在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械特性和安裝現(xiàn)場(chǎng)的具體要求，選擇拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的電動(dòng)機(jī)是系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、可靠和合理運(yùn)行的重要保障。衡量電動(dòng)機(jī)的選擇合理與否，要看選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)是否遵循了以下基本原則。，電動(dòng)機(jī)能夠完全滿足生產(chǎn)機(jī)械在機(jī)械特性方面的要求，如所需要的工作速度、調(diào)速指標(biāo)、加速度以及啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)間等。二，電動(dòng)機(jī)在工作過程中，其功率能被充分利用，即溫升應(yīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)值。三，電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)適應(yīng)周圍環(huán)境的條件，如防止外界灰塵、水滴等物質(zhì)進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部；防止繞組絕緣受到有害氣體的侵蝕；在有爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境中應(yīng)把電動(dòng)機(jī)的導(dǎo)電部位和有火花的部位封閉起來，不使它們影響外部等。遵循以上基本原則，不僅要根據(jù)用途和使用狀況合理選擇電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式、安裝方式和連接方式．還要根據(jù)溫升情況和使用環(huán)境選擇合適的通風(fēng)方式和防護(hù)等級(jí)等，而且更重要的是根據(jù)驅(qū)動(dòng)負(fù)載所需功率選擇電動(dòng)機(jī)的容量。同時(shí)還要考慮變頻器性能對(duì)電動(dòng)機(jī)輸出功率的影響。其中主要的是電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇。

選擇電動(dòng)機(jī)種類時(shí)，在考慮電動(dòng)機(jī)性能滿足生產(chǎn)機(jī)械的要求下，優(yōu)先選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、運(yùn)行可靠、維修方便的電動(dòng)機(jī)。在這方面，交流電動(dòng)機(jī)優(yōu)于直流電動(dòng)機(jī)，籠型電動(dòng)機(jī)優(yōu)于繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，異步電動(dòng)機(jī)優(yōu)于同步電動(dòng)機(jī)。

(1)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)。三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的電源采用的是應(yīng)用普遍的動(dòng)力電源——三相交流電源。這種電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、運(yùn)行可靠、維修方便。缺點(diǎn)是啟動(dòng)和調(diào)速性能差。因此，在不要求調(diào)速和啟動(dòng)性能要求不高的場(chǎng)合，如各種機(jī)床、水泵、通風(fēng)機(jī)等生產(chǎn)機(jī)械上應(yīng)優(yōu)先選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)；對(duì)要求大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的生產(chǎn)機(jī)械，如某些紡織機(jī)械、空氣壓縮機(jī)、皮帶傳送機(jī)等，可選用具有高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，如斜槽式、深槽式或雙籠式異步電動(dòng)機(jī)等；對(duì)需要有級(jí)調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，如某些機(jī)床和電梯等，可選用多速籠型異步電動(dòng)機(jī)。目前，隨著變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展，三相籠型異步電動(dòng)機(jī)越來越多地應(yīng)用在要求無級(jí)調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械上。

(2)三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)。在啟動(dòng)、制動(dòng)比較頻繁，啟動(dòng)、制動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，而且有一定調(diào)速要求的生產(chǎn)機(jī)械上，如橋式起重機(jī)、礦井提升機(jī)等，可以優(yōu)先選用三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)。繞線轄子電動(dòng)機(jī)一般采用轉(zhuǎn)子串接電阻（或電抗器）的方法實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)和調(diào)速，調(diào)速范圍有限，使用晶閘管串級(jí)調(diào)速，擴(kuò)展了繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用范圍，如水泵、風(fēng)機(jī)的節(jié)能調(diào)速。

(3)三相同步電動(dòng)機(jī)。在要求大功率、恒轉(zhuǎn)速和改善功率因數(shù)的場(chǎng)合，如大功率水泵、壓縮機(jī)、通風(fēng)機(jī)等生產(chǎn)機(jī)械上應(yīng)選用三相同步電動(dòng)機(jī)。

(4)直流電動(dòng)機(jī)。由于直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能好，可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)平滑調(diào)速，且調(diào)速范圍廣、精度高，所以，對(duì)于要求在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速和需要準(zhǔn)確的位置控制的生產(chǎn)機(jī)械，如高精度的數(shù)控機(jī)床、龍門刨床、可逆軋鋼機(jī)、造紙機(jī)、礦井卷?yè)P(yáng)機(jī)等，可使用他勵(lì)或并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)；對(duì)于要求啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、機(jī)械特性較軟的生產(chǎn)機(jī)械，如電車、重型起重機(jī)等，則選用串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)。近年來，在大功率的生產(chǎn)機(jī)械上，廣泛采用晶閘管勵(lì)磁的直流發(fā)電機(jī)一電動(dòng)機(jī)組或晶閘管一直流電動(dòng)機(jī)組。

