浅谈选择交流异步电动机的方法

浅谈选择交流异步电动机的方法

潘宗英

关键词：选择电动机方法

1引言

各种电动机中应用最广的是交流异步电动机（又称感应电动机）。交流异步电动机使用维护方便、结构简单、价格低廉、运行可靠，但功率因数较低，调速也较困难。大容量低转速的动力机通常用同步电动机。同步电动机不但功率因数高，而且其转速与负载大小无关，只与电网频率有关，工作较稳定。调速范围要求宽的场合多用直流电动机，其结构复杂，有换向器，价格较贵，维护较困难，不太适用恶劣环境，使用受到限制。随着电力电子技术的发展，交流异步电动机的调速技术渐趋成熟，电动机的使用和控制十常方便，能满足许多生产机械运行的要求；电动机的工作效率较高，没有烟尘、气味，噪声也较小，不污染环境。所以在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等方面应用十分广泛。

2选择交流异步电动机的基本原则

为了适应不同生产机械工作的要求，电动机厂家生产了各种类型及容量的电动机。在选用电动机时，要充分考虑它们的特性和生产机械的特性，选择适合生产机械特性的电动机。

2.1根据生产机械的启动特性及运行特性，如速度、调速以及启动、制动等，选择适合这些特性的电动机。

2.2根据生产机械使用场所环境选择在结构上能适应生产机械的电动机。即选择适应使用场所环境的防护方式及冷却方式的电动机。

2.3根据生产机械的功率，计算和确定电动机的额定容量，使电动机的功率能充分利用，防止出现“大马拉小车”的现象，使生产机械需要的功率与被选电动机的功率接近。

2.4尽可能选择可靠性高、使用维护方便的电动机。

2.5还需考虑到互换性，尽量选择标准电动机。

2.6为使整个系统高效运行，要综合考虑电动机的极数及电压等级，使电动机在高效率、低损耗状态下可靠运行。

3选择交流异步电动机的主要步骤

3.1根据生产机械性能的要求，选择电动机的种类。

调速、启动性能要求不高的一般生产机械，如机床、水泵、通风机、家用电器等，应优先采用笼型异步电动机。

要求启动转矩高的生产机械，如空气压缩机、皮带运输机、纺织机等，可采用深槽或双笼型异步电动机。

要求有级调速的生产机械，如某些机床，可采用双速、三速或四速等多速笼型异步电动机。

启动、制动频繁且启动转矩较大，并要求有一定调速的生产机械，如起重机、提升机等，可采用绕线式异步电动机。

3.2根据电动机和生产机械安装的位置和场所环境，选择电动机的结构和防护型式，

电动机的安装型式有卧式和立式两种。一般情况下用卧式，特殊情况用立式。

根据电动机和生产机械安装的位置和使用场所环境，选择电动机的防护型式。

干燥和清洁的工作环境选用开启式电动机；灰尘不多、较为干燥、无腐蚀性的场所选用防护式电动机；潮湿、灰尘多、易受风雨侵蚀、易引起火灾、有腐蚀性气体选用自扇冷式和强迫通风式两种型式的电动机；水或油等液体中工作的生产机械选用密闭式电动机；易燃、易爆气体或粉尘的危险环境选用防爆式电动机，如石油、化工、煤矿、油库、煤气站、纺织、粮库等场所。

此外，在选择电动机的防护型式时还应考虑：若在湿热带地区使用，选用TH型湿热带用电动机；在干热带地区使用，选用TA型干热带用电动机；在高海拔地区使用，选用高原型电动机；在船舶和舰艇上使用，尽可能采用有特殊结构和防护要求的船用或舰用电动机；空气中经常有腐蚀性气体的地点使用，尽量选用化工防腐型电动机或管道通风式电动机动，也可加强对场所通风的情况下，选用封闭式或防护式电动机。

3.3根据电源的情况，选择电动机额定电压。

根据电力系统对企业的供电电压和生产机械功率大小及电动机的功率大小选择电动机额定电压。

一般工厂企业低压电网为380V。中小型异步电动机都是低压，额定电压为380/220V（Y/△接法），或220/380V（△/Y接法）及380/660V（△/Y接法）三种。

