歡迎來到山東西子電機科技有限公司官方網站!
西子電機是集合研發-制造-銷售于一體的綜合企業
專業注重高壓電機,三相異步電動機,振動電機等電機的研發/制造/銷售
當前位置:高壓電機 > 高壓電機知识 >
針對電機的不同類型選型步驟
作者:山东西子電機 发布日期:2019-07-25 18:20

  

  
  
針對馬達的不同類型選型步驟
電機選型需要的基本內容有:所驅動的負載類型、額定功率、額定電壓、額定轉速、其他條件。

  一、所驅動的負載類型
  這個得反過來從電機特點說。高壓電機産生是由于電機功率與電壓和電流的乘積成正比,因此低壓電機功率增大到一定程度(如300KW/380V)電流受到導線的允許承受能力的限制就難以做大,或成本過高。需要通過提高電壓實現大功率輸出。電機可以簡單劃分爲直流電機和交流電機,交流又分爲同步電機和異步電機。
  1、直流電機
  直流電機的優點是可以方便地通過改變電壓調節轉速,並可以提供較大的轉矩。適用于需要頻繁(frequency)調節轉速的負載,如鋼廠的軋機,礦山的提升機等。但現在隨著變頻技術的發展,交流電機也可以通過改變頻率來實現調節轉速。不過雖然變頻電機價格比普通電機貴不了多少,但變頻器價格在整套設備中占據主要部分,所以直流電機還有一個優點是便宜。
  直流電機的缺點在于結構複雜,任何設備只要結構複雜,必然導致故障率增加。直流電機相比于交流電機,除了繞組複雜(勵磁繞組、換向極繞組、補償繞組、電樞繞組),還增加了滑環、電刷和換向器。不僅對制造商的工藝要求高,而且後期維護成本也相對較高。因此直流電機在工業應用中是處在一個逐漸沒落但過渡階段仍有用武之地的尴尬境地。如果用戶資金比較充裕的話,建議選擇交流電機配變頻器的方案,畢竟使用變頻器也帶來很多好處,這個不細說了。
  2、異步電機
  異步電機的優點在于結構簡單,性能穩定,維護方便,價格便宜。且制造工藝上也是最簡單的,曾聽車間的老技師說過,裝配一台直流電機的所用工時,可以完成差不多功率的兩台同步電機或者四台異步電機,由此可見一斑。因此異步電機在工業中得到了最廣泛的應用。
  異步電機又分爲鼠籠型電機和繞線型電機,其區別在于轉子。鼠籠型電機轉子由金屬條制成,銅制或鋁制。鋁的價格比較低,我國又是鋁礦大國,在要求不高的場合應用廣泛。但銅的機械性能和導電性能都好于鋁,就我所接觸的絕大部分都是銅制轉子。鼠籠型電機在工藝上解決了斷排的問題後,可靠性遠遠超過繞組型轉子的電機。而其缺點在于,金屬轉子在旋轉的定子磁場中切割磁感線獲得的轉矩較小,且起動電流較大,對起動力矩要求較大的負載難以勝任。盡管增加電機鐵心長度可以獲得更多的轉矩,但力度十分有限。繞線型電機在啓動時通過滑環給轉子繞組通電,形成轉子磁場,與旋轉的定子磁場相對運動,因此獲得轉矩更大。且在啓動過程中串聯水電阻來降低啓動電流,水電阻由成熟的電控裝置控制(control)隨啓動過程改變阻值。適用于軋機、提升機等負載。由于繞線型異步電機相對鼠籠型電機增加了滑環、水電阻等,在整體設備價格上有一定提高。其與直流電機相比,調速範圍較爲狹窄且轉矩相對較小,相應價值也低。
  然而異步電機由于給定子繞組通電建立旋轉磁場,而繞組屬于電感性元件不做功,要從電網中吸收無功功率(指物體在單位時間內所做的功的多少),對電網沖擊很大。直觀體驗有大功率(High-power)電感性電器接入電網時,電網電壓下降,電燈亮度一下都降低。因此供電局對異步電動機的使用會有所限制,這也是很多工廠必須考慮的地方。部分用電大戶如鋼廠、鋁廠等,選擇建立自備電廠,形成自己獨立的電網,以減免對異步電動機的使用限制。所以異步電動機如果要滿足大功率負載使用,需配備無功功率補償裝置,而同步電動機則可通過勵磁裝置向電網提供無功功率,功率越大同步電動機的優勢就越明顯,由此産生了同步電動機的舞台。
  3、同步電動機
  同步電動機的優點除了過勵狀態可以補償無功功率外,還包括1)同步電動機的轉速嚴格遵守n=60f/p,可以精確控制(control)轉速;2)運行穩定性高,當電網電壓突然下降,其勵磁系統一般會強行勵磁,保證電動機運行穩定,而異步電動機轉矩(與電壓平方成正比)則會大幅下降;3)過載能力比相應異步電動機大;4)運行效率高,尤其是低速同步電動機。
  同步电动机无法直接启动,需要异步启动或变频启动。高壓電機指额定电压在1000V以上的电动机。常使用的是6000V和10000V电压,由于国外的电网不同,也有3300V和6600V的电压等级。高壓電機优点是功率大,承受冲击能力强;缺点是惯性大,启动和制动都困难异步启动指同步电动机在转子上装有类似于异步电机笼式绕组的启动绕组,在励磁回路中串接约为励磁绕组电阻值10倍的附加电阻来构成闭合电路,把同步电动机的定子直接接入电网,使之按异步电动机启动,当转速达到亚同步转速(95%)时,再切除附加电阻的启动方式;变频启动不多赘述(zhuìshù)。所以同步电动机缺点之一是需要为启动增加额外的设备装置。
