电机的选型步骤说明（电机的选型步骤说明什么）

电机选型所需的基本内容包括：所驱动的负载类型、额定功率、额定电压、额定转速等条件。

1. 负载驱动类型

这还得从电机的特性说起。电机可简单分为直流电机和交流电机，交流电机又分为同步电机和异步电机。

1.直流电机

直流电机的优点是可以通过改变电压方便地调节速度，并且可以提供较大的扭矩。适用于需要频繁调节速度的负载，如钢厂的轧机、矿山的提升机等。但现在随着变频技术的发展，交流电机也可以通过改变频率来调节速度。不过，虽然变频电机的价格并不比普通电机贵多少，但变频器的价格却占了整个设备的主要部分，所以直流电机也有价格便宜的优势。

直流电机的缺点是结构复杂。任何设备只要结构复杂，就必然导致故障率的增加。与交流电机相比，直流电机具有复杂的绕组（励磁绕组、换向极绕组、补偿绕组、电枢绕组）以及附加的滑环、电刷和换向器。

不仅对厂家工艺要求高，而且后续的维护成本也比较高。因此，直流电机处于工业应用逐渐衰退的尴尬境地，但在过渡阶段仍然有用。如果用户资金充足，建议选择交流电机加变频器的方案。毕竟使用变频器也带来很多好处，我就不一一赘述了。

2、异步电机

异步电动机的优点是结构简单、性能稳定、维护方便、价格低廉。而且制造工艺也是最简单的。我曾经听车间里的一位老技术员说，在装配一台直流电机的同一工时内，可以完成两台同步电机或四台功率相近的异步电机，由此可见一斑。因此，异步电动机在工业上应用最为广泛。

异步电动机分为鼠笼式电动机和绕线式电动机。区别在于转子。鼠笼电机转子由金属带制成，可以是铜或铝。铝的价格相对较低，而且我国是铝矿大国，因此在要求不高的场合得到广泛应用。但铜的机械性能和导电性能均优于铝。我接触过的大部分转子都是铜转子。解决了过程中断排的问题后，鼠笼电机的可靠性远远高于绕线转子电机。

缺点是金属转子切割旋转定子磁场中的磁力线所获得的扭矩较小，启动电流较大，对于需要大启动扭矩的负载来说比较困难。虽然增加电机铁芯的长度可以产生更大的扭矩，但功率却非常有限。

绕线式电机启动时，转子绕组通过滑环通电，形成转子磁场，转子磁场相对于旋转的定子磁场运动，从而获得较大的扭矩。启动过程中串联水电阻，以减小启动电流。水电阻由成熟的电控装置控制，阻值随着启动过程而变化。

适用于轧机、电梯等负载。由于绕线式异步电机相对于鼠笼电机具有滑环、防水等，所以整体设备价格有一定的提高。与直流电机相比，其调速范围较窄，扭矩较小，相应值也较低。

但由于异步电机给定子绕组通电建立旋转磁场，而绕组是感性元件，不做功，必须从电网吸收无功功率，对电网影响很大。直观感受：当大功率感应电器接入电网时，电网电压下降，灯光亮度降低。

因此，供电局会对异步电机的使用进行限制，这也是很多工厂必须考虑的问题。一些用电大户，如钢厂、铝厂等，选择自建发电厂，组建自己的独立电网，以减少对异步电机使用的限制。因此，如果异步电动机要与大功率负载一起使用，则需要配备无功补偿装置，而同步电动机可以通过励磁装置向电网提供无功功率。功率越大，同步电机的优势越明显，从而出现了同步电机的阶段。

