電力拖動(dòng)系統中，電動(dòng)機如何選擇？

　　一、電動(dòng)機的發(fā)熱和冷卻

　　1、電動(dòng)機的發(fā)熱過(guò)程

　　電動(dòng)機在運行過(guò)程中， 由于總損耗轉換的熱量不斷產(chǎn)生， 電動(dòng)機溫度升高， 就有了溫升， 電動(dòng)機就要向周?chē)?。溫升越高，散熱越快。當單位時(shí)間發(fā)出的熱量等于散出的熱量時(shí)， 電動(dòng)機溫度不再升高， 而保持一個(gè)穩定不變的溫升， 即處于發(fā)熱與散熱平衡的狀態(tài)。此過(guò)程是升高的熱過(guò)渡過(guò)程， 稱(chēng)為發(fā)熱。

　　由于電動(dòng)機發(fā)熱的具體情況比較復雜， 為了研究分析方便， 假設電動(dòng)機長(cháng)期運行， 負載不變， 總損耗不變， 電動(dòng)機本身各部分溫度均勻， 周?chē)h(huán)境溫度不變。

　　2、電動(dòng)機的冷卻過(guò)程

　　對負載運行的電動(dòng)機， 在溫升穩定以后， 如果使其負載減小或使其停車(chē)， 那么電動(dòng)機內的總損耗及單位時(shí)間的發(fā)熱量 Q 都將隨之減小或不再繼續產(chǎn)生。這樣就使發(fā)熱少于散熱， 破壞了熱平衡狀態(tài)， 電動(dòng)機的溫度下降，溫升降低。

　　在降溫過(guò)程中，隨著(zhù)溫升的降低， 單位時(shí)間散熱量 也減小。當發(fā)熱量等于散熱量時(shí)，電動(dòng)機不再繼續降溫，其溫升又穩定在一個(gè)新的數值上。在停車(chē)時(shí)，溫升將降為零。溫升下降的過(guò)程稱(chēng)為冷卻。

　　二、電動(dòng)機容量的選擇方法

　　選擇電動(dòng)機的容量較為繁瑣，不僅需要一定的理論分析計算， 還需要經(jīng)過(guò)校驗。其基本步驟是：根據生產(chǎn)機械負載提供的負載圖 PL= f （ t ）及溫升曲線(xiàn)τ= f （ t ） ， 并考慮電動(dòng)機的過(guò)載能力， 預選一臺電動(dòng)機， 然后根據負載圖進(jìn)行發(fā)熱校驗， 將校驗結果與預選電動(dòng)機的參數進(jìn)行比較， 若發(fā)現預選電動(dòng)機的容量太大或太小， 再重新選擇， 直到其容量得到充分利用， 最后再校驗其過(guò)載能力與啟動(dòng)轉矩是否滿(mǎn)足要求。

　　三、電動(dòng)機種類(lèi)、型式、電壓、轉速的選擇

　　1、電動(dòng)機種類(lèi)的選擇

　　選擇電動(dòng)機種類(lèi)的原則是在滿(mǎn)足生產(chǎn)機械技術(shù)性能的前提下，優(yōu)先選用結構簡(jiǎn)單、 工作可靠、價(jià)格便宜、 維修方便、 運行經(jīng)濟的電動(dòng)機。從這個(gè)意義上看， 交流電動(dòng)機優(yōu)于直流電動(dòng)機，異步電動(dòng)機優(yōu)于同步電動(dòng)機， 籠型異步電動(dòng)機優(yōu)于繞線(xiàn)轉子異步電動(dòng)機。

　　當生產(chǎn)機械負載平穩， 對啟動(dòng)、 制動(dòng)及調速性能要求不高時(shí)， 應優(yōu)先采用異步電動(dòng)機。例如普通機床、水泵、 風(fēng)機等可選用普通籠型異步電動(dòng)機。像空壓機、 皮帶運輸機等要求電動(dòng)機有較好的啟動(dòng)性能（全球電氣資源www.ourger.com）， 則可選用深槽式或雙籠型異步電動(dòng)機。而像電梯、 橋式起重機一類(lèi)提升機械， 啟、制動(dòng)頻繁， 對電動(dòng)機的啟動(dòng)、制動(dòng)、調速有一定要求時(shí)， 應選用繞線(xiàn)轉子異步電動(dòng)機。對于功率較大而又不需調速的生產(chǎn)機械， 如大功率水泵、 空壓機等， 為了提高電網(wǎng)的功率因數， 可選用同步電動(dòng)機。

　　調速范圍要求不大， 并可由機械變速箱配合的生產(chǎn)機械， 如普通機床、 鍋爐引風(fēng)機等， 可選用多速籠型異步電動(dòng)機。

　　調速范圍要求較大， 且需要平滑調速的生產(chǎn)機械，如軋鋼機、龍門(mén)刨床、大型精密機床、造紙機等， 應選用他勵直流電動(dòng)機或采用變頻調速的籠型異步電動(dòng)機。

　　要求啟動(dòng)轉矩大、機械特性軟的生產(chǎn)機械，如電車(chē)、電機車(chē)、重型起重機、挖掘機、便攜工具等， 一般應選用串勵或復勵直流電動(dòng)機。如有易燃、易爆氣體的礦井等特殊場(chǎng)所， 不能使用直流電動(dòng)機， 而應采用異步電動(dòng)機和同步電動(dòng)機。

