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技術(shù)應(yīng)用

電機知識之電壓相同的電機,60Hz電動機用于50Hz電網(wǎng)時的分析

來源:上海民泉   發(fā)布日期:2013/7/17
電壓相同(如均為380V),60Hz電動機用于50Hz電網(wǎng)時的分析;

電動機每極磁通Φ可由下式表示
Φ=(κe U)/(4.44ƒW κdp1 )
式中;κe—降壓系數(shù);
            U—外加電源電壓(相電壓)(V)
            ƒ—電源頻率(Hz)
           W—定子繞組每相串聯(lián)線圈匝數(shù);
           κdp1—定子繞組系數(shù)
對于成品電動機,κdp1、W、κ e均為定值,當電壓U為一定時,頻率ƒ與每極磁通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,電動機鐵心的磁化曲線具有非線性的特點,設(shè)計時磁通余量很小。
(1)空載電流。當電源頻率由60Hz降至50Hz時,
Φ 2=1.2Φ 1,即每極磁通相應(yīng)增加20%,電動機各部分的磁通密度要增加20%,由于設(shè)計時磁通余量很小,故空載電流的增加將大大超過20%。
如果空載電流接近或超過原來的額定電流,則電動機不能使用;如果空載電流尚有較大差距,則可以使用。但一般來說,電動機容量至少比原來減少20%以上。
(2)轉(zhuǎn)速。由于同步轉(zhuǎn)速由下式?jīng)Q定
n 1=60ƒ/P
式中;極對數(shù)P不變,因此當電源頻率由60Hz變成50Hz時,同步轉(zhuǎn)速下降了∆n 1=(ƒ 1-ƒ 2)/ƒ 1 =(60-50)/60=16.6%≈17%
故電動機轉(zhuǎn)速也隨之下降了約17%。
(3)起動電流。電動機是感性負載,其電抗值X正比于電源頻率,電源頻率越低,X變低,而起動電流反比于電抗值X,因此電動機的起動電流也會相應(yīng)地比原來增大20%左右。
(4)轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩的大小反比于電源頻率的平方,即M∝1/ƒ^2 因此當電源頻率由60Hz變成50Hz時,轉(zhuǎn)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,電動機大轉(zhuǎn)矩和小轉(zhuǎn)矩也會相應(yīng)增加。
(5)效率。電動機的主要幾種損耗中;
 鐵耗;約與磁通密度平方及頻率的1.3次方成正比,故鐵耗PFe約比原來增加14%。
 定子銅耗;如果負載電流相同,則定子銅耗Pcu不變。
 轉(zhuǎn)子銅耗;由于磁通密度增大了20%,為維持同樣轉(zhuǎn)矩,則轉(zhuǎn)子電流將減少16.6%,故轉(zhuǎn)子銅耗Pcu2有所下降。
 附加損耗;風摩損耗PF因轉(zhuǎn)速下降而降低,約為原來的60%;附加損耗下降很多。
但由于電動機的輸出功率大為降低,所以效率一般要下降
(6)功率因數(shù)。因空載電流增大,雖然電動機的電抗值下降,但仍不足以補償,因此功率因數(shù)也會有所下降。
(7)溫升。由于磁通密度比原來增大20%,鐵心磁通密度將飽和,另外,通風效果隨轉(zhuǎn)速的下降而變壞,因此電動機的溫升要比原來的高許多。



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