电机选择的计算

3 电动机的选择
3.1概述
桥式起重机用的电动机具有断续周期性的工作特点,在循环周期里,电动机通电运行一段时间后就断电,断电一段时间后又重新通电运行。

在每次的通电过程中,电动机自身温度都跟随升高,但由于工作时间较短,自身温度还未达到额定温度值就又断电停止运行,温度又开始下降,也由于断电时间较短,自身温度也未能降到周围环境的温度就又重新通电运行。

电动机自身温度经过如此交替变化之后才稳定在某一温度。

1）起重机用电动机具有较高的启动转距和最大转距；
2）起重机电动机具有较小的转子转动惯量，转子的半径比较大； 3）起重机用电动机按断续周期性工作类型制造，通常用负载持续率（接电持续率）、接电次数和起重次数3个参数表述起重机电气设备的断续周期工作制状况，并作为选型的重要依据；
4）起重用电动机最大安全转速超过额定转速的倍数较高，一般为同步转速的2.5倍；
5）起重机用电动机具有2种以上地缘等级，分别使用在不同的环境温度下。

具体到我国的实际，我国采用专用的直流和交流电动机。

3.2电动机静功率
计算公式：
()1000i j F v P kW m
η= 式（3.1）
式中： j F ——运行阻力；
0v ——初选运行速度（m/s ）；
η——机构传动效率，可取η=0.850.95； m ——电动机个数。

根据公式结合本毕业设计课题
j F =m p w F F F ++ 式（3.2） 式中： m F ——摩擦阻力；
p F ——坡道阻力，这里取为零； w F ——风阻力，这里也取为零。

故 m F =（Q+G ）w
式中： G ——起重机或运行小车的自重载荷（N ）； Q ——起升载荷（N ）；
W ——摩擦阻力系数，初步计算时可按[4]参考文献表7.9选取。

(1600010000)0.112860()m F N =+= 式（3.3）
带人各项数据得： 2860 1.44
2.88()10000.92
i j P kW ==⨯ 式（3.4）
3.3 电动机初选
一般可根据电动机的静功率和机构的接电持续率JC 值，对照电动机的产品目录选用。

由于运行机构的静载荷变化较小，动载荷较大，因此所选电动机的额定功率应比静功率大，以满足电动机的起动要求。

对于桥式起重机的大、小车运行机构，可按下式初选电动机：
()d j P K P kW
= 式（3.5） 式中：d K ——考虑到电动机起动时的惯性影响的功率增大系数。

室外工作的起重机，常取
d K =1.1 1.3（速度高者取大值）；对于室内工作的起重机及装卸桥小车运行机构，可取d K =1.2 2.6（对应的速度取30180m/min ）。

通过以上公式，带入本设计中的数据
()d j P K P kW = 式（3.6）
带人各项数据得：
2 2.88 5.76()P kW =⨯=
3.4 电动机过载校验
运行机构的电动机必须进行过载校验 2
1
()100091280j n as m
F v
J
n P kW m t λη
>
+
∑ 式（3.7）
式中：n P ——基准接电持续率时电动机额定功率（KW ）；
as λ——平均起动转距标准值（相对于基准接电持续率时的额定转距）；对
绕线型异步电动机取1.7，笼型电动机取转距允许过载倍数的90%；
j F ——运行静阻力（N ）按[4]参考文献（7.4）式计算，风阻力按工作状态
最大计算风压q 计算，室内工作的起重机风阻力为零；
v ——运行速度（m/s ）；根据0v 与初选的电动机转速n 确定传动比i （见
减速器的选择）60000D n
v i
π=
；
η——机构的传动效率；
J ∑——机构总转动惯量，即折算到电动机轴上的机构旋转运动质量与
直线运动质量转动惯量之和（2kg m ）。

计算公式为：
2
1229.3()()Q G v J k J J m n η+=++∑ 式（3.8）
1
J ——电动机转子转动惯量（2
kg m ）；
2J ——电动机轴上制动轮和联轴器的转动惯量（2kg m ）；
k ——考虑其他传动件飞轮距的影响的系数，折算到电动机轴上可取
（k =1.1 1.2）； n ——电动机额定转速（r/min ）；
a t ——机构初选起动时间，可根据运行速度确定；一般情况下桥式类型
起重机大车运行机构a t =810s,小车运行机构a t =46s 。

带入数据得：
9.3(1600010000)712940
1.1(5.710)2()
9400.96000020.49J π+=++
∑ 式（3.9）
2335()kg m =
带入上面计算的数据得：
2
2
712940
2860
1
13359406000020.49 5.02()10009128021.7
10000.99128010
j as m F v
J n
kw m t πλη
+
=
+≈∑ 5.02n P > 式（3.10）
过载校验合格。

3.5 电动机发热校验
对于工作频繁的工作性运行机构，为避免电动机过热损坏，应进行发热校验。

满足下式，电动机发热校验合格：
S P P ≥ 式（3.11） 式中：P ——电动机工作的接电持续率JC 值、CZ 值的允许输出量（kW ）；
S P ——工作循环中，负载的稳定功率（kW ）；按下式计算。

1000j S F v P P G
m η
>= 式（3.12）
式中：G ——稳态负载平均系数，见下表3.1
表3.1 运行机构稳态负载平均系数G
通过带入数据经过验算确定 28601.44
0.852()100020.9
S P kw =≈ 式（3.13）
s P P > 所以发热校验合格。

3.6 起动时间与起动平均加速度校验
3.6.1 满载、上坡、迎风的起动的时间
计算公式如下： ()9.55()
mq j n
J
t s m T T =
-∑ 式（3.14）
式中：mq T ——电动机的平均起动转距()N m ；
j T ——满载、上坡、迎风时作用于电动机轴上的静阻力距()N m ，按下
式计算。

2860712
55()2000200020.490.9
j j F D T N m i η
=
=
≈ 式（3.15）
式中： i ——减速器传动比。

起动时间一般应满足：对大车，t =810s ；对小车，t =46s 。

时间t 也可参照下表确定
940335
8.1()9.55(221055)
t s =
≈- 式（3.16）
3.6.2起动平均加速度
为了避免多大的冲击及物品摆动，应验算起动时的平均加速度，一般在允许的范围内参考下表3.2，计算公式如下：
v
a t = 式（3.17）
式中：a ——起动平均加速度2(/)m s ； v ——运行机构的稳定运行速度(/)m s ； t ——起动时间()s 。

代入数据：
21.44
0.18(/)8.1
a m s == 式 (3.18)
3.7 选择合适的电动机型号
通过计算和查阅资料决定选择电动机型号如下：
考虑到各种安全和不确定因素，选择第一种（YZR132M2-6）起重三相异步电动机。

技术特性如下表：。