设计过程中电机功率的计算

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1、设计过程中电机功率的计算电动机功率计算电动机的功率计算，对于港口设备的设计是重要的，当设计值偏 大会影响效益及港口的投资，当设计值偏小可能造成电机过载，不能 正常运行，所以必须重视电动机的功率计算。o电动机功率估算（1）此公式由机械方面提供，供电气传动设计者参考，但是从电气传 动及机电一体化观点看，有值得商确的地方，现讨论如下。公式；P=10xVxG/0.8x60式中P电动机功率KWV 速度 M/minG 物体重量 T上式还可简化为P=0.2VG此公式可用吗？，客观看在某些特定条 件下可估算，但在很多负载下是不能估算的。电动机功率简化计算（2）所谓简单计算，可以视为不使用力矩（Nm）折算的较复

2、杂精确 计算。电动机港口使用最多的有普通异步电动机、变频器专用异步电 动机、铙线式电动机、直流电动机等。确定异步电动机的容量时应考虑；1）电动机的容量应大于负载所需要的功率。 2）负载所需的启动 转矩和电动机最大转矩相比，后者要有足够的裕量。3 ）即当电源电压 降低额定值的 10%时，电动机也能够需出所需要的转矩。 4）应在规 定的温升范围内工作，不能影响电机的寿命。5 ）考虑电力传动机构的 效率以及负载的变化，要留有一定的裕量。6）了解负载的性质，选择 适合的电机运行方式（a连续工作制、b短时工作制、c重复工作制）。电机容量由下式考虑； 电机容量=（传动负载的动力）（负载加速的动力/减速到所

3、需速度 的动力）负载的特性有很多种，比较典型的有重力负载、摩擦负载、流体 负载等，所以不可能用一个简单公式，来估算各种不同的负载。一、重力负载计算；起重机、升降机、电动葫芦等。p=vw/nxio-3式中；P功率KWW额定重量+吊钩重量+钢丝绳重量，NV提升速度m/sn机械效率（齿轮传动n=0.940.98 ）（蜗轮传动n=0.50.8）二、摩擦负载计算；起重机升降机的横移、行走机构，导轨上移 动的台车等。1、水平移动的摩擦负载计算；p=3vw/n式中；w负载重量t3阻力系数kg/t （取520kg/t）V速度m/s2、斜面移动的摩擦负载计算；（河港斜坡缆车、矿山斜坡缆车等）P=VW （sin

4、9 + wcos9）/ n 式中； 式中；e斜面倾斜角度V速度m/s3阻力系数kg/t （取520kg/t）w负我車量t电动机三、流体负载的计算；（水泵等）1、水泵负载计算（也可询问厂家）P二kpQH/6.12qP式中；k裕量系数1.11.5p液体的密度水为1.0 kg/m3（其它液体应查表）Q 流量 m3/minH全扬程mnP泵的效率（在0.60.83之间）2、风扇，风机负载计算（也可询问厂家）P=kQH/nx10-3k裕量系数（1.11.5）Q 风量 m3/mi nH风压Pan风扇风机的效率（0.30.75之间）四、电梯（及悬链式链斗卸船机升降机构，单电动机双缆车）的 计算；电梯一般都有载

5、重的 2/1 的配重，这样电动机的功率可以小很多 悬链式链斗卸船机升降机构也有配重。矿山用的摩擦轮升降功率均可 小很多。计算公式；如上图，如箱体自重W0为1500kg,载重W为 1000kg,设配重率为0.5,则配重W C为；W C=1500 + 1000x0.5=2000kg可见当运载重量为额定载重时（即 W=1000kg ），则箱体侧偏重 500kg。当运载重量为零时（即W=0 ），则配重侧偏重500kg。故 此种设计，电动机最大传动负载为500kg,即升、降负载都在500kg范 围内。五、河港缆车运行如下图，可知上、下行缆车互为配重功率可以 小，在四川河港有较多电机选型容量偏大，不合理，

6、现场用户工程师 提出过此类问题。电3）一、恒定负载连续工作制的电机功率计算；1、在基速以下工作时；P NP L= T L n N /9550 （KW）2、从基速向上调速工作时；P NP L=T L n max /9550P N电动机额定功率KWPL折算到电动机轴上的负载功率，KWT L折算到电动机轴上的负载转矩，N.mn N电动机额定转速,r/minn max电动机的最高工作转速,r/min二、变动负载连续周期工作制功率计算；（做起来参数不易取得 但应理解其原理）这种工作制下，电动机功率可以先按等效（均方根）转矩法、或 等效电流法，算出一个周期内的等效转矩Tnns或等效电流Inns,后选 取电