　　隨著(zhù)交流變頻調速技術(shù)的發(fā)展， 交流電動(dòng)機的應用將越來(lái)越廣泛， 正逐漸取代直流電動(dòng)機。

　　2、電動(dòng)機電壓等級的選擇

　　交流電動(dòng)機額定電壓的選擇主要按使用場(chǎng)所的供電電壓等級選擇。一般低壓電網(wǎng)為380 V，因此中小型三相異步電動(dòng)機的額定電壓大多為380 V（Y或△形法），220/380 V（△/Y形接法）和380/660 V（△/Y形接法）。單相異步電動(dòng)機的額定電壓多采用220 V， 礦山及鋼鐵企業(yè)的大型設備用大功率電動(dòng)機， 可采用高壓電動(dòng)機， 這樣既減小了電動(dòng)機的體積， 又節約了銅線(xiàn)的用量。

　　直流電動(dòng)機的額定電壓也要與電源電壓相配合。由直流發(fā)電機供電的直流電動(dòng)機額定電壓一般為110 V或220 V。大功率電動(dòng)機可提高到 600～1000 V， 當電網(wǎng)電壓為 380 V， 直流電動(dòng)機由晶閘管整流電路供電時(shí)， 采用三相整流可選額定電壓為 440 V， 單相整流可選額定電壓為160 V或180 V。

　　3、電動(dòng)機額定轉速的選擇

　　電動(dòng)機的額定轉速是根據生產(chǎn)機械傳動(dòng)系統的要求來(lái)選擇的。在一定功率時(shí)， 電動(dòng)機的額定轉速越高，其體積越小， 重量越輕， 價(jià)格越低， 運行的效率越高， 電動(dòng)機的飛輪矩越小， 因此選用高速電動(dòng)機較經(jīng)濟。但是， 若生產(chǎn)機械要求的轉速低， 如果選擇高速電動(dòng)機， 則會(huì )使傳動(dòng)機構復雜。

　　對于經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)、反轉的生產(chǎn)機械， 若過(guò)渡過(guò)程時(shí)間對生產(chǎn)效率有較大影響， 則應以 GD2·nN 為最小來(lái)選擇電動(dòng)機的額定轉速， 如龍門(mén)刨床工作臺拖動(dòng)電動(dòng)機等。若過(guò)渡過(guò)程時(shí)間對生產(chǎn)效率影響不大， 則應以過(guò)渡過(guò)程中能量損耗最小來(lái)選擇電動(dòng)機的額定轉速。

　　4、電動(dòng)機結構形式的選擇

　　電動(dòng)機的結構形式有開(kāi)啟式、防護式、封閉式和防爆式四種。為使電動(dòng)機能正常工作于不同環(huán)境下， 必須根據工作環(huán)境條件來(lái)選擇電動(dòng)機的防護形式， 以保護電動(dòng)機長(cháng)期工作而不被損壞。

　?。?）開(kāi)啟式

　　開(kāi)啟式電動(dòng)機的價(jià)格便宜， 散熱條件最好， 但由于轉子和繞組暴露在空氣中， 容易被水汽、 灰塵、 鐵屑、油污等侵蝕，影響電動(dòng)機的正常工作及使用壽命。因此， 它只能用于干燥、灰塵很少又無(wú)腐蝕性和爆炸性氣體的環(huán)境。

　?。?）防護式

　　防護式電動(dòng)機一般可防止水滴、鐵屑等外界雜物落入電動(dòng)機內部， 但不能防止潮氣及灰塵的侵入。它只適用于較干燥且灰塵不多又無(wú)腐蝕性和爆炸性氣體的工作環(huán)境。這種電動(dòng)機的通風(fēng)散熱條件也較好。

　?。?）封閉式

　　封閉式電動(dòng)機有自冷式、強迫通風(fēng)式和密閉式三種。自冷式電動(dòng)機一般自帶風(fēng)扇， 自冷式和強迫通風(fēng)式電動(dòng)機能防止任何方向的水滴或雜物侵入電動(dòng)機， 潮濕空氣和灰塵也不易侵入， 因此適用于潮濕、多塵、易受風(fēng)雨侵蝕， 有腐蝕性氣體等較惡劣的工作環(huán)境， 應用最普遍。而密閉式電動(dòng)機， 則適用于浸入液體中的生產(chǎn)機械， 如潛水泵等。

　?。?）防爆式

　　防爆式電動(dòng)機是在密封結構的基礎上制成隔爆型、增安型和正壓型等， 適用于有爆炸危險的工作環(huán)境， 如礦井、油庫、煤氣站等場(chǎng)所。

　　此外， 對于濕熱地帶、高海拔地帶及船舶等用電動(dòng)機， 還應選具有特殊防護要求的電動(dòng)機。

　　四、電動(dòng)機的溫升和絕緣

　　電動(dòng)機在負載運行時(shí)， 其內部總損耗轉變?yōu)闊崮苁闺妱?dòng)機溫度升高。而電動(dòng)機中耐熱最差的是絕緣材料，若電動(dòng)機的負載太大， 損耗太大而使溫度超過(guò)絕緣材料允許的限度時(shí)， 絕緣材料的壽命就急劇縮短， 嚴重時(shí)會(huì )使絕緣遭到破壞， 電動(dòng)機冒煙而燒毀。這個(gè)溫度限度稱(chēng)為絕緣材料的允許溫度。由此可見(jiàn)， 絕緣材料的允許溫度就是電動(dòng)機的允許溫度；絕緣材料的壽命就是電動(dòng)機的壽命。