西安泰富西瑪電機有限公司生產(chǎn)、銷(xiāo)售、維修:高壓電機、高效節能電機、交流電機、直流電機等系列產(chǎn)品及配套控制設備。

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內容簡(jiǎn)介:西安泰富西瑪電機可以簡(jiǎn)單劃分為直流電機和交流電機,交流又分為同步電機和異步電機。關(guān)于西安泰富西瑪電機選型需要的基本內容有:所驅動(dòng)的負載類(lèi)型、額定功率、額定電壓、額定轉速、其他條件。
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一、電機所驅動(dòng)的負載類(lèi)型


這個(gè)得反過(guò)來(lái)從電機特點(diǎn)說(shuō)。西安泰富西瑪電機可以簡(jiǎn)單劃分為直流電機和交流電機,交流又分為同步電機和異步電機。

1、直流電機

直流電機的優(yōu)點(diǎn)是可以方便地通過(guò)改變電壓調節轉速,并可以提供較大的轉矩。適用于需要頻繁調節轉速的負載,如鋼廠(chǎng)的軋機,礦山的提升機等。但現在隨著(zhù)變頻技術(shù)的發(fā)展,交流電機也可以通過(guò)改變頻率來(lái)實(shí)現調節轉速。不過(guò)雖然變頻電機價(jià)格比普通電機貴不了多少,但變頻器價(jià)格在整套設備中占據主要部分,所以直流電機還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是便宜。

直流電機的缺點(diǎn)在于結構復雜,任何設備只要結構復雜,必然導致故障率增加。直流電機相比于交流電機,除了繞組復雜(勵磁繞組、換向極繞組、補償繞組、電樞繞組),還增加了滑環(huán)、電刷和換向器。

不僅對西安泰富西瑪電機的制造工藝要求高,而且后期維護成本也相對較高。因此直流電機在工業(yè)應用中是處在一個(gè)逐漸沒(méi)落但過(guò)渡階段仍有用武之地的尷尬境地。如果用戶(hù)資金比較充裕的話(huà),建議選擇交流電機配變頻器的方案,畢竟使用變頻器也帶來(lái)很多好處,這個(gè)不細說(shuō)了。

2、異步電機

異步電機的優(yōu)點(diǎn)在于結構簡(jiǎn)單,性能穩定,維護方便,價(jià)格便宜。且制造工藝上也是最簡(jiǎn)單的,曾聽(tīng)車(chē)間的老技師說(shuō)過(guò),裝配一臺直流電機的所用工時(shí),可以完成差不多功率的兩臺同步電機或者四臺異步電機,由此可見(jiàn)一斑。因此異步電機在工業(yè)中得到了最廣泛的應用。

異步電機又分為鼠籠型電機和繞線(xiàn)型電機,其區別在于轉子。鼠籠型電機轉子由金屬條制成,銅制或鋁制。鋁的價(jià)格比較低,我國又是鋁礦大國,在要求不高的場(chǎng)合應用廣泛。但銅的機械性能和導電性能都好于鋁,就我所接觸的絕大部分都是銅制轉子。鼠籠型電機在工藝上解決了斷排的問(wèn)題后,可靠性遠遠超過(guò)繞組型轉子的電機。

而其缺點(diǎn)在于,金屬轉子在旋轉的定子磁場(chǎng)中切割磁感線(xiàn)獲得的轉矩較小,且起動(dòng)電流較大,對起動(dòng)力矩要求較大的負載難以勝任。盡管增加電機鐵心長(cháng)度可以獲得更多的轉矩,但力度十分有限。

繞線(xiàn)型電機在啟動(dòng)時(shí)通過(guò)滑環(huán)給轉子繞組通電,形成轉子磁場(chǎng),與旋轉的定子磁場(chǎng)相對運動(dòng),因此獲得轉矩更大。且在啟動(dòng)過(guò)程中串聯(lián)水電阻來(lái)降低啟動(dòng)電流,水電阻由成熟的電控裝置控制隨啟動(dòng)過(guò)程改變阻值。

