電機(jī)應(yīng)該如何選型

一、選擇電動機(jī)結(jié)構(gòu)類型的基本要求
電動機(jī)類型的選擇要從負(fù)載的要求出發(fā),考慮工作條件、負(fù)載性質(zhì)、生產(chǎn)工藝、供電情況等,盡量滿足下述四方面的要求:
（1）機(jī)械特性。由電動機(jī)類型決定的電動機(jī)的機(jī)械特性與工作機(jī)械機(jī)械特性配合要適當(dāng),機(jī)組應(yīng)能穩(wěn)定工作;電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、牽人轉(zhuǎn)矩等性能均能滿足工作機(jī)械的要求。
（2）轉(zhuǎn)速。電動機(jī)的轉(zhuǎn)速滿足工作機(jī)械要求,其最高轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速變化率、穩(wěn)速、調(diào)速、變速等性能均能適應(yīng)工作機(jī)械運(yùn)行要求。
（3）運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。從降低整個(gè)電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的能耗及電動機(jī)的綜合成本來考慮選擇電動機(jī)類型,針對使用情況選擇不同效率水平的電動機(jī)類型。對一些使用時(shí)間很短、年使用時(shí)數(shù)也不高的機(jī)械,電動機(jī)效率低些也不會使總能耗產(chǎn)生較大的變化,所以并不注重電動機(jī)的效率。但另一類年利用小時(shí)較高的機(jī)械,如空調(diào)設(shè)備、循環(huán)泵、冰箱壓縮機(jī)等,就需要選用效率高的電動機(jī),以降低總能耗。（4）價(jià)格低廉。在滿足工作機(jī)械運(yùn)行要求的前提下,盡可能選用結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、造價(jià)低廉的電動機(jī)。

二、電動機(jī)結(jié)構(gòu)形式的選擇
電動機(jī)的安裝方式有臥式和立式兩種。臥式安裝時(shí),電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸處于水平位置;立式安裝時(shí),轉(zhuǎn)軸則為垂直于地面的位置。兩種安裝方式的電動機(jī)使用的軸承不同,多數(shù)情況下采用臥式安裝。
電動機(jī)的工作環(huán)境是由生產(chǎn)機(jī)械的工作環(huán)境決定的。在很多情況下,電動機(jī)工作場所的空氣中含有不同分量的灰塵和水分,有的還含有腐蝕性氣體,甚至含有易燃易爆氣體;有的電動機(jī)則要在水中或其他液體中工作?；覊m會使電動機(jī)繞組黏結(jié)上污垢而妨礙散熱;水分、瓦斯、腐蝕性氣體等會使電動機(jī)的絕緣材料性能退化,甚至?xí)珕适Ы^緣能力;易燃、易爆氣體與電動機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的電火花接觸時(shí),將有發(fā)生燃燒、爆炸的危險(xiǎn)。因此,為了保證電動機(jī)能夠在其工作環(huán)境中長期安全運(yùn)行,必須根據(jù)實(shí)際環(huán)境條件合理地選擇電動機(jī)的防護(hù)方式。電動機(jī)的外殼防護(hù)方式有開啟式、防護(hù)式、封閉式和防爆式幾種。
（1）開啟式。開啟式電動機(jī)的定子兩側(cè)與端蓋上都有很大的通風(fēng)口,其散熱條件好,價(jià)格便宜,但灰塵、水滴、鐵屑等雜物容易從通風(fēng)口進(jìn)入電動機(jī)內(nèi)部, 因此只適用于清潔、干燥的工作環(huán)境。
（2）防護(hù)式。防護(hù)式電動機(jī)在機(jī)座下面有通風(fēng)口,散熱較好,可防止水滴、鐵屑等雜物從與垂直方向成小于45°角的方向落入電動機(jī)內(nèi)部,但不能防止潮氣和灰塵的侵人,因此適用于比較干燥、少塵、無腐蝕性和爆炸性氣體的工作環(huán)境。
（3）封閉式。封閉式電動機(jī)的機(jī)座和端蓋上均無通風(fēng)孔,是完全封閉的。這種電動機(jī)僅靠機(jī)座表面散熱,散熱條件不好。封閉式電動機(jī)又可分為自冷式、自扇冷式、他扇冷式、管道通風(fēng)式及密封式等。對前四種,電動機(jī)外的潮氣、灰塵等不易進(jìn)入其內(nèi)部,因此多用于灰塵多、潮濕、易受風(fēng)雨、有腐蝕性氣體、易引起火災(zāi)等各種較惡劣的工作環(huán)境。密封式電動機(jī)能防止外部的氣體或液體進(jìn)入其內(nèi)部,因此適用于在液體中工作的生產(chǎn)機(jī)械,如潛水泵。
（4）防爆式。防爆式電動機(jī)是在封閉式結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上制成隔爆形式,機(jī)殼有足夠的強(qiáng)度,適用于有易燃、易爆氣體工作環(huán)境,如有瓦斯的煤礦井下、油庫、煤氣站等。

主要內(nèi)容包括:
