大小电机的三个步骤

电动机是现代工业机械和设备提供运动的主要手段，但设计师无法找到最便宜的版本。如果实施得当，电动机是一种经济有效、可靠的制造旋转运动的方法，它们还可以与变速箱和其他机构耦合，以实现不同水平和类型的力。不是这样的马达适当的大小效率低下，并可能导致操作和维护问题。

设计师有时会被各种各样的电机制造商、风格和尺寸所淹没。典型的电机可以是交流或直流，固定或变速，步进和伺服作为高精度应用的选项。每种样式都有一定的优势，但所有应用程序都必须调整大小，以在所有正常条件下操作负载。本文的重点是基本交流电机(参见图1)。

了解如何为给定的应用选择正确的尺寸电机需要系统地查看需求。对于任何机器制造商或OEM来说，成本始终是一个关键考虑因素。除此之外，对环境条件、运行要求和可用电力的评估将引导用户走上正确的道路。本文回顾了正确选择和大小电机的基本考虑因素和步骤。

得到正确的马达的好处

正确的电机尺寸对于任何应用都是至关重要的。适当大小的电机最有效地运行驱动设备，这反过来又造成最小的磨损。当设备正常运行时，机器正常运行时间最大化，电机和驱动设备的投资回报也是如此。

能源效率是另一个重要因素。从20世纪90年代开始，法规逐渐要求更多1.0马力及以上的电机类型，以提供更好的效率。精细的设计和使用更多铜的施工方法使这些优质效率电机在运行中吸引更少的电流。初始成本通常较高，通常超过抵消较低的运行成本在电机的生命周期。

热量和安装问题是电机故障的两个主要原因，所以这两种情况都必须考虑。热量可以来自几个来源，对电机绝缘系统的损害最大。它可以由室外装置产生，也可以由相关的工艺设备传播。

电动机在运行过程中在绕组内产生自己的热量，电机轴承上的机械摩擦是另一个来源。安装问题，如不对中，不适当的冷却，不正确的电机类型的环境和振动必须纠正。适当大小的电机将不会由于过载而经历有问题的热量，并且可以通过确保适当的冷却和足够的可用气流来缓解多余的热量。

不正确的安装导致不对中和或过度振动将机械损坏电机，轴承和相关设备随着时间的推移。电机必须正确安装和足够大的应用负载，以最大限度地减少和减轻振动问题，并确保长轴承寿命。正确选择电机安装支架可以简化安装，并有助于完成正确的对准。

电机分级步骤

为应用调整电机尺寸的过程分为三个主要步骤:

• 研究负荷运行特性
• 考虑操作环境
• 规划可用电源。

电机定径步骤通常应按此顺序执行，但每个因素都与其他因素相关并影响其他因素。适当考虑这些因素并基于这些因素选择电机，可以选择能够执行所需工作的电机，而不会因过早绕组、绝缘或轴承损坏而缩短寿命。

电机的主要工作是不受外力影响，继续以预定的速度旋转转矩负载所以它可以提供必要的机械动力。电机必须克服负载的惯性或运动阻力，以加速到所需的速度，然后保持该速度。然而，并不是每个电机的负载都是一样的。

恒转矩负载是最直接的应用。这些是所需扭矩随速度变化不大的负载。这在输送机、压缩机和起重机中很常见(见图2)。马力的要求确实随速度或有效工作的多少而变化。对于这些恒转矩应用，有必要确定电机所经历的负载，以便选择合适的马力。这可以在铭牌对所驱动的机器，或由扭矩测试来确定所需要的力的大小。最小所需马力的计算公式如下:

可变扭矩负载，其中所需的扭矩随速度变化，是泵和风扇等设备的更典型特征。这些负载的大小应该是最高或峰值负载。

对于任何电机负载，必须考虑到固定的运行速度或电机连接到设备时运行的可变速度范围。用于调节电机速度的变频驱动器是一个很好的选择，特别是因为如果电机可以以较慢的速度运行，许多负载将经历能量使用的大幅下降。对于变速应用，必须评估电机和设备的开关比。这个比率是最大或公称电机全速除以最低运行速度。如果调低太多，电动机可能会失去自我冷却的能力。对于将使用变频驱动的电机，确保所选择的电机是三相逆变器额定负载电机。

负载占空比定义了电机必须运行和停止的时间。电机的额定占空比必须优于负载所要求的占空比。频繁启动对电机来说更困难，因为它们会产生更多的热量。占空比额定低于100%或连续的电机将更小，更便宜，但它必须在休息循环下运行，以减轻热量积聚。在许多应用中，指定100%占空比的电机是谨慎的。

考虑环境

环境因素包括最高和最低环境温度、正常和冲洗水分以及灰尘和污垢等污染物。这些将驱动电机结构类型的选择。有许多配置，以满足各种环境，工业应用中流行的三种风格是:

• 开式防滴(ODP):相对开放的外壳促进冷却，但需要室内，相对清洁和干燥的位置;防水的。
• 全封闭风扇冷却(TEFC):封闭的但不完全气密的外壳，通常带有棱纹框架以帮助冷却;设有外置风扇;多功能电机适用于大多数位置。
• 全封闭鼓风机冷却(TEBC):像TEFC一样，但提供了一个单独驱动的外部鼓风机，以保持电机冷却，即使在低速运行时，集成风扇将无效。

最佳做法是选择能够承受运行环境的电机，具有最佳的冷却性能。这将增加正常运行时间，延长操作寿命并减少所需的维护。

规划可用电源

可用的电源和首选的电机控制也在大小电机的应用中发挥作用。对于交流电机，用户将需要选择单相或三相电机的基础上，什么是在设施。一般来说，三相电源更适合于机器和工艺应用。此外，工作电压越高，相同负载所需的电流就越低，而低电流使用更薄的导体，产生的热量就更少。工业交流电机的常见电气连接是120v c单相，230vac单相和240/ 480vac三相。

选择工作电压通常归结为使用在给定位置通常可用的电压。但如果有选择，更高的工作电压可以提高电机的寿命。这在质量、风扇结构和绝缘系统可能无法充分散热的小型电机中尤其重要。三相电机比单相电机更容易反转，因此是需要正向和反向操作的应用的首选。

典型的应用

以下是典型应用和相应合适的电机尺寸选择:

• 单相或三相ODP电机:
  典型用途包括机床、输送机、包装机、配料机、食品和饮料设备、泵、风扇和空气压缩机。
• 三相TEFC电机:
  典型应用与ODB电机相同，但这些应用于遇到潮湿或肮脏条件的地方。
• NEMA高效率逆变负载TEBC电机:
  典型应用包括减速器、泵、机床和其他直接耦合设备，安装在潮湿、多尘或肮脏的环境中，需要长寿命和超高效率。
• 喷射泵电机(这些电机有特殊的密封，轴材料和设计):
  典型的应用包括喷射泵、井泵和其他液体泵送应用。

成功的电机尺寸要达到平衡

遵循本文中介绍的步骤将确保电机的大小适合所有负载条件，能够在环境中生存，并在功能上匹配可用功率。对于电机应用，通常有多种尺寸和其他选项，一个成功的设计将在这些选项之间取得最佳平衡，同时最大限度地减少初始和运营成本。

原始内容可以在设备工程．

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