7、动机额定转矩Tn,额定电流In等效电流法适用于各种类型的电动机发热校验； 等效转矩法适用于转矩与电流成比例的工况时；弱磁情况下需要 修正，串励磁直流电机不能应用。等效功率法；功率与电流成比例时应用。1、等效电流法计算；口2t1 + I22t2 +.+ 1 n2t nInns二要求 Inn sI nt1 + t2 +.t n2、等效转矩法计算；T12t1 + T22t2 +.+ T n2t nTnns二要求 Tnn sT nt1 + t2 +.t n3、等效功率法计算；P12t1 + P22t2 +.P n2t nPnns=要求 PnnsTzt*Ts (恒速提升时间)Tb ToTsT吐I1t起升

8、电动机的负载图如上图，图中n二?(t)是转速曲线。在启动时间里，dn/dt 0,电动机转矩Ts Tz在制动时间里，dn/dt0, T BvTz ; 在恒速运行阶段，Tst=Tz因此先计算Tz再计算加速和减速的dn/dt,即 可求出电动机转矩图T=?（t）在这种工作制下，电动机功率可先按等效 （均方根）转矩法或等效电流法，算出一个周期内的等效转矩 T nns, 或等效电流T nns，再选取电动机的额定转矩T N或额定电流IN。此计算不易作，原因是参数不易取得。但可以理解工况和力矩、 电流、速度、时序等变化的关系，对电动机的功率影响是很大的，不 能忽视。如果不考虑上述参数之间的关系，简单计算出的电

9、机功率可 能不合理。此法可用于；功率精确计算、电机发热校验、电机最大过载转矩 计算、校验起动过程的最小转矩，及允许最大飞轮矩计算等。 基于上述；电动计功率计算（1） ，太简单，不能反映各种工况下 电机功率计算。电动计功率计算（3）精确、但参数多，太繁琐不好计 算。现在介绍个人认为实用、且较合理的计算方法是功率计算（2）； 供参考计算例题；例；某桥式吊钩起重机，额定起升重量30t,起升速度3m/min ，横行速度20m/min,行走速度30m/min,计算起升、横行、行走用电动机的 功率。（已知参数；横行小车全重10t,桥重20t，横行阻力系数C=10n/kn,行走阻力 系数 C=12n/k n

10、,机械传动效率取n=0.75。 计算；1、各机构所需功率；30x1000x9.81x3/60起升机构；P=F U/103n = =19.6 KW103x0.75GZ（C+ 7v）v （30 + 10）x9.81x（10 + 7x20/60）x20/60 横移机构P=（小车）103n103x0.75=2.15 KWGZ（C + 7v）vP=行走机构i03n（大车）（301020）x9.81x（107x20/60）= =6.08KW103x0.75（关于变幅机构；基本上可按照起升机构计算。） （关于旋转机构；基本上可按照小车、大车计算。）（其阻力系 数取520kg/t应根据风向，风力考虑选择系数）

11、2、各机构共工作类型以及FC%对应值；根据起重机工作类型和电动机FC%值对应关系有（轻型FC=15%、 中型FC=25%、重型FC=40%、特重型FC=60%）。而一般起重机的 起升、横行、行走、属于中型工作类型可以看为F C=25%。3、电动机功率选择； 机械确定减速比后查电机产品目录选择如下；起升电机 YZR225M-8 26KW ；横行电机 YZR132M1-6 2.6KW 行走电机 Y ZR160M1-6 6.3KW结论；1、电动机功率计算，和电气传动的工况、负载变化关系很大，不 可能简单的思考此问题，而得出一个通用的计算公式。2、估算、简算、精确计算，只能因不同的要求使用，简算符合我 们电气设计者，对机械设计的电机功率进行校验。3、精确计算的知识是重要的，否则不可能理解工况变化对功率计 算的影响。4、工程计算不同于数学计算，有许多参数是可以随着某些条件变 化的，这些参数基本上是综合考虑安全、经济、寿命等等列出的，所以每个 人计算的结果都有差异，这是正常的。5、现有的经验是很有用的，如他人设计的计算数据，在工程中应 用良好，可以参考。