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直线电机选型:电机选型的方法和基本原则?

文章出处:未知 浏览次数:发表时间:2021-08-17

1直线电机选型、直流电机

直流电机的优点是可以方便地通过改变电压调节转速,并可以提供较大的转矩直线电机选型。适用于需要频繁调节转速的负载,如钢厂的轧机,矿山的提升机等。但现在随着变频技术的发展,交流电机也可以通过改变频率来实现调节转速。不过虽然变频电机价格比普通电机贵不了多少,但变频器价格在整套设备中占据主要部分,所以直流电机还有一个优点是便宜。

直流电机的缺点在于结构复杂,任何设备只要结构复杂,必然导致故障率增加直线电机选型。直流电机相比于交流电机,除了绕组复杂(励磁绕组、换向极绕组、补偿绕组、电枢绕组),还增加了滑环、电刷和换向器。不仅对制造商的工艺要求高,而且后期维护成本也相对较高。因此直流电机在工业应用中是处在一个逐渐没落但过渡阶段仍有用武之地的尴尬境地。如果用户资金比较充裕的话,建议选择交流电机配变频器的方案,毕竟使用变频器也带来很多好处,这个不细说了。

2直线电机选型、异步电机

异步电机的优点在于结构简单,性能稳定,维护方便,价格便宜。且制造工艺上也是最简单的,曾听车间的老技师说过,装配一台直流电机的所用工时,可以完成差不多功率的两台同步电机或者四台异步电机,由此可见一斑。因此异步电机在工业中得到了最广泛的应用。

异步电机又分为鼠笼型电机和绕线型电机,其区别在于转子。鼠笼型电机转子由金属条制成,铜制或铝制。铝的价格比较低,我国又是铝矿大国,在要求不高的场合应用广泛。但铜的机械性能和导电性能都好于铝,就我所接触的绝大部分都是铜制转子。鼠笼型电机在工艺上解决了断排的问题后,可靠性远远超过绕组型转子的电机。而其缺点在于,金属转子在旋转的定子磁场中切割磁感线获得的转矩较小,且起动电流较大,对起动力矩要求较大的负载难以胜任。尽管增加电机铁心长度可以获得更多的转矩,但力度十分有限。绕线型电机在启动时通过滑环给转子绕组通电,形成转子磁场,与旋转的定子磁场相对运动,因此获得转矩更大。且在启动过程中串联水电阻来降低启动电流,水电阻由成熟的电控装置控制随启动过程改变阻值。适用于轧机、提升机等负载。由于绕线型异步电机相对鼠笼型电机增加了滑环、水电阻等,在整体设备价格上有一定提高。其与直流电机相比,调速范围较为狭窄且转矩相对较小,相应价值也低。

然而异步电机由于给定子绕组通电建立旋转磁场,而绕组属于电感性元件不做功,要从电网中吸收无功功率,对电网冲击很大。直观体验有大功率电感性电器接入电网时,电网电压下降,电灯亮度一下都降低。因此供电局对异步电动机的使用会有所限制,这也是很多工厂必须考虑的地方。部分用电大户如钢厂、铝厂等,选择建立自备电厂,形成自己独立的电网,以减免对异步电动机的使用限制。所以异步电动机如果要满足大功率负载使用,需配备无功功率补偿装置,而同步电动机则可通过励磁装置向电网提供无功功率,功率越大同步电动机的优势就越明显,由此产生了同步电动机的舞台。

3、同步电动机

同步电动机的优点除了过励状态可以补偿无功功率外,还包括1)同步电动机的转速严格遵守n=60f/p,可以精确控制转速;2)运行稳定性高,当电网电压突然下降,其励磁系统一般会强行励磁,保证电动机运行稳定,而异步电动机转矩(与电压平方成正比)则会大幅下降;3)过载能力比相应异步电动机大;4)运行效率高,尤其是低速同步电动机。

同步电动机无法直接启动,需要异步启动或变频启动。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。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。

同步电机是靠励磁电流运行的,如果没有励磁,电机就是异步的。励磁是加在转子上的直流系统,它的旋转速度和极性与定子是一致的,如果励磁出现问题,电动机就会失步,调整不过来,触发保护“励磁故障”电动机跳闸。所以同步电动机缺点之二是需要增加励磁装置,以前是由直流机直接供给,现在大多由可控硅整流供给。还是那句老话,结构越复杂、设备装置越多,故障点就越多,故障率越高。

电动机选择的一般原则是什么?

为了适应各种不同用途,电机厂家生产了不同种类、形式及容量的电动机。在选用电动机时,要充分考虑它们的特性,在仔细研究了被拖动机械的特性后,选择适合负载特性的电动机。  选择电动机的原则是:  (1)根据负载的启动特性及运行特性,选出最适合于这些特性的电动机,满足生产机械工作过程中的各种要求。  (2)选择具有与使用场所的环境相适应的防护方式及冷却方式的电动机,在结构上应能适合电动机所处的环境条件。  (3)计算和确定合适的电动机容量。通常设计制造的电动机,在75%-100%额定负载时,效率最高。因此应使设备需求的容量与被选电动机的容量差值最小,使电动机的功率被充分利用。  (4)选择可靠性高、便于维护的电动机。  (5)考虑到互换性,尽量选择标准电动机。  (6)为使整个系统高效率运行,要综合考虑电机的极数及电压等级。  2、选用电动机的大致步骤可以考虑如下——  (1)根据生产机械性的要求,选择电动机种类。  (2)根据电源情况,选择电动机额定电压。  (3)根据生产机械所要求的转数及传动设备的情况,选择电动机的转数。  (4)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形式。  (5)根据所带负载所需要的功率容量和电动机的运行方式,选择电动机的额定功率。

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