第三章_驱动装置.

§3-2 电力驱动
三、电动机的一般选择
1. 电动机种类（机种）的选择 ③ 电动机的启动性能 一些启动转矩要求不高的，例如机床可以选用普通 鼠笼式三相异步电动机；但启动、制动频繁，且启动、 制动转矩要求比较大的生产机械就可选用绕线式三相异 步电动机，例如矿井提升机、起重机。 ④ 电源 交流电源比较方便，直流电源则一般需要有整流设 备。采用交流电机时，还应注意，异步电动机从电网吸 收滞后性无功功率使电网功率因数下降。
§3-2 电力驱动
二、电动机的工作方式与额定功率
2. 连续（长期）工作方式——S1 连续工作方式是指电动机工 作时间 tr＞(3 - 4)T ，温升可以 达到热平衡确定的稳态值，也称 为长期工作制。电动机铭牌上对 工作方式没有特别标注的电动机 都属于连续工作方式的。通风机、 水泵、机床的主轴、纺织机、造 纸机等很多连续工作方式的生产 机械都应使用连续工作方式电动 机。电动机额定功率与温升的关 系见图示与公式。
起重机械
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第三章 驱动装置
§3-1 概述 §3-2 电力驱动 §3-3 其它驱动形式简介
§3-1 概述
一、驱动装置定义
所谓驱动装置就是指用来驱动各种工作机构的动力 设备，它是构成起重机械的重要组成部分，在很大程度 上决定着起重机械的工作性能和构造特点，其自身质量 和成本，对于起重机械的经济指标也起着重大的影响。 起重机械采用的驱动型式有：电力驱动、内燃机驱 动、液力与液压驱动、气力驱动、人力驱动以及复合驱 动；由于工业系统中，电能最易取得，而且经济方便， 不污染环境，所以电力驱动装置是起重机械最常用、最 主要的驱动型式。采用电力驱动装置是现代起重机的典 型特征之一。
§3-1 概述
三、起重机驱动形式——集中驱动与分别驱动
集中驱动——起重机械由一台原动机经过机械传动装置 驱动若干工作机构，原动机为内燃机或由电网供电的电动机。 每个工作机构所需的动力通过操纵式摩擦离合器、电磁离合 器、液力传动等获得。汽车起重机、轮胎起重机等流动性的 起重机械多采用集中驱动（本身载重量有限）。 分别驱动——起重机械的每个（侧）工作机构都由独立 的原动机驱动。原动机一般为电动机、液压马达、液压缸或 气功缸。分别驱动的每个工作机构的运动都能独立调节，分 组性好，布置、安装及维修均较方便，结构变形对驱动装置 的影响较小，虽然其原动机的总功率较集中驱动大并增加了 原动机、传动装置的套数，但仍获得了越来越广泛的应用， 分别驱动是现代起重机的典型特征之一。桥式、门式、装卸 桥、门座、塔式起重机等大多数起重机械都采用分别驱动。
§3-2 电力驱动
三、电动机的一般选择
2. 电动机类型的选择 ① 安装方式 分为卧式（起升机构）、悬挂和立式（小车运行）。 ② 轴伸个数 电动机有单轴伸与双轴伸之分，又有长轴伸和短轴伸 之分，还有柱形轴伸和锥形轴伸之分。 ③ 防护方式 按防护方式分，电动机有开启式、防护式、封闭式和 防爆式几种。（如室内室外不同的环境）
§3-2 电力驱动
三、电动机的一般选择
1. 电动机种类（机种）的选择 ⑤ 经济性 满足了生产机械对于电动机启动、调速、各种运行 状态运行性能等方面要求的前提下，优先选用结构简单、 价格便宜、运行可靠、维护方便的电动机。一般来说， 在这方面交流电动机优于直流电动机。 ⑥ 最后应着重强调综合的观点： a. 以上各方面内容在选择电动机时必须都考虑到，都得到满 足后才能选定。 b. 能同时满足以上条件的电动机可能不是一种，还应综合 其他情况，诸如节能、贷源等加以确定。
§3-2 电力驱动
三、电动机的一般选择
3. 电动机额定电压选择
§3-2 电力驱动
三、电动机的一般选择
4. 电动机额定转速选择 ① 优先选同步转速高的电动机 对电动机本身而言，额定功率相同的电动机额定转 速越高，体积越小，造价越低，一般来说，电动机转子 越细长，转动惯量越小，起、制动时间就越短。 ② 系统减速比与同步转速成正比 额定转速越高，系统转速比越大，所选减速器越大， 费用越高，布置越困难。（i越大机械系统越庞大） ③ 电动机转速越高启动能力越小（n越大T越小） 选择电动机的转速需要综合考虑。
§3-2 电力驱动
二、电动机的工作方式与额定功率
5. 包括起动的周期性断续工作方式——S4 起动次数为150次／h以上，每一周期接电持续率计 算原理同上。 6. 包括起动和电制动的周期性断续工作方式——S5 起动次数为150次／h以上，每一周期接电持续率计 算原理同上。
§3-2 电力驱动
三、电动机的一般选择
四、电动机容量的选择
§3-2 电力驱动
