电力拖动方案确定原则和电动机的选择

一、电力拖动方案确定原则

交流电机特别是笼型异步电动机结构简单、运行可靠、价格低廉、维修方便、应用广泛，所以在选择电力拖动方案时，首先应尽量考虑笼型异步电动机，只有那些要求调速范围大和频繁起制动的机床，才考虑采用直流或交流无级调速系统。因此，应依机床对调速的要求来考虑电力拖动方案。

1、对于一般无特殊调速指标要求的机床，应优先采用笼型异步电动机。

2、对于要求电气调速的机床，应根据调速技术要求，如调速范围、调速平滑性、调速级数和机械特性硬度来选择电力拖动方案。

①若调速D=2~3（其中D=n_max/n_min）,额定负载下，调速级数£2~ 4，一般采用可变极数的双速或多速笼型异步电动机。

②若D=3~10，且要求平滑调速时，在容量不大的情况下，应采用带滑差电磁离合器的笼型异步电动机拖动方案。

③若调速D=10~100，可采用晶闸管直流或交流调速拖动方案。

1、  电动机的调速性质应与负载特性相适应

调速性质是指在整个调速范围内转矩和功率与转速的关系，有恒功率和恒转矩输出两种。以车床为例，其主运动需要恒功率传动，进给运动则要求恒转矩传动。若采用双速笼型异步电动机，当定子绕组由三角形改成双星形连接时，转速由低速升为高速，而功率却增加很少，适用于恒功率传动。但当定子绕组由低速的星形连接改成双星形连接后，转速和功率都增加一倍，而电动机输出转矩却保持不变，适用于恒转矩传动。

二、 电动机的选择

机床的运动部分大多数由电动机驱动。因此，正确地选择电动机具有重要的意义。

1.电动机结构形式的确定

一般来说，应采用通用系列的普通电动机，只有在特殊场合才采用某些特殊结构的电动机，以便于安装。

在通常的环境条件下，应尽量选用防护式（开启式）电动机。对易产生悬浮飞扬的铁屑或废料、或者切消液、工业用水等有损于绝缘的介质能侵入电动机的场合，应采用封闭式为宜。煤油冷却切削刀具或加工易燃合金的机床应选用防爆式电动机。

2.电动机容量的选择

正确地选择电动机容量具有重要意义。电动机容量选得过大是浪费，且功率因数降低；选得过小，会使电动机因过载运行而降低使用寿命。

电动机容量选择的依据是机床的负载功率。若机床总体设计中确定的机械传动功率为P₁，则所需电动机的功率P为：

                    P=P₁/h

式中，h为机械传动效率，一般取为0.6~0.85。

    机床的实际载荷是经常变化的，每个负载的工作时间也不尽相同，并且P₁ 往往是工程估算得出的，h也是一个经验数据，所以在实际确定时，大多采用调查统计类比法。这种方法就是对机床主拖动电动机进行实测、分析，找出电动机容量与机床主要数据的关系，据此作为选择电动机容量的依据。对常见的机床有（以下经验公式中功率P的单位为kW）：

①卧式车床

                   P=36.5D^1.54

式中,D为工件最大直径（m）。

②立式车床

                  P=20D^0.88

式中,D为工件最大直径（m）。

③摇臂钻床

                  P=0.0646D^1.19

式中,D为最大钻孔直径（mm）。

④外圆磨床

                  P=0.1KB

式中,B为砂轮宽度,当砂轮主轴采用滚动轴承时,K取0.8~1.1，采用滑动轴承时取1.0~1.3。

⑤卧式铣镗床

                  P=0.004D^1.7

式中,D为镗杆直径（mm）。

⑥龙门铣床

                  P=0.006B^1.15

式中,B为工作台宽度（mm）。

机床进给运动电动机的容量，车床、钻床约为主电动机的0.03~0.05，铣床则为0.2~0.25。

3.电动机转速的选择

笼型异步电动机的同步转速有3000、1500、750和600r/min等几种。一般情况下选用同步转速为1500 r/min的电动机。因为这个转速下的电动机适应性强，而且功率因数和效率也较高。对于一定容量，转速选得越低，则电动机的体积就越大，价格也越高，并且功率因数和效率也越低。但选得太高，则增加了机械部分的复杂程度。

4.笼型异步电动机的系列

Y系列电动机是全国统一设计的新系列产品，它具有效率高、起动转矩大、噪声低、振动小、性能优良、外形美观等优点，功率等级和安装尺寸符合国际电工委员会标准。

一般电动机的铭牌上有名称、型号、功率、电压、电流、频率、接法、工作方式、绝缘等级、产品编号、重量、生产厂家和出厂日期等栏。

若电压写380V，接法写Δ联接，表示定子绕组的额定电压为380V，应接成Δ联接。若电压写380V/220V，接法写Y/Δ联接，表明电源线电压为380V，应接成Y联接；电源线电压为220V，应接成Δ联接。

电流是指电动机绕组的输入电流。如果写有两个电流值，表示定子绕组在两种接法时的输入电流。