二、電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇正確合理地選擇電動(dòng)機(jī)的功率是很重要的。因?yàn)槿绻妱?dòng)機(jī)的功率選得很小，電動(dòng)機(jī)將過載運(yùn)行，使溫度超過允許值，會(huì)縮短電動(dòng)機(jī)的使用壽命甚至燒壞電動(dòng)機(jī)；如果選得過大，雖然能保證設(shè)備正常工作，但由于電動(dòng)機(jī)不在滿載下運(yùn)行，其用電效率和功率因數(shù)較低，電動(dòng)機(jī)的容量得不到充分利用，造成電力浪費(fèi)。此外，設(shè)備投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，很不經(jīng)濟(jì)。

電動(dòng)機(jī)的工作方式有以下三種：連續(xù)工作制（或長(zhǎng)期工作制）、短期工作制和周期性斷續(xù)工作制。下面分別介紹在三種工作方式下電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇方法。

1．連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇在這種工作方式下，電動(dòng)機(jī)連續(xù)工作時(shí)間很長(zhǎng)，可使其溫升達(dá)到規(guī)定的穩(wěn)定值，如通風(fēng)機(jī)、泵等機(jī)械的拖動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)就屬于這類I作制。連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的負(fù)載可分為恒定負(fù)載和變化負(fù)載兩類。

①恒定負(fù)載下電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇。在工業(yè)生產(chǎn)中，相當(dāng)多的生產(chǎn)機(jī)械是在長(zhǎng)期恒定的或變化很小的負(fù)載下運(yùn)轉(zhuǎn)，為這一類機(jī)械選擇電動(dòng)機(jī)的功率比較簡(jiǎn)單，只要電動(dòng)機(jī)的額定功率等于或略大于生產(chǎn)機(jī)械所需要的功率即可。若負(fù)載功率為PL，電動(dòng)機(jī)的額定功率為PN，則應(yīng)滿足下式：

PN≥PL電機(jī)制造廠生產(chǎn)的電動(dòng)機(jī)一般都是按照恒定負(fù)載連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)的，并進(jìn)行形式試驗(yàn)和出廠試驗(yàn)，完全可以保證電動(dòng)機(jī)在額定功率工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)的溫升不會(huì)超過允許值。

通常電動(dòng)機(jī)的容量是按周圍環(huán)境溫度為40℃而穩(wěn)定的。

絕緣材料高允許溫度與40℃的差值稱為允許溫升。

應(yīng)指出，我國(guó)幅員遼闊，地域之間溫差較大，就是在同一地區(qū)，一年四季的氣溫變化也較大，因此，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)周圍環(huán)境的溫度不可能正好是40℃，一般是小于40℃。為了充分利用電動(dòng)機(jī)，可以對(duì)電動(dòng)機(jī)的容量進(jìn)行修正。

②變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇。在變化負(fù)載下使用的電動(dòng)機(jī)，一般是為恒定負(fù)載工作而設(shè)計(jì)的。因此，這種電動(dòng)機(jī)在變化負(fù)載下使用時(shí)，進(jìn)行發(fā)熱校驗(yàn)。所謂發(fā)熱校驗(yàn)，就是看電動(dòng)機(jī)在整個(gè)運(yùn)行過程中所達(dá)到的高溫升是否接近并低于允許溫升，因?yàn)橹挥羞@樣，電動(dòng)機(jī)的絕緣材料才能充分利用而又不致過熱。某周期性變化負(fù)載的生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載記錄圖如圖3-13所示，當(dāng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)這一機(jī)械工作時(shí)，因?yàn)檩敵龉β手芷谛愿淖?，故其溫升也必然做周期性的波?dòng)。在工作周期不大的情況下，此波動(dòng)的過程也不大。波動(dòng)的大值將低于相應(yīng)于小負(fù)載的溫開。在這種情況下，如按大負(fù)載選擇電動(dòng)機(jī)功率，電動(dòng)機(jī)將又有超過允許溫升的危險(xiǎn)。因此，電動(dòng)機(jī)功率可以在大負(fù)載和小負(fù)載之間適當(dāng)選擇，以使電動(dòng)機(jī)得到充分利用，而又不致過載。

2．短期工作制電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇在這種工作方式下，電動(dòng)機(jī)的工作時(shí)間較短，在運(yùn)行期間溫度未升到規(guī)定的穩(wěn)定值，而在停止運(yùn)轉(zhuǎn)期間，溫度則可能降到周圍環(huán)境的溫度值。如吊橋、水閘、車床的夾緊裝置的拖動(dòng)。