3、同步电机

同步电机除了能够补偿过励磁状态下的无功功率外，其优点还包括：

1）同步电机的转速严格遵守n=60f/p，可以精确控制转速；

2）运行稳定性高。当电网电压突然下降时，励磁系统一般会强制励磁，以保证电机稳定运行，同时异步电机转矩（与电压的平方成正比）会大幅下降；

3）过载能力比相应的异步电动机大；

4）运行效率高，特别适用于低速同步电机。

同步电机不能直接启动，需要异步启动或变频启动。异步起动是指同步电动机在转子上装有类似于异步电动机笼式绕组的起动绕组。在励磁电路中串联一个约10倍励磁绕组电阻的附加电阻，形成闭合电路，将同步电动机的定子直接连接到电网，用于启动异步电动机。当速度达到次同步速度（95%）时，附加电阻被切断。关于变频启动无需赘述。所以同步电机的缺点之一是需要额外的设备来启动。

同步电机依靠励磁电流运行。没有励磁，电机是异步的。励磁是添加到转子的直流系统。其转速和极性与定子一致。如果励磁出现问题，电机就会失步，无法调节，触发“励磁故障”保护，电机跳闸。

因此，同步电机的第二个缺点是需要增加励磁装置。过去是由直流电机直接供电，现在多由可控硅供电。老话说，结构越复杂，设备、装置越多，故障点就越多，故障率就越高。

根据同步电机的性能特点，其应用主要在电梯、磨机、风机、压缩机、轧机、水泵等负载。

综上所述，选择电动机的原则是，在电动机性能满足生产机械要求的前提下，优先考虑结构简单、价格低廉、运行可靠、维护方便的电动机。在这方面，交流电机优于直流电机，交流异步电机优于交流同步电机，鼠笼式异步电机优于绕线式异步电机。

对于连续运行、负载稳定、对起动、制动无特殊要求的生产机械，应优先选用普通鼠笼式异步电动机，广泛应用于机械、水泵、风机等。

频繁起动、制动，需要较大起动、制动力矩的生产机械，如桥式起重机、矿井提升机、空气压缩机、不可逆轧机等，宜选用绕线异步电动机。

同步电动机用于无调速要求、要求恒速或需要提高功率因数的场合，如中、大容量水泵、空压机、提升机、磨机等。

调速范围要求在1：3以上，要求连续、稳定、平滑调速的生产机械宜采用他励直流电机或鼠笼异步电机或变频调速的同步电机，如大型精密机械工具、龙门刨床、轧机、电梯等

要求启动扭矩大、机械性能软的生产机械采用串励或复励直流电动机，如有轨电车、电力机车、重型起重机等。

2、额定功率

电机的额定功率是指输出功率，即轴功率，又称容量，是电机的标志性参数。人们经常问电机有多大。一般不是指电机的尺寸，而是指额定功率。它是量化电机负载驱动能力的最重要指标，也是选型电机时必须提供的参数要求。

（为额定功率，为额定电压，为额定电流，cos为功率因数，eta为效率）

正确选择电机容量的原则应是在电机能满足生产机械负载要求的前提下，以最经济、合理的方式确定电机的功率。如果功率选择太大，设备投资会增加，造成浪费，并且电机会经常带负载运行，导致交流电机的效率和功率因数低；反之，如果功率选择太小，电机就会过载，导致电机过早失效。损害。

决定电机主功率的因素有3个：

1）电机的发热和温升是决定电机功率的最重要因素；

2）允许短期过载能力；

3）对于异步鼠笼电机，还必须考虑启动能力。

首先，具体生产机械根据其发热量、温升、负载要求计算并选择负载功率。然后电机根据负载功率、工作制和过载要求预先选择额定功率。预选电动机的额定功率后，必须验证其发热量、过载能力和启动能力（必要时）。

若其中一项不合格，则须重新选型并再次检查，直至各项均合格。因此，工作制度也是必要的要求之一。如果没有要求，默认使用最常规的S1工作系统；有过载要求的电机还需要提供过载倍数和相应的运行次数；异步鼠笼电机驱动风扇等大回转时，使用惯性负载时，还需要提供负载的转动惯量和启动阻力矩曲线，以校核启动能力。

以上额定功率的选择是基于标准环境温度40。如果电机运行的环境温度发生变化，则必须修正电机的额定功率。根据理论计算和实践，当环境温度不同时，电机的功率可按下表大致相应增加或减少。

