生产机械电动机的选型

电动机是电力拖动系统的核心，为了使电力拖动系统可靠、安全、经济、合理地工作，必须正确地选择电动机。电动机的规格、品种繁多，性能各异，选用电动机时要全面考虑电源的电压、频率、负载及使用的环境等多方面因素，必须与电动机铭牌所规定的相同。

一般选用电动机时应遵循以下原则：

（１）电动机能够完全满足生产机械在机械特性方面的要求。如生产机械所需要的工作速度、调速指标、加速度以及启动、制动时间等。

（２）电动机的容量要选择合理，且要充分利用。

（３）电动机在工作过程中，其功率能被充分利用，即温升应达到国家标准规定的数值。

（４）电动机的结构形式应适合生产机械周围环境的条件。如防止外界灰尘、水滴等物质进入电动机内部；防止绕组绝缘受有害气体的侵蚀；在有爆炸危险的环境中应把电动机的导电部位和有火花的部位封闭起来，不使它们影响外部等。

（５）电动机的电源选择：根据生产机械的要求，选择交流电动机或直流电动机。交流电动机又有笼形转子和绕线转子之分等。电动机的转速要合理选用，只有适合生产机械的转速要求，才能达到既经济又好用的目的。

电动机的选择主要包括以下内容：电动机的额定功率、额定电压、额定转速、种类、结构形式等。其中以电动机额定功率的选择最为重要。

１．电动机额定功率的选择

电动机功率的选择，应根据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。选择时应注意以下两点：

１）如果电动机功率选得过小，就会出现“小马拉大车”现象，造成电动机长期过载，使其绝缘因发热而损坏，甚至电动机被烧毁。

２）如果电动机功率选得过大，就会出现“大马拉小车”现象，其输出机械功率不能得到充分利用，功率因数和效率都不高，不但对用户和电网不利，而且还会造成电能浪费。

因此必须合理地选择电动机的容量。选择电动机的容量必须考虑以下几个要点：

１）所选择的电动机容量应略大于负载所需的功率。

２）电动机的启动转矩必须大于负载所需启动转矩。

３）电源电压下降１０％的情况下，转矩仍满足启动或运行中的需要。

４）考虑到传动装置的效率和负载波动等因素，必须留有一定的裕量。

５）从电动机升温角度考虑，为了不降低电动机的寿命，升温必须在绝缘所限制的范围内。

６）对电动机选用合适的工作制，如连续定额、短时定额、重复短时定额等。

２．电动机额定电压的选择

电动机额定电压要与现场供电电网电压等级相符。否则，若选择的额定电压低于供电电源电压，电动机将由于电流过大而被烧毁；若选择的额定电压高于供电电源电压，电动机有可能因电压过低不能启动，或虽能启动但因启动电流过大而减少其寿命甚至烧毁。中小型交流电动机的额定电压一般为380V ，大型交流电动机的额定电压一般为３kV 、６kV 等。直流电动机的额定电压一般为110V、220V、440V 等，最常用的直流电压等级为220V 。直流电动机一般是由车间交流供电电压经整流器整流后的直流电压供电。选择电动机的额定电压时，要与供电电网的交流电压及不同形式的整流电路相配合。当交流电压为380V 时，若采用晶闸管整流装置直接供电，则电动机的额定电压应选用440V（配合三相桥式整流电路）或160V（配合单相整流电路），电动机采用改进的Z３型。

３．电动机额定转速的选择

电动机额定转速的选择是否恰当，关系到电动机的价格和运行效率，甚至关系到生产机械的生产率。额定功率相同的电动机，额定转速越高，其体积越小，重量越轻，价格也越低。因此，工作在长期工作制的机械，原则上应选用额定转速较高的电动机。但额定转速高，必然导致传动机构的复杂化，实际选用时应作全面权衡。对于经常工作在启动、制动状态下的电动机，应考虑额定转速对启动、制动时间和启动、制动过程中能量损耗的影响。

４．电动机结构形式的选择

电动机的结构形式，按其安装位置的不同，一般分为卧式和立式两种，应根据生产机械的要求来选用卧式电动机或立式电动机。卧式电动机的转轴是水平安装的，立式电动机的转轴是垂直安装的（与地面垂直）。一般情况下应选用卧式的，其价格比立式的便宜，只有为了简化传动装置，又必须垂直运转时，才采用立式电动机（如钻床、立式深井水泵等）。立式电动机和卧式电动机的轴承是不同的，因此不能随便混用。

５．电动机防护形式的选择

电动机的防护形式有许多，应根据电动机工作环境的不同选择防护形式。

（１）开启式。电动机除必要的支承结构外，对于转动及带电部分设有专门的保护。这种电动机价格便宜，通风良好，单位容量的体积小，但无防护装置，只能用于无灰尘、无杂物且干燥的场所。

（２）防护式。电动机机壳内部的转动部分及带电部分有必要的机械保护，以防止意外的接触，但并不明显地妨碍通风。这类电动机分网罩式、防滴式、防溅式３种。它们的通风口处理不同。网罩式的电动机通风口用穿孔的遮盖物遮盖起来，使电动机的转动及带电部分不能与外界接触。防滴式的电动机通风口结构能防止垂直下落的液体或固体直接进入电动机内部，防溅式的电动机通风口结构可防止与垂直方向成100°角范围内任何方向的液体或固体进入电动机内部。这类电动机不防尘、不防潮，可用于干燥、灰尘不多以及没有腐蚀性和爆炸性气体的场所。

（３）封闭式。电动机机壳的结构能够阻止机壳内外空气的自由交换，但并不要求完全的密封，因此它可防止灰尘、铁屑、杂物侵入电动机内部，而且在一定程度上也能防止潮气进入电动机内，可用于尘土飞扬、水沫飞溅、潮湿或含有腐蚀性气体的场所。

（４）防爆式。防爆式电动机具有钢制的特殊外壳，能够承受内部爆炸时产生的压力，阻止气体爆炸传递到电动机外部而引起电动机外部的可燃性气体爆炸，同时能承受电动机外部的压力，可用于有瓦斯或其他有爆炸性气体的场所，如煤矿等类似场所。对于湿热及潜水等电动机还有特殊的防护要求。

６．电动机类型的选择

电动机类型选择的基本原则是：在满足工作机械对于拖动系统要求的前提下，所选电动机应尽可能结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉。因此，在选用电动机种类时，若工作机械对拖动系统无过高要求，则应优先考虑选用交流电动机。异步电动机有笼型和绕线型两种。

在交流电动机中，笼形异步电动机结构最简单，运行最可靠，维护最方便，对启动性能无过高要求的调速系统，应优先考虑使用。

某些工作机械如桥式起重机、电梯、锻压机等，工作中启动、制动比较频繁，既要求提高生产率，又要求电动机具有较大的启动、制动转矩以缩短启动、制动时间，同时还要有一定的调速。对这类工作机械，可考虑选用绕线转子异步电动机。

同步电动机的特点是转速恒定，且功率因数可自由调节，多用于恒速及要求改善功率因数的场合，如连续轧钢机、大型水泵及大型通风机等。近年来，随着交流调速技术的长足发展，同步电动机的应用领域正在迅速扩大；只有在要求大范围内平滑调速或对拖动系统的动态过程有特殊要求的工作机械，如高精度数控机床、可逆轧钢机、龙门刨床及高级造纸机等，才考虑使用直流电动机。由于交流电动机控制技术的进步，直流电动机有逐步被取代的趋势。