选择电动机

2.2　选择电动机

选择电动机包括选择电动机类型、结构形式、功率、转速和型号。

1. 选择电动机的类型和结构形式

电动机的类型和结构形式应根据电源种类(如直流或交流)、工作条件(如环境、温度等)、工作时间的长短(如连续或间歇)及载荷的性质、大小、启动性能和过载情况等条件来选择。

工业上一般采用三相交流电动机。Y系列三相交流异步电动机由于具有结构简单、价格低廉、维护方便等优点，故其应用最广。当转动惯量和启动力矩较小时，可选用Y系列三相交流异步电动机。在经常启动、制动和反转、间歇或短时工作的场合(如起重机械和冶金设备等)，要求电动机的转动惯量小和过载能力大，因此，应选用起重及冶金用的YZ和YZR系列三相异步电动机。电动机的结构有开启式、防护式、封闭式和防爆式等，可根据工作条件来选择。Y、YZ和YZR系列电动机的技术数据和外形尺寸参见第16章。

2. 确定电动机的转速

同一功率的异步电动机有同步转速3 000 r/min、1 500 r/min、1 000 r/min和750 r/min等几种。一般来说，电动机的同步转速愈高，磁极对数愈少，外廓尺寸愈小，价格愈低；反之，转速愈低，外廓尺寸愈大，价格愈高。当工作机转速高时，选用高速电动机较经济。但若工作机转速较低也选用高速电动机，则此时总传动比增大，会导致传动装置结构复杂，造价较高。所以，在确定电动机转速时，应全面分析。在一般机械中，用得最多的是同步转速为1 500 r/min或1 000 r/min的电动机。

3. 确定电动机的功率和型号

电动机的功率选择是否合适，对电动机的正常工作和经济性都有影响。功率选得过小，不能保证工作机的正常工作或使电动机长期过载而过早损坏；功率选得过大，则电动机价格高，且经常不在满载下运行，电动机效率和功率因数都较低，造成很大的浪费。

电动机功率的确定，主要与其载荷大小、工作时间长短、发热多少有关。对于长期连续工作、载荷较稳定的机械(如连续运输机、鼓风机等)，可根据电动机所需的功率P_d来选择，而不必校验电动机的发热和启动力矩。选择时，应使电动机的额定功率P_e稍大于电动机的所需功率_d，即_e≥_d。对于间歇工作的机械，_e可稍小于_d。

电动机所需的功率按如下方法计算。

若已知工作机的阻力(例如运输带的最大拉力)为F (N)、工作速度(例如运输带的速度)为v(m/s)，则工作机所需的有效功率为

P_w= Fv/1 000　kW 　　　　　　(2-1)

若已知工作机的转矩T (N·m)和转速n(r/min)时，则工作机所需的有效功率为

P_w= Tn/9 550　kW 　　　　　　(2-2)

电动机所需的功率为

P_d= P_w/η　kW 　　　　　　(2-3)

式中：η为传动装置的总效率。η = η₁η₂…η_n　　　　　　(2-4)

式中：η₁，η₂，…，ηn分别为传动装置中每对运动副或传动副(如联轴器、齿轮传动、带传动、链传动和轴承等)的效率。

表2-2给出了常用机械传动和轴承等的效率的概略值。

表2-2　机械传动和轴承等效率的概略值

计算总效率时，要注意以下几点。

(1) 表2-2中所列数值是概略的范围，由于效率与工作条件、加工精度及润滑状况等因素有关，当工作条件差、加工精度低、维护不良时，应取低值；反之，可取高值；当情况不明时，一般取中间值。

(2) 动力每经过一对运动副或传动副，就有一次功率损耗，故计算效率时，都要计入。

(3) 表2-2中的传动效率是指一对传动啮合效率，未计轴承效率。表中轴承的效率均指一对轴承而言。

根据电动机的类型、同步转速和所需功率，参照第16章电动机的技术参数确定电动机的型号和额定功率P_e，记下电动机的型号、额定功率P_e、满载转速n_m、中心高、轴外伸轴径和轴外伸长度，供选择联轴器和计算传动件之用。