適用于軋機、提升機等負載。由于繞線(xiàn)型異步電機相對鼠籠型電機增加了滑環(huán)、水電阻等,在整體設備價(jià)格上有一定提高。其與直流電機相比,調速范圍較為狹窄且轉矩相對較小,相應價(jià)值也低。

然而異步電機由于給定子繞組通電建立旋轉磁場(chǎng),而繞組屬于電感性元件不做功,要從電網(wǎng)中吸收無(wú)功功率,對電網(wǎng)沖擊很大。直觀(guān)體驗有大功率電感性電器接入電網(wǎng)時(shí),電網(wǎng)電壓下降,電燈亮度一下都降低。

因此供電局對異步電機的使用會(huì )有所限制,這也是很多工廠(chǎng)必須考慮的地方。部分用電大戶(hù)如鋼廠(chǎng)、鋁廠(chǎng)等,選擇建立自備電廠(chǎng),形成自己獨立的電網(wǎng),以減免對異步電機的使用限制。所以異步電機如果要滿(mǎn)足大功率負載使用,需配備無(wú)功功率補償裝置,而同步電機則可通過(guò)勵磁裝置向電網(wǎng)提供無(wú)功功率,功率越大同步電機的優(yōu)勢就越明顯,由此產(chǎn)生了同步電機的舞臺。

3、同步電機

同步電機的優(yōu)點(diǎn)除了過(guò)勵狀態(tài)可以補償無(wú)功功率外,還包括:

1)同步電機的轉速?lài)栏褡袷豱=60f/p,可以精確控制轉速;

2)運行穩定性高,當電網(wǎng)電壓突然下降,其勵磁系統一般會(huì )強行勵磁,保證電機運行穩定,而異步電機轉矩(與電壓平方成正比)則會(huì )大幅下降;

3)過(guò)載能力比相應異步電機大;

4)運行效率高,尤其是低速同步電機。

同步電機無(wú)法直接啟動(dòng),需要異步啟動(dòng)或變頻啟動(dòng)。異步啟動(dòng)指同步電機在轉子上裝有類(lèi)似于異步電機籠式繞組的啟動(dòng)繞組,在勵磁回路中串接約為勵磁繞組電阻值10倍的附加電阻來(lái)構成閉合電路,把同步電機的定子直接接入電網(wǎng),使之按異步電機啟動(dòng),當轉速達到亞同步轉速(95%)時(shí),再切除附加電阻的啟動(dòng)方式;變頻啟動(dòng)不多贅述。所以同步電機缺點(diǎn)之一是需要為啟動(dòng)增加額外的設備裝置。

同步電機是靠勵磁電流運行的,如果沒(méi)有勵磁,西安泰富西瑪電機就是異步的。勵磁是加在轉子上的直流系統,它的旋轉速度和極性與定子是一致的,如果勵磁出現問(wèn)題,電機就會(huì )失步,調整不過(guò)來(lái),觸發(fā)保護“勵磁故障”電機跳閘。

所以同步電機缺點(diǎn)之二是需要增加勵磁裝置,以前是由直流機直接供給,現在大多由可控硅整流供給。還是那句老話(huà),結構越復雜、設備裝置越多,故障點(diǎn)就越多,故障率越高。

根據同步電機的性能特點(diǎn),其應用主要在提升機、磨機、風(fēng)機、壓縮機、軋機、水泵等負載上。

綜上所述,選擇西安泰富西瑪電機的原則是電機性能滿(mǎn)足生產(chǎn)機械要求的前提下,優(yōu)先選用結構簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、工作可靠、維護方便的電機。在這方面交流電機優(yōu)于直流電機,交流異步電機優(yōu)于交流同步電機,鼠籠型異步電機優(yōu)于繞線(xiàn)型異步電機。

負載平穩,對起、制動(dòng)無(wú)特殊要求的連續運行的生產(chǎn)機械,宜優(yōu)先選用普通鼠籠型異步電機,其廣泛用于機械、水泵、風(fēng)機等。

起動(dòng)、制動(dòng)比較頻繁,要求有較大的起動(dòng)、制動(dòng)轉矩的生產(chǎn)機械,如橋式起重機、礦井提升機、空氣壓縮機、不可逆軋鋼機等,應采用繞線(xiàn)式異步電機。