  同步電機是靠勵磁電流運行的,如果沒有勵磁,電機就是異步的。勵磁是加在轉子上的直流系統,它的旋轉速度和極性與定子是一致的,如果勵磁出現問題,電動機就會失步,調整不過來,觸發保護"勵磁故障"電動機跳閘。所以同步電動機缺點之二是需要增加勵磁裝置,以前是由直流機直接供給,現在大多由可控矽整流供給。還是那句老話,結構越複雜、設備裝置越多,故障點就越多,故障率越高。
  (同步電機參考資料:百度文庫>專業資料>工程科技>電力/水利《同步電動機特點》)
  根據同步電機的性能特點,其應用主要在提升機、磨機、風機、壓縮機、軋機、水泵等負載上。
  綜上所述,選擇電動機的原則是電動機性能滿足生産機械要求的前提下,優先選用結構簡單、價格便宜、工作可靠、維護方便的電動機。在這方面交流電動機優于直流電動機,交流異步電動機優于交流同步電動機,鼠籠型異步電動機優于繞線型異步電動機。
負載平穩,對起、制動無特殊要求的連續(Continuity)運行的生産機械,宜優先選用普通鼠籠型異步電動機,其廣泛用于機械、水泵、風機等。
  起動、制動比較頻繁,要求有較大的起動、制動轉矩的生産(Produce)機械,如橋式起重機、礦井提升機、空氣壓縮機(compressor)、不可逆軋鋼機等,應采用繞線式異步電動機。
  無調速要求,需要轉速恒定或要求改善功率(指物體在單位時間內所做的功的多少)因數的場合,應采用同步電動機,例如中、大容量的水泵,空氣壓縮機、提升機、磨機等。
  調速範圍要求在1∶3以上,且需連續穩定平滑調速的生産機械,宜采用他勵直流電動機或用變頻調速的鼠籠式異步電動機或同步電機,例如大型精密機床、龍門刨床、軋鋼機、提升機等。
  要求起動轉距大,機械特性軟的生産機械,使用串勵或複勵直流電動機,例如電車、馬達車、重型起重機等。
  二、額定功率(指物體在單位時間內所做的功的多少)
  電動機的額定功率是指輸出功率,即軸功率,也稱容量大小,是電動機標志性參數。常有人問電機多大的,一般不是指電機的尺寸大小,而是指額定功率。它是量化電動機拖動負載能力的最重要的指標,也是電機選型時必須提供的參數要求。
  (爲額定功率,爲額定電壓,爲額定電流,cosθ爲功率因素,η爲效率)
  正確選擇電動機容量的原則,應在電動機能夠勝任生産(Produce)機械負載要求的前提下,最經濟最合理地決定電動機的功率。若功率選得過大,設備投資增大,造成浪費,且電動機經常欠載運行,效率及交流電動機的功率因數較低;反之,若功率選得過小,電動機將過載運行,造成電動機過早損壞。
  決定電動機主要功率的因素有三個:
  1)電動機的發熱與溫升,這是決定電動機功率的最主要因素;2)允許短時過載能力;3)對異步鼠籠型電動機還要考慮起動能力。
  首先具体人人鲁免费播放视频机械根据其发热、温升及其负载要求,计算并选择负载功率,电动机再根据负载功率、工作制、过载要求预选额定功率。电动机的额定功率预选好后,还要进行发热、过载能力及必要时的起动能力校验。若其中有一项不合格,须重新选择电动机,再进行校核,直到各项都合格为止。因此工作制也是必要提供的要求之一,若无要求则默认按最常规的S1工作制处理;有过载要求的电机也需要提供过载倍数及相应运行时间;异步鼠笼型电机驱动风机(Draught Fan)等大转动惯量负载时,还需要提供负载的转动惯量及起动阻力矩曲线图来校核起动能力。
  以上關于額定功率的選擇是在標准環境溫度爲40℃前提下進行的。若電動機工作的環境溫度發生變化,則必須對電動機的額定功率進行修正。根據理論計算和實踐,在周圍環境溫度不同時,電動機的功率可粗略地按下表相應增減。
  因此氣候惡劣地區還需要提供環境溫度,例如印度,環境溫度就需要按50℃進行校核。此外,高海拔對電機功率也會有影響,海拔越高,電機溫升越大,輸出功率越小。並且高海拔使用的電機還需考慮電暈現象的影響。
  對于目前市場上電動機的功率範圍,謹列舉所掌握的本人所在公司業績表數據以供參考。
  直流电机:ZD9350(磨机) 9350kW
  异步电机:鼠笼型YGF1120-4(高炉风机) 28000kW
  绕线型YRKK1000-6(生料磨机) 7400kW
  同步电机:TWS36000-4(高炉风机) 36000kW(试验机组达到40000kW)
  三、額定電壓
  電動機的額定電壓,是指在額定工作方式下的線電壓。
  電動機的額定電壓的選擇,取決于電力系統對該企業的供電電壓和電動機容量的大小。
  交流电动机电压等级的选择主要依使用场所供电电压等级而定。一般低电压网为380V,故额定电压为380V(Y或△接法)、220/380V(△/Y接法)、380/660V(△/Y接法)3种。低压电机功率增大到一定程度(如300KW/380V),电流(Electron flow)受到导线承受能力的限制就难以做大,或成本过高。需要通过提高电压实现大功率(High-power)输出。 高压电网供电电压一般为为6000V或10000V,国外也有3300
  V、6600V和11000V的电压等级。 高壓電機优点是功率大,承受冲击能力强;缺点是惯性大,启动和制动都困难。
  直流電動機的額定電壓也要與電源電壓相配合。

