我需要多大尺寸的电动机?

根据负载的扭矩和速度来决定电动机的尺寸: 动力 (瓦特) 等于扭矩 (N·m) 乘以角速度 (辐射/秒). 用常数因子换算为马力或千瓦, 然后加上起始扭矩的余裕, 占空比, 以及效率. 对于大多数工业负载, 电机容量应在90–95%负载下以获得最佳效率, 并考虑服务系数.

电动机尺寸的公式是什么?

电机尺寸的核心公式为 功率 = 扭矩×角速度, 工程单位表示为 马力 = T × 转/分钟 / 5,252 (对于脚磅) 或 千瓦 = T × 转/分钟 / 9,550 (对于牛顿米).

根据Malloy Electric的说法, 这些常数来自机械功率与电力之间的单位换算. 1马力等于0.746千瓦, 以及5,252和9,550个常数解释了转速和扭矩单位转换为功率单位的过程.

使用这些公式, 你需要两样东西: 负载在轴处所需的扭矩, 以及必须转弯的速度. 关于扭矩和速度如何产生动力的更深入背景, 请参见我们的解说 电机功率来自扭矩转速.

扭矩, 速度, 以及电力: 它们如何协同工作

扭矩 是电机在轴上施加的转动力, 速度 是轴旋转的速度, 以及 动力 是两者的乘积. 你不能仅凭扭矩或速度来判断发动机尺寸——两者都需要.

一个60 Hz的四极电机同步速度为1,800转/分钟，但实际运行速度大约是1,750比1,负载时转速780转, 据Malloy Electric统计. 这个小差别叫做滑差, 这在感应电机中是正常现象.

具体来说: 一台100马力的电机，转速为1,750转/分钟可产生约300英尺磅的连续扭矩. 如果那台电机转速为3,改为500转/分钟, 在相同功率下，它大约能产生一半的扭矩——这也是为什么要高速, 低扭矩应用使用不同于低速的电机, 高扭矩的.

示例——为输送机驱动设计电机尺寸

对于需要12.5 N·m、转速150 RPM的输送机, 所需功率为12.5×150 / 9,550 ≈ 0.196千瓦, 约0.26马力. 在应用1.15的服务系数和80%的效率裕度后, 计算出的发动机大小大约为0.37马力——因此你会选择0.5马力的电机.

1. 确定负载扭矩和转速. 测量或计算传送带在传动轴处所需的扭矩, 以及轴速（转速）. 以这个例子来说: 12.5牛·米，转速150转/分钟.
2. 计算功率（千瓦）. 千瓦 = T × 转/分钟 / 9,550 = 12.5 × 150 / 9,550 = 0.196千瓦.
3. 除以效率. 电机效率不是100%. 使用0.80作为安全裕度: 00.196 / 0.80 = 0.245千瓦.
4. 乘以服务因子. 对于服务系数为1.15的通用电机: 00.245 × 1.15 = 0.282千瓦.
5. 四舍五入到标准尺寸. 下一个常见的电机功率超过0.282千瓦的是0.37千瓦 (00.5马力).
6. 验证启动扭矩. 确认电机的锁定转子扭矩超过输送机的断裂扭矩. 用于齿轮驱动输送机, 请咨询我们的 输送电机齿轮箱 通过减速器考虑扭矩倍增的指南.

在明业, 我们自家配备数控的工厂生产电机和齿轮箱, 所以我们把电机和减速器当作一个系统——变速箱放大电机扭矩，同时降低转速, 这会改变你需要的电机尺寸.

我该如何选择合适的电机类型和车架尺寸?

在计算出所需的马力或千瓦数之后, 将电机与你的应用匹配为 类型, 围栏, 以及 帧尺寸.

电机类型取决于负载的速度-扭矩行为:

围栏选择随环境变化. 一个TEFC (完全封闭风扇冷却) 电机适合尘土飞扬或潮湿的工业环境; 一个ODP (开放式防滴漏) 电机工作时干净, 室内, 干燥地点.

车架尺寸由电机的马力和速度决定——这决定了轴高度, 安装孔的位置, 以及整体尺寸. 在北美, NEMA框架尺寸如143T。, 215T, 或445T为标准配置; 国际, IEC框架尺寸使用公制尺寸. 10马力电机的典型规格可能是这样: 230/460 V, 1,760转, 215T车架, TEFC围栏, 效率92.4%, 1.15 服务系数.

什么是起动扭矩，为什么重要?

起动扭矩 (也称为锁定转子扭矩) 是电机在施加电压时从静止状态产生的转动力. 如果启动扭矩太低, 电机熄火，无法将负载加速至. 如果太高, 它可能会损坏齿轮, 联结, 或驱动设备.

起动电流也是一个因素. 根据Malloy Electric的说法, 跨线启动的涌入电流通常为满载电流的6到8倍. 这对于确定电机电源的尺寸以及负载频繁启动和停止的应用非常重要.