高压电动机，额定电压为3000V、6000V甚至达10000V。

一般情况下，电动机额定功率＜100kW，选用380V；＜200kW，选用380V或3000V；≥200kW，选用6000V；＞1000kW，选用10kV。

3.4根据生产机械的转速以及传动设备的情况，选择电动机额定转速。

根据生产机械要求的转速及传动设备，选择电动机的额定转速。在确定电动机额定转速时还应考虑机械减速机构的传动比值，两者相互配合并经过技术与经济的全面比较才能确定。

3.4.1不需经常启动、制动或反转的生产机械，选用额定转速的连续工作制电动机。

3.4.2经常启动、制动和反转的生产机械，选用较小飞轮矩和额定转速的电动机。

3.4.3调速性能要求不高的生产机械，选用多速电动机或者额定转速稍高于生产机械的电动机配以减速机构，也可选用电气调速的电动机。

3.4.4调速性能要求较高的生产机械，应使电动机的最高转速与生产机械的最高转速相适应，选用电气调速。

3.5根据生产机械所需要的功率和电动机的运行方式，决定电动机的额定功率。

选择电动机的过程中额定容量的选择极为重要，应根据生产机械的功率和工作方式，经济、合理地选择电动机的额定容量。

3.5.1电动机工作方式

连续工作制：指电动机带额定负载运行时，连续运行时间很长的工作方式。连续工作制的电动机使用很广泛，一般在铭牌上标注S1或不标明工作制。如水泵，风机等。

短时工作制：指电动机带额定负载运行时，运行时间很短，停机时间很长的工作方式。短时工作制的电动机在铭牌上标注S2，我国的短时工作制电动机的运行时间有15min，30min，60min，90min四种定额。如：水闸闸门，车床等夹紧装置等。

断续周期工作制：指电动机带额定负载运行时，运行时间很短，停止时间也很短，工作周期小于10min的工作方式。断续周期工作制的电动机在铭牌上标注S3。要求频繁启动、制动的电动机常采用断续周期工作制电动机，如拖动电梯、起重机的电动机等。

3.5.2电动机额定功率（容量）的选择步骤

3.5.2.1计算负载功率PL；

(1)连续工作制电动机额定功率的选择

1)恒定负载下电动机额定功率的选择

根据负载的功率，在产品目录中选一台额定功率等于或略大于，且转速合适的电动机即可。

2)周期性变化负载下电动机额定功率的选择

电动机在变动负载下运行，其输出的功率不断地变化，电动机内部的损耗及温升也在不断地变化。如按最大负载功率选择电动机功率，电动机将不能充分利用；而按最小负载功率选择电动机功率，电动机要过载，会引起电动机温升过高。因此，变化负载下电动机额定功率的选择应首先预选电动机额定功率，其次校验电动机额定功率，再修正电动机额定功率，最后校验电动机过载能力和启动能力。

(2)短时工作制下电动机功率的选择

1)直接选用短时工作制电动机

生产机械的工作时间接近15min、30min、60min、90min标准时间时，可以按生产机械的功率、工作时间及转速的要求，直接在产品目录上选短时工作制电动机。

2)选用连续工作制电动机

由于生产机械的工作时间接近短时工作制电动机的标准时间较少，实践中常选用连续工作制的电动机来代替短时工作制的电动机工作。

连续工作制的电动机在短时工作时间内，电动机过载运行所达到的温升恰好等于电动机所允许的最高温升。因此按过载能力来选择连续工作制电动机的功率，但需效验其启动能力。

(3)断续周期工作制下电动机功率的选择

断续周期工作制下电动机的标准负载持续率有15%、25%、40%、60%四种。同一台电动机，在不同负载持续率下，其额定输出功率和额定转矩不同，负载持续率越小，额定功率和额定转矩就越大，即P15%>P25%>P40%>P60%，过载能力越低。

根据生产机械的负载持续率来预选电动机的功率，同时要进行发热和过载能力校验。当生产机械的负载持续率与电动机的标准负载持续率相同时，直接按照产品目录选择合适的电动机；当生产机械的负载持续率小于10%时，选用短时工作制电动机；当生产机械的负载持续率大于60%时，选用连续工作制电动机。

3.5.2.2预选电动机的额定功率PN；

根据生产机械的工作方式及功率PL预选电动机的额定功率PN。按PL选电动机，使PN≥PL。

3.5.2.3进行发热、过载能力和启动能力校验，直至合格为止。

发热条件应满足

过载能力应满足

异步电动机应满足

鼠笼异步电动机还应校验起动能力，其起动能力应满足要求。

3.6综合以上因素，根据制造厂的产品目录，选择一台合适的电动机。

4结束语

对于所选电动机的类型应能满足生产机械的性质、工作制、转速、起动特性、制动要求、过载能力及调速特性等要求；所选电动机的结构型式、电压等级、防护形式和冷却方式应满足生产机械安装与使用环境的要求，确保电动机能够长期、可靠、安全地运行。

参考文献：

[1]衣锡三.泵站电机容量选样及功率损耗.山东水利科技1995.6.

[2]刘莲莲.电动机实用安全技术.北京:中国标准出版社

[3]周希章主编.《高级(技师)电工实用手册》.金盾出版社

[4]王如桂编著.《实用电工检测170例》.人民邮电出版社

[5]曲素荣主编.《电机及电力拖动》.西安交通大学出版社