1.5 电动机的选择
电机拖动系统中电动机的选择是依据生产机械的工艺要求、技术经济指标和工作环境等综合因素来决定的，包括电动机的类型选择、电压和转速选择、容量选择、工作制选择和防护等级选择等。
1.5.1 类型的选择
在满足生产机械技术性能要求的前提下，选择电动机应从结构简单、运行可靠、维护方便和价格等诸因素综合考虑。
一般生产机械无调速要求且希望速度稳定的硬机械特性，应首选结构简单、坚固耐用、价格低廉的三相笼型异步电动机。空载和轻载起动的电动机可选用Y系列的笼型异步电动机。要求起动转矩大的可选用YQ系列的笼型异步电动机。
对调速范围要求不高，且要求高起动转矩的应选用YR系列绕线转子异步电动机。
对只要几种速度而不需要无级调速的生产机械可选用YD系列变极多速异步电动机。
对要求无级调速，且调速性能良好的生产机械，可采用笼型异步电动机变频调速或直流电动机调速系统，但它们的运行维护复杂，投资费用高。
需要恒速的大型设备，如大型空气压缩机、水泵和风机等，可考虑选用同步电动机，可同时起到补偿电网功率因数的作用。
还有许多为适应专业和工作特点需要而设计的专用电动机，如冶金、起重用YZ系列和YZR系列电动机，潜水、潜油用YQS、YQY系列电动机和隔爆型YB系列电动机等，供各种工作环境选用。
1.5.2 工作制的选择
电动机的容量受温升的制约。而温升不仅取决于负载的大小，还与运行持续时间，负载变化情况，起动、制动的频繁程度以及断电休止时间的长短等运行状态有关。我国将电动机分为几种工作制。在选择电动机时必须根据生产机械的运行状态，选用工作制与之相当的电动机方为经济安全。
以下是我国电动机的9种工作制。
1）恒定负载连续工作制S1。
在恒定负载下长期运行时间内电动机足以达到热稳定，电动机的温升不超过允许值。
2）短时工作制S2。
在恒定负载下在规定的时间内连续运行。在此运行时间温升达不到稳定值，而停车时间内电动机温度可降低到周围介质温度。我国生产的短时工作制电动机的时限分为10min、30min、60min和90min四种。
3）断续周期工作制S3。
按相同的工作周期重复运行。每一周期包括一段恒定负载运行时间t1和一段断电停车时间t0。每一周期T的起动电流对温升没有显著影响。
工作时间t1与周期T的比值定义为持续率ε，即
我国生产的断续周期工作制的电动机标准时间为10min，持续率分为15%、25%、40%和60%等系列产品。
4）起动电流对温升有显著影响的断续工作制S4。
5）起动、电气制动对温升有显著影响的断续周期工作制S5。
6）连续周期工作制S6。
每一工作周期包括恒载、空载，但无断电停转。
7）包括起动、电气制动的连续周期工作制S7。
每一工作周期包括起动、恒载、电气制动、但无断电停转。这种工作制的起动电流和制动电流对温升的影响不允许忽略。
8）包括变速、变负载的连续周期工作制S8。
每一周期包括几段不同的转速、不同的负载，起动、制动、稳定运行，但无断电停车。
9）负载和转速均作周期变化的连续工作制S9。
Y系列电动机的基准工作制有S1、S3两种，其中S3可用于S2、S4～S8工作制。
1.5.3 电动机功率选择
电动机功率的确定是技术性很强的工作。如果电动机功率选择小了，一方面不能充分发挥生产机械的能力，使生产效率降低，另一方面电动机经常在过载下运行，会使它过早地老化损坏。如果电动机的功率选得过大，虽能保证正常运行，但很不经济。不仅设备投资增加，而且经常在轻载下运行，电动机没有充分利用，运行效率和功率因数都较低。
确定电动机功率的一般步骤如下：
1）计算生产机械的负载功率，画出负载图。负载图是选择电动机功率和确定电动机工作制的依据。负载图是根据工艺要求绘制的生产机械的负载功率P与运行时间t的关系曲线，如图1-42所示。
图1-42 负载图
2）确定生产机械的效率和传动机械的效率，选储备系数。
3）初选电动机功率，检验起动能力。