無(wú)調速要求,需要轉速恒定或要求改善功率因數的場(chǎng)合,應采用同步電機,例如中、大容量的水泵,空氣壓縮機、提升機、磨機等。

調速范圍要求在1∶3以上,且需連續穩定平滑調速的生產(chǎn)機械,宜采用他勵直流電機或用變頻調速的鼠籠式異步電機或同步電機,例如大型精密機床、龍門(mén)刨床、軋鋼機、提升機等。

要求起動(dòng)轉距大,機械特性軟的生產(chǎn)機械,使用串勵或復勵直流電機,例如電車(chē)、電機車(chē)、重型起重機等。

二、電機的額定功率


西安泰富西瑪電機的額定功率是指輸出功率,即軸功率,也稱(chēng)容量大小,是電機標志性參數。常有人問(wèn)電機多大的,一般不是指電機的尺寸大小,而是指額定功率。它是量化電機拖動(dòng)負載能力的最重要的指標,也是電機選型時(shí)必須提供的參數要求。

(為額定功率,為額定電壓,為額定電流,cosθ為功率因素,η為效率)

正確選擇電機容量的原則,應在電機能夠勝任生產(chǎn)機械負載要求的前提下,最經(jīng)濟最合理地決定電機的功率。若功率選得過(guò)大,設備投資增大,造成浪費,且電機經(jīng)常欠載運行,效率及交流電機的功率因數較低;反之,若功率選得過(guò)小,電機將過(guò)載運行,造成電機過(guò)早損壞。

決定西瑪電機主要功率的因素有三個(gè):

1)電機的發(fā)熱與溫升,這是決定電機功率的最主要因素;

2)允許短時(shí)過(guò)載能力;

3)對異步鼠籠型電機還要考慮起動(dòng)能力。

首先具體生產(chǎn)機械根據西安泰富西瑪電機其發(fā)熱、溫升及其負載要求,計算并選擇負載功率,電機再根據負載功率、工作制、過(guò)載要求預選額定功率。電機的額定功率預選好后,還要進(jìn)行發(fā)熱、過(guò)載能力及必要時(shí)的起動(dòng)能力校驗。

若其中有一項不合格,須重新選擇電機,再進(jìn)行校核,直到各項都合格為止。因此工作制也是必要提供的要求之一,若無(wú)要求則默認按最常規的S1工作制處理;有過(guò)載要求的電機也需要提供過(guò)載倍數及相應運行時(shí)間;異步鼠籠型電機驅動(dòng)風(fēng)機等大轉動(dòng)慣量負載時(shí),還需要提供負載的轉動(dòng)慣量及起動(dòng)阻力矩曲線(xiàn)圖來(lái)校核起動(dòng)能力。

以上關(guān)于額定功率的選擇是在標準環(huán)境溫度為40℃前提下進(jìn)行的。若電機工作的環(huán)境溫度發(fā)生變化,則必須對電機的額定功率進(jìn)行修正。根據理論計算和實(shí)踐,在周?chē)h(huán)境溫度不同時(shí),電機的功率可粗略地按下表相應增減。

因此氣候惡劣地區還需要提供環(huán)境溫度,例如印度,環(huán)境溫度就需要按50℃進(jìn)行校核。此外,高海拔對電機功率也會(huì )有影響,海拔越高,電機溫升越大,輸出功率越小。并且高海拔使用的電機還需考慮電暈現象的影響。

對于目前市場(chǎng)上電機的功率范圍,謹列舉幾個(gè)數據以供參考。

直流電機:ZD9350(磨機) 9350kW

異步電機:鼠籠型YGF1120-4(高爐風(fēng)機) 28000kW

繞線(xiàn)型YRKK1000-6(生料磨機) 7400kW

同步電機:TWS36000-4(高爐風(fēng)機) 36000kW(試驗機組達到40000kW)

