如何选择电机?只需四个步骤

2023-07-18 14:19:51 536

1.驱动的负载类型


从电动机的特性来看,这是必要的。马达可简单地分为DC马达和交流马达,交流马达可分为同步马达和异步马达。


1、直流电机


DC电机的优点是通过改变电压可以方便地调节转速,并且可以提供更大的转矩。


适用于钢厂轧机、矿山提升机等需要频繁调节转速的负荷。但是,随着变频技术的发展,交流电动机也可以通过改变频率来调节转速。然而,尽管变频电机的价格并不比普通电机贵多少,但变频器的价格在整个设备中占主导地位,因此DC电机的另一个优点是价格便宜。


DC电机的缺点是结构复杂,任何设备只要结构复杂,都不可避免地会导致故障率的增加。


与交流电机相比,DC电机不仅包括复杂的绕组(励磁绕组、换向极绕组、补偿绕组和电枢绕组),还包括滑环、刷子和换向器。不但对厂家的工艺要求较高,而且后期维护成本也比较高。所以在工业应用中,DC电机是一种逐渐衰落但过渡阶段仍然有用的尴尬局面。若用户资金较多,建议选择交流电机配有变频器的方案,毕竟使用变频器也会带来许多好处,这一点就不细说了。


2、异步电机


异步电动机具有结构简单、性能稳定、维修方便、价格低廉等优点。制造过程也是最简单的。我从车间的老技术人员那里听说,组装直流电机的工作时间可以完成两个同步电机或四个功率相近的异步电机,这可以看出。所以异步电动机在工业上应用最为广泛。


异步电动机又分为鼠笼电动机和绕线电动机,其区别在于转子。鼠笼电机转子由金属条、铜或铝制成。铝的价格相对较低,我国又是一个铝矿大国,在要求较低的情况下应用广泛。但是铜的机械性能和导电性都比铝好,我接触到的大部分都是铜转子。在工艺上解决了断排问题之后,鼠笼电机的可靠性远远超过了绕组转子电机。缺点是金属转子在旋转定子磁场中切割磁感应线的扭矩小,起动电流大,难以胜任起动扭矩大的负载。虽然增加电机铁芯的长度可以获得更多的扭矩,但是强度非常有限。在启动过程中,绕线电机通过滑环将转子绕组通电,形成与旋转定子磁场相对运动的转子磁场,从而获得较大的转矩。并且在启动过程中串联水电阻以降低启动电流,水电阻随启动过程而变化,由成熟的电控装置控制。适用于轧机、提升机等负荷。与鼠笼电机相比,绕线异步电机增加了滑环、水电阻等,在整体设备价格上有所提高。与DC电机相比,调速范围较窄,转矩相对较小,相应的价值也较低。


然而,由于给定子绕组通电,异步电机建立了旋转磁场,绕组是一个不工作的电感元件,从电网中吸收无功功率,对电网有很大的影响。当大功率电感电器连接到电网时,电网电压下降,电灯亮度下降。所以供电局会限制异步电机的使用,这也是许多工厂必须考虑的问题。一些大型电力用户,如钢厂、铝厂等,为了减少异步电机的使用限制,选择建立自己的电厂,形成自己独立的电网。因此,如果异步电机想要满足大功率负载的需求,需要配备无功功率补偿装置,而同步电机可以通过励磁装置向电网提供无功功率。功率越大,同步电机的优势越明显,从而产生了同步电机的舞台。


3、同步电动机


除过激状态外,同步电机还具有补偿无功功率的优点,


1)严格遵守同步电机转速n=60f//p,能精确控制转速;


2)运行稳定性高。当电网电压突然下降时,其励磁系统通常会强制励磁,以确保电机的稳定运行,而异步电机的扭矩(与电压平方成正比)会大幅下降;


3)过载能力大于相应的异步电机;


四、运行效率高,特别是低速同步电机。


不能直接启动同步电机,需要异步启动或变频启动。异步启动是指同步电机在转子上安装类似异步电机笼绕组的启动绕组,在励磁电路中串联附加电阻约为励磁绕组电阻值的10倍,形成闭合电路。同步电机的定子直接连接到电网,使其根据异步电机启动。当转速达到亚同步转速(95%)时,再切除附加电阻的启动方式;变频启动就不赘述了。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。


同步电机由励磁电流运行,如果没有励磁,电机就是异步的。励磁是一种添加到转子上的DC系统,其旋转速度和极性与定子一致。如果励磁有问题,电机就会失去步伐,无法调节,触发电机跳闸来保护“励磁故障”。因此,同步电机的第二个缺点是需要增加励磁装置,以前是直接由直流机提供,现在大部分都是由可控硅整流机提供。老话说得好,结构越复杂,设备越多,故障点越多,故障率越高。


根据同步电动机的性能特点,其应用主要包括提升机、磨机、风机、压缩机、轧机、泵等。


综上所述,选择电机的原则是,在满足生产机械性能要求的前提下,优先选择结构简单、价格低廉、工作可靠、维护方便的电机。在这方面,交流电机优于DC电机,交流异步电机优于交流同步电机,鼠笼异步电机优于绕线异步电机。


对于负载稳定、对起动和制动没有特殊要求的连续生产机械,应优先考虑普通鼠笼异步电机,广泛应用于机械、水泵、风机等领域。


起动和制动频繁,需要桥式起重机、矿井提升机、空气压缩机、不可逆轧钢机等具有较大起动和制动扭矩的生产机械。,应采用绕线异步电机。


同步电机,如中大容量水泵、空气压缩机、提升机、磨机等。,应在没有调速要求、转速恒定或功率因数要求提高的情况下使用。


调速范围要求为1∶3.对于需要连续稳定平稳调速的生产机械,建议使用他励DC电机或鼠笼异步电机或变频调速同步电机,如大型精密机床、龙门刨床、轧钢机、电梯等。


使用串励或复励DC电机,如电车、电机车、重型起重机等,需要起动转距大、机械特性软的生产机械。


额定功率


电机额定功率是指输出功率,即轴功率,又称容量大小,是电机的标志性参数。人们经常问马达有多大,一般不是指马达的大小,而是指额定功率。这是量化电机拖动负载能力最重要的指标,也是选择电机时必须提供的参数要求。


(额定功率,额定电压,额定电流,cosθ作为功率因素,η为效率)


在电机能满足生产机械负载要求的前提下,正确选择电机容量的原则,最经济、最合理地决定电机的功率。如果功率选择过大,设备投资增加,造成浪费,电机运行频繁,效率和交流电机功率因数低;相反,如果功率选择过小,电机会过载,导致电机过早损坏。


有三个因素决定了电机的主要功率:


1)电机的加热和温升是决定电机功率的主要因素;


2)允许短期过载能力;


3)还应考虑异步鼠笼电机的启动能力。


首先,具体的生产机械根据其加热、温升和负载要求计算和选择负载功率,然后电机根据负载功率、工作系统和过载要求预选额定功率。电机额定功率预选后,必要时应检查发热、过载能力和启动能力。如果其中一个不合格,则必须重新选择电机,然后进行检查,直至所有项目都合格。因此,工作系统也是必要的要求之一。如无要求,默认情况下按最传统的S1工作系统处理;过载电机还需要提供过载倍数和相应的运行时间;当大转动惯性负载(如异步鼠笼电机驱动风扇)时,还需要提供负载转动惯性和起动阻力矩曲线来检查起动能力。


在标准环境温度为40℃的前提下,选择上述额定功率。如果电机工作环境温度发生变化,则必须对电机的额定功率进行修正。按理论计算


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