频率为60Hz或50Hz的电动机用于50Hz或60Hz的电源上的影响分析

1、频率为60Hz （或50Hz）的电动机用于50Hz （或60Hz）的电 源上的影响分析才在引进的一些国外设备中带来有频率60HZ、电压为480V、460V.440V、420V、380V的电动机，这些电动机的使用条件与我国实际情况不符，它们能否用于我国电网；另外，我国向国外出口成套设备也 产生了频率为50Hz电动机能否用于60Hz电网的问题。1 .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e可由下式表示KeU<p =4.44/WKdpl式中；Ke一降压系数；u外加电源电压（相电压）（V）/一电源频率（HZ）W一定子绕组每相串联线圈匝数；Kdpi一

2、定子绕组系数对于成品电动机，K<1Pl、W、6均为定值，当电压U为一定时, 频率/与每极磁通中成正比，即式中；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,中2=1,231，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

3、于同步转速由下式决定60/111 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% = 乎一竺贷0=16. 6% x 17%故电动机转速也随之下降了约17%o(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MocW因此2当电源频率由60Hz变成50Hz时，转矩增加了，72器M2 = L44Mz即增加了 44%左右。同理，电动机最大转矩和最小转矩也会相应增加。(5)效率。电动机的主要几种损耗中;1) 铁耗；约

4、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%o2)3)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。4)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。

5、2.60Hz电动机用于50Hz电网，降压使用时的分析(1)降压使用，降压电压的确定。为了使60Hz的电动机用于50Hz电网上不过电流发热，就得维持电动机的磁通不变，由公式中 = 77黑一可知，唯一可变的只有电源电压。4.44/WKdpi现以60Hz. 380V电动机为例。令中1 = <P2,则在50Hz电源中维持。不变的电压为。= 0=X380 = 317 (V)JI砌(2)降压使用后电动机转速、功率变化情况。1)转速。因在极对数P不变的情况下，异步电动机的转速只与电源频率，成正比，所以如前所述，转速约下降了 17%o热=0.83U2)功率。因为正设定e不变，所以降压使用后可认为电流I不

6、变。根据输出功率公式P = V5UIcos<p将阱*1代入上式比较，降压使用的电动机功率约为原电动机功率的83% 如果原电动机定子绕组为接法，若将其改为Y接法以降压使用，则 其相电压降至原来的1/b，即"=380八叵=220 (V)这时，磁通中也随之下降，而电流I“ 则I' = (220/317)1 = 0.6941,即电流为原来的0.694倍,故输出功率为P? = V3U I cos(p = V3X，X 0. 6941 cos <p = 0.4(V3UI cos(p) = 0.4P即为原来功率的40%。（3）实现降压的方法及可能性。解决降压17%的方法有两种;1

7、）对于电源电压较低的地区，可调节供电变压器的分接开关档位来达到，通常电力变压器调压范为 ±10%。2）增加一台调压器。因为增加一台调压器的费用约为更换一台电动机费用的30%60%,因此在经济上是合算的然而，须注意降压后电动机的转速和功率都将下降到原来的83%。如果不妨碍机械设备的正常使用，就可采用降压的方法。一般来说，机械设备在配备电动机时都具有20%30%的余量,甚至更大，以防电压降低后电动机产生堵转。另外，许多机械设备都 具有转速下降，力矩下降的负载特性，所以可以用降压的方法，只不 过转速下降会对产量（加工机械）或风量（风机）稍有影响。（4） 60Hz、480V. 460V、44

8、0V. 420V 和 380V 电动机用于 50Hz.380V电网及降压使用要求，见表428表42860Hz电动机用于50Hz电源要求原60Hz电动机（V）480460440420380用在50Hz电源降压使用（V）400383367350317输出功率均为原功率的83%直接用在50Hz. 380V电源降低功率可以使用不能长期使用，甚至不能使用50Hz电动机用在60Hz电源上的分析b分析方法同前。现将50Hz、380V电动机用于60Hz、380V 电源、60Hz、420V电源和60Hz、440V电源时各参量情况列于表4 29o表42950Hz、380V电动机用于60Hz电源情况参量用于60Hz、38W电源用于60Hz、420V电源用于6