因此，气候恶劣的地区也需要提供环境温度。例如，在印度，环境温度需要校准为50C。另外，高海拔也会对电机功率产生影响。海拔越高，电机温升越大，输出功率越小。另外，高海拔使用的电机还需要考虑电晕现象的影响。

关于目前市场上电动机的功率范围，这里有几个数据可供参考。

直流电机：ZD9350（磨机）9350kW

异步电机：鼠笼型YGF1120-4（高炉风机）28000kW

绕线型YRKK1000-6（生料磨）7400kW

同步电机：TWS36000-4（高炉风机）36000kW（测试机组达到40000kW）

3、额定电压

电机的额定电压是指额定工作方式下的线电压。

电机额定电压的选择取决于电力系统对企业的供电电压和电机容量的大小。

交流电机电压等级的选择主要取决于使用场所的电源电压等级。一般低压网络为380V，故额定电压为380V（Y或接法）、220/380V（/Y接法）、380/660V（/Y接法）。当低压电机的功率增大到一定程度（如300KW/380V）时，电流受到电线承载能力的限制，电流很难增大，或者成本太高。

高功率输出需要通过提高电压来实现。高压电网的供电电压一般为6000V或10000V，国外也有3300V、6600V、11000V等电压等级。高压电机的优点是功率大、承受冲击能力强；缺点是惯性大，启动、制动困难。

直流电机的额定电压也必须与电源电压相匹配。一般为110V、220V、440V。其中220V为常用电压等级，大功率电机可提高至600~1000V。当交流电源为380V，采用三相桥式可控硅整流电路供电时，直流电动机的额定电压应为440V。当采用三相半波可控硅电源供电时，直流电动机的额定电压应为220V。

4、额定转速

电机的额定转速是指额定工作模式下的转速。

电动机及其驱动的工作机械都有各自的额定转速。选择电机转速时，应注意不要选择太低的转速，因为电机的额定转速越低，级数越多，体积越大，价格也越高；同时，电机的转速不宜选择太高。高，因为这会使传动机构过于复杂且难以维护。

另外，当功率一定时，电机扭矩与转速成反比。

因此，对起动、制动要求不高的，可以从初期设备投资、占地面积、维护费用等方面对几种不同额定转速进行综合比较，最终确定额定转速；而频繁的起动、制动和换向，但如果过渡过程的持续时间对生产率影响不大，除考虑初始投资外，主要根据损失最小来选择电机的速比和额定转速。过渡过程。例如，电梯电机需要频繁正反转，扭矩很大，因此转速很低。该电机体积大且价格昂贵。

当电机转速较高时，还需要考虑电机的临界转速。电机转子在运行过程中会产生振动。转子的振幅随着转速的增加而增加。在一定转速下，振幅达到最大值（俗称共振）。在此转速之后，振幅随着转速的增加而增加。逐渐减少并稳定在一定范围内。转子振幅最大时的转速称为转子的临界转速。

该速度等于转子的固有频率。当转速继续增加时，当接近2倍固有频率时，振幅会再次增加。当转速等于2倍固有频率时，称为二阶临界转速，以此类推，还有三阶、四阶等临界转速。如果转子在临界转速下运行，会发生剧烈振动，轴的曲率会显着增大。长期运行还会造成轴严重弯曲变形甚至断裂。

电机的一阶临界转速一般在1500rpm以上，因此常规低速电机一般不考虑临界转速的影响。相反，对于额定转速接近3000rpm的2极高速电机，需要考虑这种影响，必须避免电机长期在临界转速范围内使用。

一般来说，通过提供所驱动负载的类型、电机的额定功率、额定电压、额定转速即可大致确定电机。但如果要最佳地满足负载要求，这些基本参数还远远不够。还需要提供的参数包括：频率、工作制、过载要求、绝缘等级、防护等级、转动惯量、负载阻力矩曲线、安装方式、环境温度、海拔高度、室外要求等，根据需要提供到具体情况。