一般爲110
  V、220V和440V。其中220V爲常用電壓等級,大功率電機可提高到600~1000V。當交流電源爲380V,用三相橋式可控矽整流電路供電時,其直流電動機的額定電壓應選440V,當用三相半波可控矽整流電源供電時,直流電動機的額定電壓應爲220V。
  四、額定轉速
  電動機的額定轉速,是指在額定工作方式下的轉速。
  電動機和由它拖動的工作機械都有各自的額定轉速。在選擇電動機的轉速時,應注意轉速不宜選的過低,因爲電動機額定轉速越低,其級數越多,體積就越大,價格也就越高;同時,電動機的轉速也不宜選的過高,因爲這樣會使傳動機構過于複雜,而且難以維護。
  此外功率一定時,馬達轉矩與轉速成反比。
  所以啓動、制動要求不高者可從設備初始投資、占地面積和維護費用等方面,以幾個不同的額定轉速進行全面比較,最後確定額定轉速;而經常啓動、制動及反轉,但過渡過程持續時間對生産率影響不大者,除考慮初始投資外,主要以過渡過程量損耗最小爲條件來選擇轉速比及電動機額定轉速。例如提升機電機,需要頻繁正反轉且轉矩很大,轉速就很低,電機體積龐大,價格昂貴。
  当电机转速较高时,还需考虑电机的临界转速。电机转子在运转中都会发生振动,转子的振幅随转速的增大而增大,到某一转速时振幅达到最大值(也就是平常所说的共振),超过这一转速后振幅随转速增大逐渐减少,且稳定(解释:稳固安定;没有变动)于某一范围内,这一转子振幅最大的转速称为转子的临界转速。这个转速等于转子的固有频率(frequency)。当转速继续增大,接近2倍固有频率时振幅又会增大,当转速等于2倍固有频率时称为二阶临界转速 ,依次类推有三阶、四阶等临界转速。转子如果在临界转速下运行,会出现剧烈的振动,而且轴的弯曲度明显增大,长时间运行还会造成轴的严重弯曲变形,甚至折断。电机的一阶临界转速一般在1500转/分以上,故而常规低速电机一般不考虑临界转速的影响。反之,对2极高速电机,额定转速接近3000转/分,则需考虑该影响,需避免让电机长期使用在临界转速范围。
  一般來說,提供了驅動的負載類型、電機的額定功率、額定電壓、額定轉速便可以將電機大致確定下來。但如果要最優化地滿足負載要求,這些基本參數就遠遠不夠了。還需要提供的參數包括:頻率,工作制,過載要求,絕緣等級,防護等級,轉動慣量,負載阻力矩曲線,安裝方式,環境溫度,海拔高度,戶外要求等,根據具體情況提供。

  
  
  

  

山东西子電機科技有限公司

人人鲁免费播放视频:山東省聊城市臨清市先鋒辦事處什方院西段路南

人人鲁免费播放视频: 18663505112

人人鲁免费播放视频:企慧咨詢