（1）電動機(jī)的機(jī)械特性應(yīng)與所拖動生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性相匹配。
（2）電動機(jī)的調(diào)速性能（調(diào)速范圍、調(diào)速的平滑性、經(jīng)濟(jì)性）應(yīng)該滿足生產(chǎn)機(jī)械的要求。對調(diào)速性能的要求在很大程度上決定了電動機(jī)的種類、調(diào)速方法及相應(yīng)的控制方法。
（3）電動機(jī)的起動性能應(yīng)滿足生產(chǎn)機(jī)械對電動機(jī)起動性能的要求。電動機(jī)的起動性能主要是起動轉(zhuǎn)矩的大小,同時(shí)還應(yīng)注意電網(wǎng)容量對電動機(jī)起動電流的限制。
（4）電源種類。在滿足性能的前提下,應(yīng)優(yōu)先采用交流電動機(jī)。
（5）經(jīng)濟(jì)性。包括兩方面:一是電動機(jī)及其相關(guān)設(shè)備（如起動設(shè)備、調(diào)速設(shè)備等）的經(jīng)濟(jì)性;二是電動機(jī)拖動系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性,主要是要效率高、節(jié)省電能。
目前,各種形式異步電動機(jī)在我國應(yīng)用非常廣泛,用電量占總發(fā)電量的60%以上,因此提高異步電動機(jī)運(yùn)行效率所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益是巨大的。在選用電動機(jī)時(shí),以上幾個(gè)方面都應(yīng)考慮到并進(jìn)行綜合分析以確定出最終方案。
表3-1給出了電動機(jī)的主要種類、性能特點(diǎn)及典型生產(chǎn)機(jī)械應(yīng)用實(shí)例。需要指出的是,表3-1中的電動機(jī)主要性能及相應(yīng)的典型應(yīng)用基本上是指電動機(jī)本身而言的。隨著電動機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展,交流電動機(jī)拖動系統(tǒng)的運(yùn)行性能越來越高,使得電動機(jī)的一些傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)生了很大變化。例如,原來使用直流電動機(jī)調(diào)速的一些生產(chǎn)機(jī)械,現(xiàn)在已可改用可調(diào)速的交流電動機(jī)系統(tǒng),并具有同樣的調(diào)速性能。
不需要調(diào)速的機(jī)械裝置應(yīng)優(yōu)先選用籠型異步電動機(jī);對于負(fù)載周期性波動的長期工作機(jī)械,宜用繞線型異步電動機(jī);需要補(bǔ)償電網(wǎng)功率因數(shù)及獲得穩(wěn)定的工作速度時(shí),優(yōu)先選用同步電動機(jī);只需要幾種速度,但不要求調(diào)速時(shí),選用多速異步電動機(jī),采用轉(zhuǎn)換開關(guān)等來切換所需要的工作速度;需要大的起動轉(zhuǎn)矩和恒功率調(diào)速的機(jī)械,宜選用直流電動機(jī);對起動、制動和調(diào)速要求較高的機(jī)械,可選用直流電動機(jī)或帶調(diào)速裝置的交流電動機(jī);需要自動伺服控制的情況下,需要選擇伺服電動機(jī);用在車輛電動車和一些精密控制時(shí)一般選用無刷直流電動機(jī);負(fù)載為油田抽油機(jī)時(shí),可采用低1～2擋規(guī)格的永磁同步電動機(jī)替代 Y系列電動機(jī)。

三、電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇
對電動機(jī)本身來說,額定功率相同的電動機(jī),額定轉(zhuǎn)速越高,體積就越小, 造價(jià)就越低,效率也越高。轉(zhuǎn)速較高的異步電濃機(jī),其功率因數(shù)也較高。因此選用額定轉(zhuǎn)速較高的電動機(jī),從電動機(jī)角度看是合理的。但是,如果生產(chǎn)機(jī)械要求的轉(zhuǎn)速較低,那么選用較高轉(zhuǎn)速的電動機(jī)時(shí),就需要增加一套傳動比較高、體積較大的減速傳動裝置。因此,在選擇電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速時(shí),應(yīng)綜合考慮電動機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械兩方面的因素來確定。
（1）對不需要調(diào)速的高、中速生產(chǎn)機(jī)械（如泵、送風(fēng)機(jī)）,可選擇相應(yīng)額定轉(zhuǎn)速的電動機(jī),從而省去減速傳動機(jī)構(gòu)。
（2）對不需要調(diào)速的低速生產(chǎn)機(jī)械（如球磨機(jī)、粉碎機(jī)）,可選用相應(yīng)的低速電動機(jī)或者傳動比較小的減速機(jī)構(gòu)。