3. 电动机容量选择的方法 ① 确定起重机和机构的工作级别、工作方式、接电持续率以及 等效载荷的大小； ② 计算机械负载最大静功率Pj = Fv； ③ 根据起重机工作状况，确定机构稳态负载平均功率PS = GPj ； ④ 据PS由电动机样本预选电动机的额定功率及其他参数； ⑤ 校核预选电动机：一般先校核温升，再校核过载倍数，必要 时校核启动能力，三者都通过，预选的电动机便选定；通不 过，从④重新开始，直到通过为止。 ⑥ 电动机功率的修正（当温度大于40℃或海拔高度大于1000m）
§3-1 概述
二、起重机械对驱动 装置的要求
起重机用动力装置应具有“软”的外特性，这是由起重 机的工作特点所决定的；（参书P30） 起重机用动力装置应具有良好的调速性能，这是由起重 机的工作性能所决定的； 起重机用动力装置应适应恶劣的工作环境，这是由起重 机的工作场合和环境条件决定的； 结构紧凑，重量轻，维修方便，制造和使用费用低。
四、电动机容量的选择
2. 电动机容量选择遇到的问题 所选电动机额定功率过大，经常处于轻载运行，变成 “大马拉小车”，使电动机运行效率低、性能不好（异步 电动机的功率因数也低了）；同时由于系统起动过猛，产 生较大的惯性载荷（冲击），对系统机构和结构的可靠性 有很大的影响（尤其是满载时）；另外，还可能影响系统 的其它运行性能，如打滑等。 反过来，电动机额定功率比起重机械要求的小，那便是 “小马拉大车”，电动机电流超过额定电流（总出于过 载），电动机内损耗（绝缘层）加大，效率降低，更重要 的是影响电动机的寿命，即使过载不多，电动机的寿命会 减少较多。过载较多时，可能会烧毁电动机（如闷车）。
§3-2 电力驱动
一、概述
2. 种类
§3-2 电力驱动
一、概述
3. 电动机的性能特点
§3-2 电力驱动
二、电动机的工作方式与额定功率
1. 工作方式（工作制）定义 所谓工作方式是指对电动机工作时各种负载（包括 空载、停机和断能）及其持续时间和先后情况的说明。 根据GB755标准电动机分为S1～S9共九类工作方式。
§3-2 电力驱动
一、概述
1. 电力驱动特点 能源方便经济容易获得； 便于实现分别驱动，使传动系统简化； 起动、调速、过载、正反转性能良好，控制方便； 易于实现安全保护和联锁；维护简单无污染。 缺点：依赖电源，限制起重机的流动。 注意
规范规定：除辅助机构外，起重机应采用特制的起重 冶金用系列电动机（一般带字母Z）。
Tr=工作时间 To=停歇时间 Tθ =发热时间常数 A=散热系数 τmax=允许温升
AN max PN 0. 24 (1-N )
τmax=允许温升 电机和绝缘材料减 去40摄氏度 3. 短时工作方式——S2 短时工作方式是指电动机的工作时间 tr＜(3 - 4)T ，而 停歇时间长 t0＞(3 - 4)T ，这样工作时温升达不到热平衡值， 而停歇后温升降为零。短时工作的水闸闸门启闭机、门座 起重机运行机构等应该使用短时工作方式电动机。我国短 时工作方式的标准工作时间有15、30、60、90min四种。
二、电动机的工作方式与额定功率
τL= 稳态温升 §3-2 电力驱动 τm=最大温升
Tr=工作时间 To=停歇时间 二、电动机的工作方式与额定功率 Tθ =发热时间常数 4. 周期性断续工作方式——S3（重复短时工作制） 周期性断续工作方式指电动机工作与停歇交替进行， tr＜(3 - ， 4)T t0＜(3 - 4) 时间都比较短，即 。工作时 T 温升达不到热平衡稳态值，停歇时温升降不到零。按国 家标准规定每个工作与停歇的周期≤12 电力驱动
二、电动机的工作方式与额定功率
4. 周期性断续工作方式——S3（重复短时工作制） 每个周期内工作时间占的百分数叫作负载持续率（又称 暂载率，起重机上叫接电持续率，用JC%表示）
tr JC % 100% tr +t0
我国规定的标准负载持续率有15 ％ 、25％、40％、60 ％四种。 起重机械、电梯、自动机床等具有周期性断续工作方式 的生产机械应使用周期性断续工作方式电动机。但许多生产 机械周期断续工作的周期性并不很严格，这时负载持续率只 具有统计性质。
1. 电动机种类（机种）的选择 ① 电动机的机械特性 生产机械具有不同的转矩转速关系，要求电动机的 机械特性与之相适应。(如汽车1档上坡，5档高速路) ② 电动机的调速性能 电动机的调速性能包括调速范围、调速的平滑性、 调速系统的经济性(设备成本、运行效率等)诸方面，都 应该满足生产机械的要求（电机额定转速不能过高也不 能过低，过高后机械系统过于庞大，机械特性也不好。 反之电机过于昂贵导致总成本过高）。
§3-2 电力驱动
四、电动机容量的选择
1. 电动机容量选择的原则 ① 在规定的工作方式下，电动机的温升不超过容许值，即 不过热。 ② 在规定的工作条件下，电动机具有需要的短时过载能力， 即不过载（如轨道上有个螺钉）。 ③ 保证系统所需的起动能力，包括起动力矩、起动时间 和 起动加速度等。
§3-2 电力驱动