為了滿足某些生產(chǎn)機(jī)械的短期工作需要，電機(jī)生產(chǎn)廠家專門制造了一些具有較大過載能力的短期工作制電動(dòng)機(jī)，其標(biāo)準(zhǔn)工作時(shí)間有15min、30min、60min、90min四種。因此，若電動(dòng)機(jī)的實(shí)際工作時(shí)間符合標(biāo)準(zhǔn)工作時(shí)間時(shí)，選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率PN只要不小于負(fù)載功率PL即可，即滿足PN≥PN。

3．周期性斷續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇這種工作方式的電動(dòng)機(jī)的工作與停止交替進(jìn)行。在工作期間，溫度未升到穩(wěn)定值，而在停止期間，溫度也來不及降到周圍溫度值，如很多超重設(shè)備以及某些金屬切削機(jī)床的拖動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)即屬此類。

電機(jī)制造廠專門設(shè)計(jì)生產(chǎn)的周期性斷續(xù)工作制的交流電動(dòng)機(jī)有YZR和YZ系列。標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載持續(xù)率FC（負(fù)載工作時(shí)間與整個(gè)周期之比稱為負(fù)載持續(xù)率）有15%、25%、40010和60%四種，一個(gè)周期的時(shí)間規(guī)定不大于lOmin。

周期性斷續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)功率的選擇方法和連續(xù)工作制變化負(fù)載下的功率選擇類似，在此不再敘述。但需指出的是，當(dāng)負(fù)載持續(xù)率FC不大于loo/o時(shí)，按短期工作制選擇；當(dāng)負(fù)載持續(xù)率FC不小于70%時(shí)，可按長(zhǎng)期工作制選擇。

4．變頻器性能對(duì)電動(dòng)機(jī)輸出功率的影響通用的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)用于變頻調(diào)速時(shí)，由于變頻器的性能會(huì)降低電動(dòng)機(jī)的輸出功率，后還需要適當(dāng)增大電動(dòng)機(jī)的功率留做余量。主要從以下兩個(gè)方面影響電動(dòng)機(jī)的輸出功率。

(1)變頻器輸出諧波的影響。通用PWM型變頻器供給異步電動(dòng)機(jī)的是脈動(dòng)電流，而不是正弦交流電流，此脈動(dòng)電流在定子繞組中不可避免地產(chǎn)坐高次諧波，電動(dòng)機(jī)空載MAX147BEAP運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)和效率將會(huì)更低，負(fù)載運(yùn)行時(shí)的鐵損也會(huì)有所增加，導(dǎo)致輸出轉(zhuǎn)矩減小。額定負(fù)載下電動(dòng)機(jī)的電流增加約8%，溫升增高20%左右。這對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間工作在滿載或接近滿載狀態(tài)下的電動(dòng)機(jī)而言是不可忽視的問題?？蓮膬煞矫娼鉀Q：一是選用輸出端配置濾波器的變頻器，以減小變頻器輸出諧波的影響；二是適當(dāng)加大電動(dòng)機(jī)容量，可做增大電動(dòng)機(jī)額定容量的5%來考慮，以防溫升過高，影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命。

(2)超過額定轉(zhuǎn)速的影響。目前變頻器的頻率變化范圍一般是0~120Hz，而我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)異步電動(dòng)機(jī)額定工作頻率為50Hz，當(dāng)負(fù)載要求的高轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn)速不多時(shí)，可適當(dāng)增大電動(dòng)機(jī)的容量或選擇服務(wù)系數(shù)大于1.0的電動(dòng)機(jī)，以增加電動(dòng)機(jī)輸出功率，保證超額轉(zhuǎn)速下的輸出轉(zhuǎn)矩。但由于電動(dòng)機(jī)軸承機(jī)械強(qiáng)度和發(fā)熱等因素的限制，電動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速不能大于同步轉(zhuǎn)速的5U/o~10%。

5．確定所選通用標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的額定功率以初步預(yù)選的電動(dòng)機(jī)功率為基礎(chǔ)，再綜合考慮變頻器性能對(duì)電動(dòng)機(jī)輸出功率的影響，后確定所選通用標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的額定功率。

三、電動(dòng)機(jī)額定電壓的選擇電動(dòng)機(jī)額定電壓與現(xiàn)場(chǎng)供電電網(wǎng)電壓等級(jí)相符。否則，若選擇電動(dòng)機(jī)的額定電壓低于供電電源電壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)將由于電流過大而被燒毀；若選擇的額定電壓高于供電電源電壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)有可能因電壓過低不能啟動(dòng)，或雖能啟動(dòng)，但因電流過大而減小其使用壽命甚至被燒毀。