三、電機的額定電壓


西安泰富西瑪電機的額定電壓,是指在額定工作方式下的線(xiàn)電壓。

電機的額定電壓的選擇,取決于電力系統對該企業(yè)的供電電壓和電機容量的大小。

交流電機電壓等級的選擇主要依使用場(chǎng)所供電電壓等級而定。一般低電壓網(wǎng)為380V,故額定電壓為380V(Y或△接法)、220/380V(△/Y接法)、380/660V(△/Y接法)3種。低壓電機功率增大到一定程度(如300KW/380V),電流受到導線(xiàn)承受能力的限制就難以做大,或成本過(guò)高。

需要通過(guò)提高電壓實(shí)現大功率輸出。高壓電網(wǎng)供電電壓一般為為6000V或10000V,國外也有3300V、6600V和11000V的電壓等級。高壓電機優(yōu)點(diǎn)是功率大,承受沖擊能力強;缺點(diǎn)是慣性大,啟動(dòng)和制動(dòng)都困難。

直流電機的額定電壓也要與電源電壓相配合。一般為110V、220V和440V。其中220V為常用電壓等級,大功率電機可提高到600~1000V。當交流電源為380V,用三相橋式可控硅整流電路供電時(shí),其直流電機的額定電壓應選440V,當用三相半波可控硅整流電源供電時(shí),直流電機的額定電壓應為220V。

四、電機的額定轉速


電機的額定轉速,是指在額定工作方式下的轉速。

西安泰富西瑪電機和由它拖動(dòng)的工作機械都有各自的額定轉速。在選擇電機的轉速時(shí),應注意轉速不宜選的過(guò)低,因為電機額定轉速越低,其級數越多,體積就越大,價(jià)格也就越高;同時(shí),電機的轉速也不宜選的過(guò)高,因為這樣會(huì )使傳動(dòng)機構過(guò)于復雜,而且難以維護。

此外功率一定時(shí),電機轉矩與轉速成反比。

所以啟動(dòng)、制動(dòng)要求不高者可從設備初始投資、占地面積和維護費用等方面,以幾個(gè)不同的額定轉速進(jìn)行全面比較,最后確定額定轉速;而經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)及反轉,但過(guò)渡過(guò)程持續時(shí)間對生產(chǎn)率影響不大者,除考慮初始投資外,主要以過(guò)渡過(guò)程量損耗最小為條件來(lái)選擇轉速比及電機額定轉速。例如提升機電機,需要頻繁正反轉且轉矩很大,轉速就很低,電機體積龐大,價(jià)格昂貴。

當電機轉速較高時(shí),還需考慮電機的臨界轉速。電機轉子在運轉中都會(huì )發(fā)生振動(dòng),轉子的振幅隨轉速的增大而增大,到某一轉速時(shí)振幅達到最大值(也就是平常所說(shuō)的共振),超過(guò)這一轉速后振幅隨轉速增大逐漸減少,且穩定于某一范圍內,這一轉子振幅最大的轉速稱(chēng)為轉子的臨界轉速。

這個(gè)轉速等于轉子的固有頻率。當轉速繼續增大,接近2倍固有頻率時(shí)振幅又會(huì )增大,當轉速等于2倍固有頻率時(shí)稱(chēng)為二階臨界轉速 ,依次類(lèi)推有三階、四階等臨界轉速。轉子如果在臨界轉速下運行,會(huì )出現劇烈的振動(dòng),而且軸的彎曲度明顯增大,長(cháng)時(shí)間運行還會(huì )造成軸的嚴重彎曲變形,甚至折斷。

西安泰富西瑪電機的一階臨界轉速一般在1500轉/分以上,故而常規低速電機一般不考慮臨界轉速的影響。反之,對2極高速電機,額定轉速接近3000轉/分,則需考慮該影響,需避免讓電機長(cháng)期使用在臨界轉速范圍。

一般來(lái)說(shuō),提供了驅動(dòng)的負載類(lèi)型、電機的額定功率、額定電壓、額定轉速便可以將電機大致確定下來(lái)。但如果要最優(yōu)化地滿(mǎn)足負載要求,這些基本參數就遠遠不夠了。還需要提供的參數包括:頻率,工作制,過(guò)載要求,絕緣等級,防護等級,轉動(dòng)慣量,負載阻力矩曲線(xiàn),安裝方式,環(huán)境溫度,海拔高度,戶(hù)外要求等,根據具體情況提供。

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