調(diào)速系統(tǒng)變頻器的輸出頻率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速或位置無直接的關(guān)系，若控制不當，仍然會造成失步。根據(jù)轉(zhuǎn)子位置直接控制變頻裝置的輸出電壓或電流的相位，就能從根本上杜絕失步現(xiàn)象，這就是自控變頻同步電動機的初衷。自控變頻同步電動機調(diào)速系統(tǒng)他控變頻同步電動機調(diào)速系統(tǒng)變頻器的自控變頻同步電動機自控變頻同步電動機調(diào)速原理圖UI——逆變器BQ——轉(zhuǎn)子位置檢測器需要兩套可控功率單元，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。自控變頻同步電動機自控變頻同步電動機調(diào)速原理圖需要兩套可控功自控變頻同步電動機在基頻以下調(diào)速時，需要電壓頻率協(xié)調(diào)控制。需要一套直流調(diào)壓裝置，為逆變器提供可調(diào)的直流電源。調(diào)速時改變直流電壓，轉(zhuǎn)速將隨之變化，逆變器的輸出頻率自動跟蹤轉(zhuǎn)速。在表面上只控制了電壓，實際上也自動地控制了頻率，這就是自控變頻同步電動機變壓變頻調(diào)速。自控變頻同步電動機在基頻以下調(diào)速時，需要電壓頻率協(xié)調(diào)控制。自控變頻同步電動機采用PWM逆變器，既完成變頻，又實現(xiàn)調(diào)壓。整流器就可以用不可控整流器，或直接由直流母線供電，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，只需一套可控功率單元。自控變頻同步電動機采用PWM逆變器，既完成變頻，又實現(xiàn)調(diào)壓。自控變頻同步電動機PWM控制的自控變頻同步電動機及調(diào)速原理圖自控變頻同步電動機PWM控制的自控變頻同步電動機及調(diào)速原理圖自控變頻同步電動機從電動機本身看，自控變頻同步電動機是一臺同步電動機，可以是永磁式的，容量大時也可以用勵磁式的。把電動機和逆變器、轉(zhuǎn)子位置檢測器BQ合起來看，如同是一臺直流電動機。從外部看來，改變直流電壓，就可實現(xiàn)調(diào)速，相當于直流電動機的調(diào)壓調(diào)速。自控變頻同步電動機從電動機本身看，自控變頻同步電動機是一臺同自控變頻同步電動機在自控變頻同步電動機中采用的電力電子逆變器和轉(zhuǎn)子位置檢測器就相當于電子式換向器，用靜止的電力電子電路代替了容易產(chǎn)生火花的旋轉(zhuǎn)接觸式換向器，用電子換向取代機械換向。自控變頻同步電動機在自控變頻同步電動機中采用的電力電子逆變器自控變頻同步電動機無換向器電動機——由于采用電子換相取代了機械式的換向器，多用于帶直流勵磁的同步電動機。正弦波永磁自控變頻同步電動機——以正弦波永磁同步電動機為核心，構(gòu)成的自控變頻同步電動機。自控變頻同步電動機無換向器電動機——由于采用電子換相取代了機自控變頻同步電動機梯形波永磁自控變頻同步電動機即無刷直流電動機——以梯形波永磁同步電動機為核心的自控變頻同步電動機，性能更接近于直流電動機。但沒有電刷，故稱無刷直流電動機。盡管在名稱上有區(qū)別，本質(zhì)上都是一樣的，所以統(tǒng)稱作“自控變頻同步電動機”。自控變頻同步電動機梯形波永磁自控變頻同步電動機即無刷直流電動同步電動機矢量控制系統(tǒng)通過坐標變換，把同步電動機等效成直流電動機，再模仿直流電動機的控制方法進行控制。在同步電動機矢量控制系統(tǒng)中，為了準確地定向，需要檢測轉(zhuǎn)子位置。因此，同步電動機矢量控制變頻調(diào)速也可歸屬于自控變頻同步電動機調(diào)速系統(tǒng)。同步電動機矢量控制系統(tǒng)通過坐標變換，把同步電動機等效成直流電正弦波永磁同步電動機矢量控制系統(tǒng)正弦波永磁同步電動機具有定子三相分布繞組和永磁轉(zhuǎn)子，在磁路結(jié)構(gòu)和繞組分布上保證定子繞組中的感應(yīng)電動勢具有正弦波形，外施的定子電壓和電流也應(yīng)為正弦波。永磁同步電動機一般沒有阻尼繞組，轉(zhuǎn)子由永磁體材料構(gòu)成，無勵磁繞組。永磁同步電動機具有幅值恒定、方向隨轉(zhuǎn)子位置變化的轉(zhuǎn)子磁動勢。正弦波永磁同步電動機矢量控制系統(tǒng)正弦波永磁同步電動機具有定子永磁同步電動機物理模型正弦波永磁同步電動機矢量控制系統(tǒng)永磁同步電動機物理模型正弦波永磁同步電動機矢量控制系統(tǒng)假想轉(zhuǎn)子由一般導(dǎo)磁材料構(gòu)成，帶有一個虛擬的勵磁繞組，通以虛擬的勵磁電流，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子磁動勢與永磁同步電動機的轉(zhuǎn)子磁動勢相等。永磁同步電動機可以與一般的電勵磁同步電動機等效，唯一的差別是虛擬勵磁電流恒定。虛擬勵磁繞組等效電感正弦波永磁同步電動機矢量控制系統(tǒng)假想轉(zhuǎn)子由一般導(dǎo)磁材料構(gòu)成，帶有一個虛擬的勵磁繞組，通以虛擬按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的永磁同步電動機矢量控制系統(tǒng)正弦波永磁同步電動機矢量控制系統(tǒng)按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的永磁同步電動機矢量控制系統(tǒng)正弦波永磁同步電動

