电压相同的电机60Hz于50H之间的区别

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摘要:电动机是感性负载,其电抗值X正比于电源频率,电源频率越低,X变低,而起动电流反比于电抗值X,因此电动机的起动电流也会相应地比原来增大20%左右。

电压相同(如均为380V),60Hz电动机用于50Hz电网时的分析;

电动机每极磁通Φ可由下式表示
Φ=(κe U)/(4.44ƒW κdp1 )
式中;κe—降压系数;
U—外加电源电压(相电压)(V)
ƒ—电源频率(Hz)
W—定子绕组每相串联线圈匝数;
κdp1—定子绕组系数
对于成品电动机,κdp1、W、κ e均为定值,当电压U为一定时,频率ƒ与每极磁通Φ成正比,即
Φ 2=ƒ 1/ƒ 2
即Φ1=60/50 Φ 1=1.2Φ1

式中;下角“1”代表60Hz的各量,“2”代表50Hz的各量。

另外,需注意,电动机铁心的磁化曲线具有非线性的特点,设计时磁通余量很小。
(1)空载电流。当电源频率由60Hz降至50Hz时,
Φ 2=1.2Φ 1,即每极磁通相应增加20%,电动机各部分的磁通密度要增加20%,由于设计时磁通余量很小,故空载电流的增加将大大超过20%。
如果空载电流接近或超过原来的额定电流,则电动机不能使用;如果空载电流尚有较大差距,则可以使用。但一般来说,电动机容量至少比原来减少20%以上。
(2)转速。由于同步转速由下式决定
n 1=60ƒ/P
式中;极对数P不变,因此当电源频率由60Hz变成50Hz时,同步转速下降了∆n 1=(ƒ 1-ƒ 2)/ƒ 1 =(60-50)/60=16.6%≈17%
故电动机转速也随之下降了约17%。
(3)起动电流。电动机是感性负载,其电抗值X正比于电源频率,电源频率越低,X变低,而起动电流反比于电抗值X,因此电动机的起动电流也会相应地比原来增大20%左右。
(4)转矩。转矩的大小反比于电源频率的平方,即M∝1/ƒ^2 因此当电源频率由60Hz变成50Hz时,转矩增加了,即M 1=(ƒ 1^2)/(ƒ 2^2 ) M 2=〖60〗^2/〖50〗^2  M 2=1.44M 2即增加了44%左右。
同理,电动机大转矩和小转矩也会相应增加。
(5)效率。电动机的主要几种损耗中;
铁耗;约与磁通密度平方及频率的1.3次方成正比,故铁耗PFe约比原来增加14%。
定子铜耗;如果负载电流相同,则定子铜耗Pcu不变。
转子铜耗;由于磁通密度增大了20%,为维持同样转矩,则转子电流将减少16.6%,故转子铜耗Pcu2有所下降。
附加损耗;风摩损耗PF因转速下降而降低,约为原来的60%;附加损耗下降很多。
但由于电动机的输出功率大为降低,所以效率一般要下降
(6)功率因数。因空载电流增大,虽然电动机的电抗值下降,但仍不足以补偿,因此功率因数也会有所下降。
(7)温升。由于磁通密度比原来增大20%,铁心磁通密度将饱和,另外,通风效果随转速的下降而变坏,因此电动机的温升要比原来的高许多。

标签:电机

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