对于高断裂扭矩的负载——如破碎机, 厚材料混合器, 或者输送机满载启动——你可能需要更高的启动扭矩电机，或者像变频器这样的软启动装置来限制涌入电流.

工作周期与服务系数——我需要多少余裕?

占空比 描述电机随时间的负载情况: 额定负载下连续运行无限期, 而间歇性值勤则在跑步和休息之间交替. 服务系数 是超过电机额定马力的持续过载能力.

根据Malloy Electric的说法, 大多数通用工业电机的服务系数为1.15, 这意味着它们可以持续承受比额定功率高15%的动力. 重度负载电机通常带有1号.0 服务系数, 意味着没有持续过载.

工业变速箱供应公司称，1.15的服务系数电机暂时可承受比额定功率多15%的功率. 偶尔过载时使用服务系数, 而不是为了在高负载下持续运行——那会加速绝缘老化并缩短电机寿命.

效率如何影响电机尺寸?

电机效率既影响运行成本，也影响输出到负载的实际功率. 根据弗鲁克的说法, 电机在负载90%到95%时效率最高.

一个超大发动机在轻负载下运行，整个使用寿命都会浪费能量，且功率因数较低. 小尺寸电机过热且过早故障——Malloy Electric指出，小尺寸电机通常在服役12至36个月内故障，而规范规格的电机寿命仅限十年.

效率的最佳平衡点意味着你不应自动增加较高的安全余裕. 服务系数和工作周期之间，适度的10–15%余裕是正常的; 将计算大小翻倍为 "注意安全" 浪费能源和金钱，却没有可靠性的好处.

什么时候应该给齿轮电机而非直驱电机定型?

当负载需要低速高扭矩时——而直驱电机会转得过快或需要过大功率——就将电机与变速箱配对. 该 齿轮电机 将电动机与减速器结合, 因此，变速箱在降低输出速度的同时，提升了扭矩.

例如：, 如果你的输送机需要150转/分钟，但最小的高效电机运行在1,750转/分钟, 你有两个选择: 一个大型, 昂贵的低速绕组电机, 或者一台较小的高速电机驱动约11.7的变速箱:1 约化. 齿轮电机的进度几乎总是更小, 更便宜, 而且更高效.

这个差别很重要，因为电机在轴上的扭矩并不是传递给负载的扭矩——变速箱会将其乘以. 了解哪种配置最适合你的应用, 比较 齿轮电机与电动机的区别 选项, 那就检查一下 齿轮电机尺寸 你需要输出扭矩和速度，满足负载需求.

常见的电机尺寸错误

过大和过小是最常见的两个错误, 而且如果有准确的载荷数据，这两种情况都可以避免.

• 超额 在电机整个使用寿命内浪费能量. 超大电机在轻负载下运行, 效率和功率因数均较差, 而且购买和安装成本更高.
• 规模不足 会使电机过热并缩短寿命. 根据Malloy Electric的说法, 发动机尺寸过小通常在服役12至36个月内故障, 而规范合适的电机寿命可达第一个十年.
• 忽略起始扭矩 ——如果负载断裂扭矩较高，适合运载的电机在启动时可能会熄火.
• 将服务系数作为连续功率应用 ——1.15 是针对偶尔过载的, 不是全天候24小时运行，负载115%.
• 不匹配工作周期 —— 一种额定为连续工作能力的电机 (第一季) 间歇性负载运行没问题, 但间歇性工作电机不能连续运行.
• 忘记了环境条件 —— 高于1的环境温度或海拔,000 计量表需要降低电机的额定.
• 选择非逆变器负载电机用于变频器 — 变频工作会带来电压尖峰和加热，这些是标准电机可能无法应对的.

购前清单

在你订购发动机之前, 确认以下八项:

1. 运转时的负载扭矩 (牛·米或英尺磅).
2. 速度范围 (转速).
3. 占空比 (连续, 间歇性, 或循环).
4. 起始方法 (直线, 软启动, 或变频器).
5. 环境 (尘埃, 湿度, 化学品, 环境温度).
6. 围栏 (TEFC技术, ODP, 或防爆).
7. 电压与频率 (230/460 V，频率60 Hz, 或400伏50赫兹).
8. 服务系数与效率等级.

指定齿轮减速和电机的OEM厂商也应审查我们的 原厂减速电机购买指南 确认安装, 比率, 以及定制需求.

最终发言

根据负载的扭矩和速度来决定电动机的尺寸, 为启动扭矩增加适度余裕, 占空比, 以及效率, 然后将结果与标准电机额定值进行核对. 经过计算胜过猜测——测量实际负载, 应用公式, 并确认服务系数是否符合你的工作周期. 当负载需要低速和高扭矩时, 选择一个齿轮电机，将电机和减速器合为一体.

如果你正在为新或更换的发动机尺寸, 我们的工程师可以帮助您验证计算结果. 请联系明业，提供你的载荷数据——扭矩, 速度, 以及工作周期——我们会确认适合您的应用的电机和变速箱组合.