伺服系統(tǒng)

伺服（Servo）意味著“伺候”和“服從”。廣義的伺服系統(tǒng)是精確地跟蹤或復(fù)現(xiàn)某個給定過程的控制系統(tǒng)，也可稱作隨動系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)伺服（Servo）意味著“伺候”和“服從”。

伺服系統(tǒng)

狹義伺服系統(tǒng)又稱位置隨動系統(tǒng)，其被控制量（輸出量）是負載機械空間位置的線位移或角位移，當位置給定量（輸入量）作任意變化時，系統(tǒng)的主要任務(wù)是使輸出量快速而準確地復(fù)現(xiàn)給定量的變化。伺服系統(tǒng)狹義伺服系統(tǒng)又稱位置隨動系統(tǒng)，其被控制量（輸出量伺服系統(tǒng)的組成伺服系統(tǒng)由伺服電動機、功率驅(qū)動器、控制器和傳感器四大部分組成。除了位置傳感器外，可能還需要電壓、電流和速度傳感器。伺服系統(tǒng)的組成伺服系統(tǒng)由伺服電動機、功率驅(qū)動器、控制器和傳感伺服系統(tǒng)的組成位置伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖A）開環(huán)系統(tǒng)b）半閉環(huán)系統(tǒng)c）全閉環(huán)系統(tǒng)伺服系統(tǒng)的組成位置伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖三環(huán)伺服系統(tǒng)在調(diào)速系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，再設(shè)一個位置環(huán)，形成三環(huán)控制的位置伺服系統(tǒng)。三環(huán)位置伺服系統(tǒng)APR—位置調(diào)節(jié)器ASR—轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ACR—電流調(diào)節(jié)器BQ—光電位置傳感器DSP—數(shù)字轉(zhuǎn)速信號形成環(huán)節(jié)三環(huán)伺服系統(tǒng)在調(diào)速系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，再設(shè)一個位置環(huán)，形成三環(huán)控制