（3）對經(jīng)常起動、制動和反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械,選擇額定轉(zhuǎn)速時(shí),應(yīng)主要考慮縮短起動、制動時(shí)間以提高生產(chǎn)率。起動、制動時(shí)間的長短主要取決于電動機(jī)的飛輪矩和額定轉(zhuǎn)速,應(yīng)選擇較小的飛輪矩和額定轉(zhuǎn)速。
（4）對調(diào)速性能要求不高的生產(chǎn)機(jī)械,可選用多速電動機(jī)或額定轉(zhuǎn)速稍高于生產(chǎn)機(jī)械的電動機(jī)配以減速機(jī)構(gòu),也可以采用電氣調(diào)速的電動機(jī)拖動系統(tǒng)。在可能的情況下,應(yīng)優(yōu)先選用電氣調(diào)速方案。
（5）對調(diào)速性能要求較高的生產(chǎn)機(jī)械,應(yīng)使電動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速與生產(chǎn)機(jī)械的最高轉(zhuǎn)速相適應(yīng),直接采用電氣調(diào)速。
電動機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)符合機(jī)械傳動的要求。在市電標(biāo)準(zhǔn)頻率（50Hz）作用下,由于磁極對數(shù)不同,異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有3000、1500、1000、750、600r/min 等五種,由于存在轉(zhuǎn)差率,其實(shí)際轉(zhuǎn)速比同步轉(zhuǎn)速低2%～5%。因此,選擇電動機(jī)轉(zhuǎn)速方法如下:對于不需要調(diào)速的機(jī)械,一般選用與之轉(zhuǎn)速接近的電動機(jī), 這樣電動機(jī)就可以方便地與機(jī)械轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器直接連接;對于不需調(diào)速的低轉(zhuǎn)速的傳動,一般選用稍高轉(zhuǎn)速的電動機(jī),通過減速機(jī)來傳動,但電動機(jī)轉(zhuǎn)速不應(yīng)過高。一般可優(yōu)先選用同步轉(zhuǎn)速1500r/min的電動機(jī),因?yàn)樵谶@個(gè)轉(zhuǎn)速的電動機(jī)適應(yīng)性最好。當(dāng)機(jī)械裝置的輸出轉(zhuǎn)速比較低而電動機(jī)的轉(zhuǎn)速又很高時(shí),就要考慮使用帶減速器的電動機(jī)（馬達(dá)）或者和減速機(jī)配套使用。建議選用進(jìn)口的品牌電動機(jī)及減速機(jī),因?yàn)閲獾募夹g(shù)較好地解決了電動機(jī)、減速機(jī)體積、外形大的問題。進(jìn)口機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,安裝空間小,質(zhì)量好,在這點(diǎn)上有突出的優(yōu)點(diǎn)。對于需要調(diào)速的機(jī)械,電動機(jī)最高轉(zhuǎn)速應(yīng)與機(jī)械最高轉(zhuǎn)速相適應(yīng),可以直接傳動或通過減速機(jī)構(gòu)傳動。另外,也可以考慮使用變頻器來拖動電動機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)速,這樣既節(jié)能,又可以實(shí)現(xiàn)自動伺服控制。
四、電動機(jī)容量的選擇
電動機(jī)容量說明其帶負(fù)載抗過載的能力。一般情況下可以選取比較高的容量,這樣電動機(jī)的抗過載性能會更好些。在其他參數(shù)配套設(shè)備要求的前提下,按拖動機(jī)械設(shè)備功率的1.2倍選擇電動機(jī)功率。
選用電動機(jī)應(yīng)從電源的容量、電壓和水泵的軸功率、轉(zhuǎn)速及傳動方式等條件加以考慮,具體進(jìn)行配套時(shí),可根據(jù)水泵容量來選擇。如功率小于100kW,通常采用一般用途的普通籠型轉(zhuǎn)子異步電動機(jī);如配套功率往100～300kW之間, 可以采用起動性能較好的雙鼠籠型JS及深槽式籠型JC電動機(jī);如配套功率大于300kW,可以采用特別加強(qiáng)絕緣的籠型JSQ和繞線型JRQ電機(jī)。
五、電動機(jī)額定電壓的選擇
電動機(jī)的電壓等級、相數(shù)、頻率都要與供電電源一致。因此,電動機(jī)的額定電壓應(yīng)根據(jù)其運(yùn)行場所的供電電網(wǎng)的電壓等級來確定。
我國的交流供電電源,低壓通常為380V,高壓通常為3、6、10kV。中等功率（約200kW）以下的交流電動機(jī),額定電壓一般為380V;大功率的交流電動機(jī),額定電壓一般為3kV或6kV;額定功率為1000kW以上的電動機(jī),額定電壓可以是10kV。需要說明的是,籠型異步電動機(jī)在采用星一三角降壓起動時(shí), 應(yīng)該選用額定電壓為380V、三角接法的電動機(jī)。
直流電動機(jī)的額定電壓一般為110、220、440V,最常用的電壓等級為220V。直流電動機(jī)一般由單獨(dú)的電源供電,選擇額定電壓時(shí),通?？紤]與供電電源配合即可。