电动机容量的选取方法

摘 要：电动机作为电力拖动系统核心设备，其容量的选择不仅关系到电力拖动系统运行的稳定性，还有经济性问题。合理地对电动机容量进行选取对于工矿企业的安全生产和正常运行具有重要意义。本文介绍了电动机几种主要工作制并给出了该工作制下电动机容量选取方法。

关键词：电动机；容量；选取

0 引言

电动机作为电力拖动系统核心设备，其容量的选择不仅关系到电力拖动系统运行的稳定性，还有经济性问题。在选择电动机容量时，通常要考虑电动机的发热、允许的过载能力、电动机的起动能力这三方面因素。一通常发热问题是主要的矛盾。由于电动机运转过程是能量转换的 过程，在运行中电动机内部存在着各种损耗，使电动机的温度不断升高，如升高后的温度超过绕组绝缘材料的最高允许温度，则会影响其绝缘性能，甚至导致电动机被烧坏。另一方面电动机是带动负载的，应按照生产机械所需要的功率来选择，尽量使电动机在额定负载下运行，既不可过大也不可过小。合理地对电动机容量进行选取对于工矿企业的安全生产和正常运行具有重要意义。

1 连续工作制电动机容量的选择

连续工作制电动机的负载可分为两类，即恒定负载与变动负载（大多数情况属于周期性变化负载）。

1.1 恒定负载下电动机容量的选择

恒定负载是指在长期运行过程中，电动机处于连续工作状态，负载大小恒定或基本恒定不变，工作时能达到稳定温升。这种生产机械所用的电动机容量在选择上极其简单。只需要选择一台转速适合的电动机，其额定容量需等于或者略大于负载容量即可。

1.2 周期性变化负载下对电动机容量的选择

在电动机拖动周期性变化负载连续工作时，其输出功率也会按一定规律变化，当这类生产机械被电动机拖动工作时，由于其负载工作的周期性变化，温升肯定也会随着负载的周期性变化而产生不断地波动，温升波动的最大值也必定也会低于或对应于最大负载时稳定的温升，也会高于或对应于最小负载时稳定的温升。此时，如果我们根据最大负载来选择电动机必然是不经济的；而此时我们如果根据最小负载来选择电动机，温升将会超出允许温升。所以，我们如果想使电动机得到充分利用，就要选择电动机容量应在最大负载与最小负载之间使电动机温升不会超出允许的温升范围。在具体工程的实践当中，通常应用下述方法来选择电动机容量。

（1）等效电流法。等效电流法基本的工作原理是：通过不变的一个电动来等效实际变动的负载电流，使其在同一周期内所产生的热量能够相等。如果我们假设电动机铁损与其电阻R始终不变，产生的损耗只是与电流平方形成正比，由此可得。此式当中：Idx为不变电流，tn为对应于负载电流为In时的工作时间。当求出结果Idx以后，所选用的电动机额定电流IN也将大于或者等于Idx。

（2）等效转矩法。在选择电动机容量时，如果其转矩与电流成比例，且铁损耗及电阻为常数，他励直流电动机的励磁磁通不变或异步电动机的cosφ2及气隙磁通也不变时，则可以用等效转矩法求出。所选择的电动机其额定转矩TN必须要大于或者等于等效转矩Tdx，但是，此时可以先求得出所用转矩表示的负载图。

（3）等效功率法。等效功率法是当转速n基本不变的基础条件下，由等效转矩法推导出来的，显然等效功率应为。必须选择额定功率PN大于或者等于Pdx的电动机。此时需注意的是，应用等效功率法对电动机容量进行选择时，还要按照最大负载来校验电动机的过载能力，看是否与要求相符。

2 短时工作制电动机容量的选择

2.1 直接选用短时工作制的电动机

这时可以按照生产机械的功率、工作时间和转速选取合适的电动机。如若短时负载为变动的，则也可通过等效法来选择电动机，此时等效电流为。此式当中，I1是起动电流；In是制动电流；t1是起动时间；tn是制动时间；t0是停转时间；α和β是考虑对自扇冷式电动机起动时、制动时以及停转期间由于散热条件变差所应用的系数，对于对异步电动机α=0.5，β=0.25。在应用等效法选择电动机容量时，必须对所选用的电动机进行过载能力的校验。

2.2 周期性断续工作时电动机的选择

如果未有适合的短时工作制电动机，则可以选择周期性断续工作制的电动机。其短时工作时间与暂载率的换算关系可以近似认为30min工作时间相当于15%的暂载率；60 min工作时间相当于25%的暂载率；90 min工作时间相当于40%的暂载率。

3 如何选择断续周期工作制电动机

如何选择断续周期工作制电动机，我们可以根据生产机械的暂载率、功率及转速从产品目录中直接选取，但由于我国相关标准当中规定了电动机的标准载率只有四种，很多生产机械的暂载率与标准暂载率相差甚远的情况，这时可按下式进行计算，先求出生产机械的暂载率FCx和功率Px，其中。再换算为标准暂载率FC时的功率。 选择的标准暂载率FC应接近生产机械的暂载率FCx。当FCx<10%的时候，可以选择应用短时工作制的电动机；当FCx>60%的时候，可以选择应用连续工作制的电动机。

4 结语

电动机作为电力拖动系统核心设备，其容量的选择不仅关系到电力拖动系統运行的稳定性，还有经济性问题。本文介绍了电动机几种主要工作制并给出了该工作制下电动机容量选取方法，合理地对电动机容量进行选取对于工矿企业的安全生产和正常运行具有重要意义。

参考文献：

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[2]张卫.电机、变压器的修理与维护[M].北京：机械工业出版社，2011.

[3]张雪丹，刘延武，葛长尧，李长玉.利用补偿电容增加配电系统自启动电动机容量[J]. 油气田地面工程，2008.

作者简介：杨勇（1971—），男，吉林长春人，硕士研究生，讲师，主要研究方向：电机及电机控制。