電動機的選擇項目：額定功率、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速、種類及型式等項目的選擇。選擇電動機的原則：（1）滿足生產(chǎn)機械負載的要求；（2）從經(jīng)濟上看應(yīng)該是合理的。所以，確定合適的電動機類型之后，額定功率的選擇就非常重要。功率選的過大，其容量得不到充分利用，電動機經(jīng)常處于輕載運行，效率過低，運行費用高；反之，功率選的過小，長期過載運行，電動機的壽命將縮短，都是不經(jīng)濟的。額定功率的選擇要根據(jù)電動機的發(fā)熱、過載能力和啟動能力三個方面考慮，其中發(fā)熱問題最重要。11.1電動機的一般選擇電動機的選擇項目：額定功率、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速、一、電動機的種類的選擇在滿足生產(chǎn)機械對拖動系統(tǒng)靜態(tài)和動態(tài)特性要求的前提下，對電動機種類選擇要力求結(jié)構(gòu)簡單、運行可行、維護方便、價格低廉。異步電動機：結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護方便和價格低廉。起動和調(diào)速性能差，功率因數(shù)低。同步電動機：可以通過調(diào)節(jié)勵磁電流來調(diào)節(jié)功率因數(shù)，對電網(wǎng)進行無功補償。直流電動機：起動性能和調(diào)速性能優(yōu)異。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，存在換向問題。11.1電動機的一般選擇一、電動機的種類的選擇在滿足生產(chǎn)機械對拖動系統(tǒng)靜態(tài)和動態(tài)（1）凡是不需要調(diào)速的拖動系統(tǒng)，一般考慮采用交流拖動，特別是采用鼠籠式異步電動機拖動。（2）長期工作、不需要調(diào)速、且容量相當大的生產(chǎn)機械，如空氣壓縮機、球磨機等，一般采用同步電動機拖動，因為它能改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。（3）調(diào)速范圍不廣，調(diào)速級數(shù)少，且不需在低速下長期工作，一般采用交流繞線轉(zhuǎn)子異步電動機或變極調(diào)速電動機。（4）調(diào)速范圍寬，調(diào)速平滑性要求較高的場合，一般采用直流電動機拖動，或者采用交流變頻調(diào)速電動機拖動。11.1電動機的一般選擇（1）凡是不需要調(diào)速的拖動系統(tǒng)，一般考慮采用交流拖動，特別是二、電動機工作方式及防護形式的選擇

1、工作方式：按工作制的不同分為連續(xù)工作制、短時工作制和斷續(xù)工作制。2、結(jié)構(gòu)形式：按轉(zhuǎn)軸安裝的位置分為臥式和立式兩種3、防護形式：開啟式、防護式、封閉式和防爆式。（1）開啟式：價格便宜，散熱條件好。但容易浸入灰塵、水汽、油污和鐵屑等。（2）防護式：通風條件較好，可以防止外界物體從上面落入電動機內(nèi)部，可以防滴、防濺、防雨，但不能防止潮氣和灰塵浸入電動機內(nèi)部。11.1電動機的一般選擇二、電動機工作方式及防護形式的選擇1、工作方式：按工作制的（3）封閉式：這種電機又分為自扇冷式、他扇式和密封式三種。前兩種可用于在潮濕、多腐蝕性灰塵、易受風雨侵蝕的環(huán)境中；第三種因為密封，水和潮氣不能侵入電動機中，一般用于浸入水中的機械（如潛水泵電動機）。（4）防爆式：這類電動機應(yīng)用于存在有爆炸危險的環(huán)境。11.1電動機的一般選擇（3）封閉式：這種電機又分為自扇冷式、他扇式和密封式三種。前三、電動機額定電壓的選擇電動機的額定電壓的選擇應(yīng)依據(jù)與電網(wǎng)電壓一致的原則。一般工廠企業(yè)的低壓電網(wǎng)為220V，380V，600V；當電動機的功率較大時且供電電壓為6000V及10000V時，可選用6000V甚至10000V的高壓電動機，直流電動機的額定電壓常用110V或220V；大功率的電動機可提高到600V或800V，甚至1000V。11.1電動機的一般選擇三、電動機額定電壓的選擇電動機的額定電壓的選擇應(yīng)依據(jù)與電網(wǎng)四、電動機額定轉(zhuǎn)速的選擇

