附錄

機(jī)電傳動控制系統(tǒng)中

電機(jī)的選擇

1、了解電動機(jī)的發(fā)熱機(jī)理與冷卻方式；2、了解電動機(jī)的種類與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；3、掌握電動機(jī)的選擇（容量、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、安裝形式）；本章要求：本章知識點(diǎn)1、溫升的概念（電機(jī)的溫度與環(huán)境溫度之差）；2、電機(jī)的主要破壞形式（絕緣老化導(dǎo)致相間短路）；3、電機(jī)的工作制。

在做機(jī)電傳動系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)時(shí),我們僅考慮負(fù)載有多大，調(diào)速范圍多寬，以及允許的最小加減速時(shí)間是多少。

具體選擇電動機(jī)時(shí)，我們最起碼要考慮的，即最基本的是：電機(jī)的力矩要能夠克服負(fù)載阻力、電機(jī)不會損壞、滿足速度要求、有一定的使用壽命、力矩、速度要有一定的裕量。選得過?。航?jīng)受不起沖擊負(fù)載、及過載,電機(jī)容易損壞。選得過大：體積大、成本高、電動機(jī)經(jīng)常在輕載下運(yùn)行，效率低。電動機(jī)的選擇主要是轉(zhuǎn)矩和容量的選擇。電機(jī)選擇不合適帶來的后果

7·1電動機(jī)容量選擇的原則：

1、發(fā)熱

必須保證電動機(jī)的實(shí)際最高工作溫度θmax不超過電動機(jī)絕緣允許的最高工作溫度θa。即θmax＜θa

（電機(jī)的壽命與電機(jī)工作溫度有關(guān)，溫度越高，絕緣老化越快而且每超過允許溫度10o，電動機(jī)壽命縮短一半。）2、要有一定的力矩過載能力

（1）、電動機(jī)有一定的熱慣性，短時(shí)過載溫度不會馬上升高把電動機(jī)燒壞，允許電動機(jī)短時(shí)過載運(yùn)行；（2）、工作過程中會出現(xiàn)某些意想不到的因素（例如對負(fù)載估計(jì)有誤差、某些突發(fā)負(fù)載變化，如鑄件加工中碰到的白口點(diǎn)等）。允許過載的大小與過載的持續(xù)時(shí)間長短有關(guān)，并受最大力矩（交流電機(jī)）或最大電流限制（直流電機(jī)）。對于異步電動機(jī)過載能力受Tmax限制

TLmax＜Tmax

一般取0.8Tmax

對于直流電動機(jī)過載能力受Imax限制；

ILmax

＜Imax（直流電動機(jī)的力矩T∝I）。3、啟動能力由于鼠籠式異步電動機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩一般較小，所以，為使電動機(jī)能可靠啟動，必須保證：

TL＜λstTN

λst=Tst/TN

即：TL＜Tst

直流電機(jī)的機(jī)械特性是一條直線，沒有啟動力矩的概念只要最大力矩的概念，換言之，啟動力矩足夠大，僅受制于最大電流Imax

。上述條件是保證電動機(jī)能長期正常工作的必要條件。電動機(jī)容量的選擇方法一般有計(jì)算法、統(tǒng)計(jì)法、類比法。7·2電動機(jī)的發(fā)熱與冷卻過程發(fā)熱的原因：轉(zhuǎn)子、定子的銅耗、鐵芯渦流損耗、機(jī)械損耗等。開始時(shí)電機(jī)的溫度較低，與環(huán)境溫度之差較小，發(fā)熱快散熱慢，電動機(jī)溫度升得快隨著電機(jī)溫度升高，溫差加大，散熱加快，電動機(jī)溫度上升速度減慢，最后達(dá)到發(fā)熱與散熱平衡升溫曲線降溫曲線溫升:電機(jī)溫度與環(huán)境溫度之差.7·3不同工作制下電動機(jī)容量的選擇