4）确定电动机功率，必要时根据环境温度修正电动机的功率。
如果环境温度偏离标准冷却介质温度（40℃）较大，在电压、转速不变时按下面公式修正电动机的功率
式中，PN′为修正后电动机的额定功率；PN为初选电动机的额定功率；Q0为环境温度；QN为电动机的额定温升；a为修正系数，笼型电动机的a为0.5～0.7，线绕转子电动机的a为0.45～0.6。
对恒载连续工作制S1、短时工作制S2和断续周期工作制S3的电动机，可按负载功率在相应的工作制系列产品中选电动机。若生产机械断续周期运行的持续率ε与S3系列产品的标准持续率εs相差较大，可按等效发热的原则来计算功率，再按计算功率从S3系列产品中选电动机。计算功率按下列公式求取
式中，P为电动机的负载功率；P′为电动机的计算功率；ε为负载的持续率；εs为标准持续率。
在其他工作制中，运行状态对电动机的温升关系比较复杂，电动机的功率计算方法也相当复杂，可参考电机拖动专门书籍。
【例1-3】 一台与电动机联轴的低压离心式水泵，其流量Q=50m3/h，总扬程H=14m，转速n=1450r/min，泵的效率η1=0.4，传动效率η2=1.0（联轴），试选择电动机功率。
解：由设计手册查得泵类负载功率计算公式
式中，Q为流量；H为扬程；ρ为液体密度；η1、η2分别为泵效率和传递效率。
水的密度ρ=1000kg/m3，流量Q=50m3/h=0.0139m3/s，将已知量代入式（1-43）得
储备系数K一般取1.05～1.20，现在选K=1.1，则电动机的计算功率
P′=KPL=1.1×4.76kW≈5.24kW
水泵电动机的工作制属S1，由产品目录初选Y（IP44）132S-4型电动机，PN=5.5kW，nN=1440r/min。
检验：PN＞P′，起动转矩为额定转矩的2.2倍，可采用全压起动。
【例1-4】 同上例，电动机工作环境为10℃，为电动机的功率进行温度修正，重选电动机的功率。
解：设PN′为新选电动机的容量，引用式（1-41）进行温度修正，选a=0.6，则得
所以PN′=P′/1.26=5.24kW/1.26≈4.16kW
重选Y（IP44）112S-4型电动机，PN=4.0kW，n=1440r/min。
检验：用4.0kW的电动机带水泵时过载系数为4.76/4.0=1.19＜1.26，所以用Y（IP44）112S-4型的电动机带水泵，有足够的过载能力，可安全运行。
1.5.4 外壳防护等级的选择
对电动机外壳结构的选择，应根据电动机工作场合、环境情况考虑确定。工作场合有爆炸气体和粉尘的应选用隔爆型电动机和电器，有化学腐蚀气体的场合应选用化学防腐型的，如此等等。
电动机外壳防护等级代号用两位数字表示[见GB4208—2008《外壳防护等级（IP代码）》]。第一位数字表示第一种防护等级，分为6级，即
0——无防护。
1——防护大于50mm的固体进入电动机。能防护人体误触及壳内带电部分及旋转部分。
2——防护大于12mm的固体进入电动机。能防护人手伸入壳内。
3——防护大于2.5mm的固体进入电动机。
4——防护大于1mm的固体进入电动机。
5——防止尘灰进入电动机，进尘量不足以影响电动机的正常运行。
第二位数字表示第二种防护等级，分为9级，即
0——无防护。
1——防垂直滴水进入电动机。
2——15°防滴电动机。从正常位置向任何方向倾斜15°以内任何角度，能防止垂直滴水进入电动机。
3——防淋水。能防护与垂直方向成60°范围内的淋水进入电动机。
4——防溅水电动机。
5——防喷水电动机。
6——防海浪电动机。
7——防浸水电动机。电动机浸入规定压力的水中，经受规定的时间，进水量对电动机无害。
8——潜水电动机。在规定的条件下能长期潜入水中对电动机无害。电动机为水密封型的。
为了便于安装，制造厂生产的电动机有卧式或立式两种结构。卧式电动机的轴是水平安装的，立式电动机的轴则与地面垂直安装，两者的轴承不同，因此不能随便混用。