電動機的額定轉(zhuǎn)速應(yīng)綜合電動機和生產(chǎn)機械兩方面的各種因素來選擇。（1）對很少起、制動或反轉(zhuǎn)的長期工作制的電動機，應(yīng)從設(shè)備的初期投資、占地面積和維護費用等方面考慮。（2）對經(jīng)常工作于起動、制動以及反轉(zhuǎn)的電動機，但過渡時間對生產(chǎn)率影響不大，主要考慮過渡過程能量損耗最小為條件來選擇電動機額定轉(zhuǎn)速。（3）對于電動機經(jīng)常工作于起動、制動及反轉(zhuǎn)，且過渡過程的持續(xù)時間對生產(chǎn)率影響較大，主要依據(jù)過渡過程時間最短為條件選擇電動機的額定轉(zhuǎn)速。11.1電動機的一般選擇四、電動機額定轉(zhuǎn)速的選擇電動機的額定轉(zhuǎn)速應(yīng)綜合電動機電動機負載運行時，因產(chǎn)生損耗而發(fā)熱。由于電動機內(nèi)部熱量不斷產(chǎn)生，電動機本身的溫度就要升高，最終將超過周圍環(huán)境的溫度，電動機溫度比環(huán)境溫度高出的數(shù)值，稱為電動機的溫升。一旦有了溫升，電動機就要向周圍散熱，溫升越高，散熱越快，當電動機在單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量等于散出去的熱量時，電動機的溫度降不再增加，而保持著一個穩(wěn)定不變的溫升值，稱為穩(wěn)定溫升，此時電動機處于發(fā)熱與散熱的動平衡狀態(tài)。電動機從開始發(fā)熱到熱平衡狀態(tài)的過程稱為發(fā)熱的過渡過程。11.2電動機的發(fā)熱與溫升電動機負載運行時，因產(chǎn)生損耗而發(fā)熱。由于電動機溫升變化規(guī)律可以解釋如下：發(fā)熱開始時，由于溫升小，散發(fā)出去的熱量較少，大部分熱量被電動機吸收，因而溫升增長較快；其后，隨著溫升的增高，散發(fā)的熱量不斷增多，而電動機產(chǎn)生的熱量因負載不變而不變，則電動機吸收的熱量不斷減少，溫升曲線趨于平緩；最后，當發(fā)熱量與散熱量相等時，電動機的溫升不再升高而達到了穩(wěn)定值。11.2電動機的發(fā)熱與溫升溫升變化規(guī)律可以解釋如下：11.2電動機的發(fā)熱與溫升11.3電動機的額定功率一、電機額定功率與允許溫升的關(guān)系電機的額定功率：其中：為電機絕緣材料允許最高溫升為提高電機的額定功率，可以采用的方法有：（1）降低電機的損耗，提高電機的效率；（2）加大空氣流通速度以及散熱面積，提高散熱系數(shù)（3）提高絕緣材料的允許溫度。11.3電動機的額定功率一、電機額定功率與允許溫升的關(guān)系二、電機的絕緣材料與允許溫升絕緣材料是保證電機安全可靠運行的關(guān)鍵。為了保證電機有足夠的使用年限，電機使用時其最熱點的溫度不應(yīng)超過該處所用絕緣材料的允許溫度。

電動機銘牌上所標的額定功率是指電動機在環(huán)境溫度為40℃時，帶額定負載長期連續(xù)工作，溫度逐漸升高趨于穩(wěn)定后，最后溫度可達到絕緣材料的允許溫度。11.3電動機的額定功率二、電機的絕緣材料與允許溫升絕緣材料是保證電機安全可靠運絕緣等級

絕緣材料允許溫度/℃

允許溫升/℃

0AEBFHC棉紗、棉布、天然絲、紙等經(jīng)過油或樹脂處理過的棉紗、棉布、天然絲、紙等用各種有機合成樹脂制成的絕緣膜，如酚醛樹脂、聚脂薄膜等用有機漆作粘劑的云母、石棉和玻璃纖維組合物用環(huán)氧樹脂粘合或浸漬的云母、石棉和玻璃纖維組合物用硅有機樹脂粘合或浸漬的云母、石棉和玻璃纖維組合物天然的云母、石英和玻璃、陶瓷

90105120130155180180以上50658090105140140以上絕緣等級允許溫度及其材料舉例絕緣絕緣材料允許溫度/℃允許溫升/℃0棉紗、棉布、三、電動機的工作方式

1、連續(xù)工作制在恒定負載下電動機連續(xù)長期運行的工作方式。電動機工作時間，溫升可以達到穩(wěn)定溫升。

2、短時工作制電動機的工作時間。電動機工作時間短，其溫升達不到穩(wěn)定溫升，而電動機的停歇時間長，電動機的各部分完全冷卻到周圍介質(zhì)的溫度。

我國短時