1、

恒負(fù)載連續(xù)工作型PN＞PL2、

變負(fù)載連續(xù)工作型根據(jù)等效發(fā)熱理論按（7·2）算出等效電流IdIN＞Id

或按（7·3）算出等效轉(zhuǎn)矩TdTN＞Td

3、短時(shí)工作制（工作時(shí)間10～90min）可根據(jù)短時(shí)工作時(shí)間的長短選擇合適的短時(shí)工作的專用電動機(jī)；或按PN＞PP/K選擇連續(xù)工作制普通電機(jī)（PP——短時(shí)實(shí)際負(fù)載功率；K——短時(shí)過載倍數(shù)，由圖7·6查得）。

4、重復(fù)短時(shí)工作制（工作時(shí)間及停止時(shí)間均較短10min以下）工作特點(diǎn)：工作時(shí)間tp＜(0.3～0.4)Th(Th——發(fā)熱時(shí)間常數(shù))停車時(shí)間t0＜(0.3～0.4)Th′(Th′——散熱時(shí)間常數(shù))根據(jù)暫載率

ε=工作時(shí)間/（工作時(shí)間＋停車時(shí)間）選擇重復(fù)短時(shí)工作制電動機(jī)；或連續(xù)工作型普通電動機(jī)。7·4、電動機(jī)容量選擇的統(tǒng)計(jì)法和類比法

7·5晶閘管供電對電動機(jī)的影響（自學(xué)）

7·6電動機(jī)的種類、電壓、轉(zhuǎn)速、結(jié)構(gòu)形式的選擇一、電機(jī)種類選擇1、不調(diào)速系統(tǒng)一般情況下優(yōu)先選用鼠籠異步電機(jī)；2、調(diào)速系統(tǒng)，一般情況下優(yōu)先選用鼠籠異步電機(jī)變頻調(diào)速；（異步電機(jī)變頻調(diào)速，正取代直流調(diào)速、滑差電機(jī)調(diào)速、繞線電機(jī)調(diào)速）當(dāng)調(diào)速精度要求特別高、響應(yīng)速度特別快時(shí)選用交流伺服電機(jī)；當(dāng)需要急劇制動，或持續(xù)反饋制動，再生能量大的場合，采用直流電機(jī)；（采用變頻調(diào)速容易出現(xiàn)直流母線過壓保護(hù)）二、額定電壓選擇1、

工業(yè)應(yīng)用優(yōu)先選用三相交流380V，盡量少用單相220V，以減小三相電源不平衡；2、

家庭用電機(jī)優(yōu)先選用單相220V（相對安全）三、額定轉(zhuǎn)速選擇

1、

一般情況下優(yōu)先選用極對數(shù)少的高速電機(jī)配合減速器使用。

2、當(dāng)單級減速器速比過大時(shí)，為避免增加減速器的級數(shù)，可考慮采用多極（一般P不大于4）電機(jī)，降低電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速。因?yàn)樵黾右患墱p速，間隙和噪聲明顯增加。例執(zhí)行機(jī)構(gòu)希望轉(zhuǎn)速為350rpm,若采用P=1的電機(jī)同步速3000rpm，減速比i=8.57,減速比過大，需要兩級減速，若P=2或P=3，減速比分別為i=4.28、i=2.86，這兩個(gè)速比均可用一級減速實(shí)現(xiàn)，故可選同步速為1500rpm或1000rpm的電動機(jī)。至于后兩者那個(gè)更合適，當(dāng)輸出轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，就要看減速后兩者的輸出功率與克服負(fù)載所需的功率最接近者最合適。四、結(jié)構(gòu)形式的選擇1、

根據(jù)是否需要防護(hù)，當(dāng)不需要防護(hù)時(shí)，工作環(huán)境好的優(yōu)先選用開啟式電機(jī)（散熱好）；一般的目前多采用封閉式電動機(jī)，我們常見的都是封閉式電動機(jī)；2、

當(dāng)需要防護(hù)的，應(yīng)