电动机与机械设备匹配功率的计算方法

七、电动机与机械设备匹配功率的计算方法

1.概述

选用电动机时,应注意电动机的功率与机械设备、生产工艺要求相匹配。匹配功率的计算依赖三组数据:一是电动机额定转速和效率,二是工艺人员提供的负载转矩大小,三是机械速比和机械效率。有了上述的基本数据,就可以算出电动机的匹配功率了。匹配功率的计算公式有很多。比如从电动机的角度,根据动力学有:

P=M×ω/η

式中:P是匹配功率,M是电动机的输出转矩,ω是电动机的角速度,η是总的机械效率。

从负载的角度,根据动力学有:

P=F×v/η

式中:P是匹配功率,F是负载阻力,v是负载线速度,η是总的机械效率。

2.计算示例

以拉丝设备为例介绍匹配功率的计算方法。

(1)收集的数据

生产工艺提供的数据是:钢丝拉拔力(即所谓负载阻力)F,即

F=2394kg×9.8N/kg=23461N

机械部分获得的数据是:卷筒直径D=600mm=0.6m;伞齿轮和三角皮带两级变速,变速比分别为4.25和2.5,效率分别为94%和92%。

电动机数据:额定转速n=1000转/分钟,效率96%。

(2)从负载角度计算匹配功率

①总的机械效率η的计算。

　　η=94%×92%×96%=85%

②负载线速度v的计算。

　　v=πD×n/(4.25×2.5)=3.14×0.6×1000/10.625

　　 =177.3m/min=2.955m/s

③电动机匹配功率的选择。

　　P=F×v/η=23461×2.955/85%

　　 =81561W≈82kW

电动机匹配功率选择90kW。

(3)从电动机角度计算匹配功率

①总的机械效率η的计算。

　　η=94%×92%×96%=85%

②负载转矩M_f的计算。

　　M_f=F×D/2=23461×0.6/2=7038N·m

③电动机上的转矩M的计算。

　　M=7038/(4.25×2.5)=662N·m

④电动机角速度的计算。

　　ω=1000r/min×2π/r×1min/60s=105s^-1

⑤电动机匹配功率的选择。

　　P=M×ω/η=662×105/85%=81776W≈82kW

电动机匹配功率选择90kW。两种计算方法结果一致。