中小型交流電動(dòng)機(jī)的額定電壓一般為380V，大型交流電動(dòng)機(jī)的額定電壓一般為3kV、6kV等。直流電動(dòng)機(jī)的額定電壓一般為110V、220V、440V等，常用的直流電壓等級(jí)為220V。直流電動(dòng)機(jī)一般是由車間交流供電電壓經(jīng)整流器整流后的直流電壓供電。選擇電動(dòng)機(jī)的額定電壓時(shí)要與供電電網(wǎng)的交沆電壓及不同形式的整流電路相配合，當(dāng)交流電壓為380V時(shí)，若采用晶閘管整流裝置直接供電，電動(dòng)機(jī)的額定電壓應(yīng)選用440V（配合三相橋式整流電路）或160V（配合單相整流電路），電動(dòng)機(jī)采用改進(jìn)的23型。

四、電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速選擇行合理與否，將直接影響到電動(dòng)機(jī)的價(jià)格、能量損耗及生產(chǎn)機(jī)械的生產(chǎn)率等各項(xiàng)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

額定功率相同的電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速高的電動(dòng)機(jī)的尺寸小，因而體積小，質(zhì)量輕，價(jià)格低，所以選用高額定轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)比較經(jīng)濟(jì)，但由于生產(chǎn)機(jī)械的工作速度一定且較低(30~900r/min)，因此，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比越大，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)越復(fù)雜。所以，選擇電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速時(shí)考慮，在電動(dòng)機(jī)性能滿足生產(chǎn)機(jī)械要求的前提下，力求電能損耗少，設(shè)備投資少，維護(hù)費(fèi)用少。通常，電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速選在750~1500r/min比較合適。

五、電動(dòng)機(jī)形式的選擇電動(dòng)機(jī)按其工作方式不同可分為連續(xù)工作制、短期工作制和周期性斷續(xù)工作三種。原則上，電動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械的工作方式應(yīng)該一致，但可選用連續(xù)工作制的電動(dòng)機(jī)來代替。

電動(dòng)機(jī)按其安裝方式不同可分為臥式和立式兩種。由于立式電動(dòng)機(jī)的價(jià)格較貴，所以一般情況下應(yīng)選用臥式電動(dòng)機(jī)。只有當(dāng)需要簡(jiǎn)化傳動(dòng)裝置時(shí)，如深井水泵和鉆床等，才使用立式電動(dòng)機(jī)。

電動(dòng)機(jī)按軸伸個(gè)數(shù)分為單軸和雙軸兩種。一般情況下，選用單軸伸電動(dòng)機(jī)；特殊情況下才選雙軸伸電動(dòng)機(jī)。如需要一邊安裝測(cè)速發(fā)電機(jī)，另一邊需要拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械時(shí)，則選用雙軸伸電動(dòng)機(jī)。

電動(dòng)機(jī)按防護(hù)形式分為開啟武、防護(hù)式、封閉式和防爆式四種。為防止周圍的媒介質(zhì)對(duì)電動(dòng)機(jī)的損壞以及因電動(dòng)機(jī)本身故障而引起的危害，電動(dòng)機(jī)根據(jù)不同環(huán)境選擇適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)形式。開啟式電動(dòng)機(jī)價(jià)格便宜，散熱好，但灰塵、鐵屑、水滴及油垢等容易進(jìn)入其內(nèi)部，影響電動(dòng)機(jī)的正常工作和壽命，因此，只可在干燥、清潔的環(huán)境中使用。防護(hù)式電動(dòng)機(jī)的通風(fēng)孔在機(jī)殼的下部，通風(fēng)條件較好，并能防止水滴、鐵屑等雜物落人電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，但不能防止潮氣和灰塵侵入，因此，只能用于比較干燥、灰塵不多、無腐蝕性氣體和爆炸性氣體的環(huán)境。封閉式電動(dòng)機(jī)分為自扇冷式、他扇冷式和密閉式三種。前兩種用于潮濕、塵土多、有腐蝕性氣體、易引起火災(zāi)和易受風(fēng)雨侵蝕的環(huán)境中，如紡織廠、水泥廠等。密閉式電動(dòng)機(jī)則用于浸入水中的機(jī)械，如潛水泵電動(dòng)機(jī)。防爆式電動(dòng)機(jī)在易燃、易爆氣體的危險(xiǎn)環(huán)境中選用，如煤氣站、油庫(kù)及礦井等場(chǎng)所。

綜合以上分析可見，選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)從額定功率、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速、種類和形式幾方面綜合考慮，做到既經(jīng)濟(jì)又合理。