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電壓變動對感應電動機的運行有什么影響?

作者:肇慶富威電機有限公司 瀏覽: 發表時間:2021-01-31 14:53:21

分別說明電壓偏離額定值時對電機運行的影響。為了簡單起見,在討論電壓變化時,假設電源的頻率不變,電機的負載力矩也不變。

(1)對磁通的影響。

電動機鐵中磁通的大小取決于電力的大小,但在忽視定子繞組的泄漏阻抗壓降的前提下,電力相當于電機的電壓。由于電勢和磁通正比變化,電壓上升,磁通正比變大的電壓下降,磁通正比變小。

(2)對扭矩的影響。

無論是啟動力矩、運行時的力矩還是最大力矩,都與電壓的平方成正比。電壓越低,扭矩越小。由于電壓降低,啟動力矩減小,啟動時間增加,電壓降低20%,啟動時間增加3.75倍。需要注意的是,電壓下降到某個數值時,電動機的最大扭矩比阻力扭矩小,電動機停止旋轉。在某些情況下(如果負荷是泵,有水壓),馬達也會倒轉。

(3)對轉速的影響。

電壓變化對轉速的影響較小。但是,總的傾向是電壓下降,轉速也下降,電壓下降減少了電磁扭矩。例如,對于額定轉差為2%,最大轉矩為2倍的額定轉矩的馬達,電壓下降20%時,轉速只下降1.6%。

(4)對力的影響。

出力即軸的輸出功率。與電壓的關系與轉速對電壓的關系相似,電壓變化對出力的影響不大,但隨著電壓的下降出力也下降。

(5)對定子電流的影響。

定子電流是空載電流和負載電流的向量和。其中負載電流實際上與轉子電流相對應。負載電流的變化趨勢與電壓的變化相反,即電壓升高、負載電流降低、電壓降低、負載電流增加。空載電流(或激磁電流)的變化的變化趨勢與電壓的變化相同,即電壓增加,空載電流也增加,因為空載電流隨著磁通的增加而增加。

電壓降低時,電磁扭矩降低,轉差增大,轉子電流和定子中的負荷電流增大,空載電流減小。通常前者占優勢,電壓下降時,定子電流增大。

電壓升高時,電磁扭矩增大,轉差減小,負載電流減小,空載電流增大。但是,在這里,電壓偏離額定值少,磁通量少的情況下,鐵芯沒有飽和,空載電流的增加與電壓成正比,此時負載電流的減少占優勢,定子電流減少的電壓偏離額定值大,磁通量多的情況下,鐵芯飽和,空載電流快速上升,其增加占優勢因此,當電壓增大時,定子電流開始稍微減少,然后上升。此時,功率因數變差。

(6)對吸收無效電力的影響。

電機吸收的無效功率,一是漏磁無效功率,二是磁化無效功率,前者建立漏磁場,后者建立固定、轉子之間實現電磁能轉換用的主磁場。

漏磁無功功率與電壓的平方成反比變化,而磁化功率與電壓的平方成正比變化。但是,由于鐵芯飽的影響,磁化功率可能不與電壓的平方成正比。因此,當電壓降低時,從系統中吸收的總無效功率沒有太大變化,可能會減少。

(7)對效率的影響。

電壓下降時,機械損失實際上不變,鐵損失與電壓平方成正比減少的轉子繞組的損失與轉子電流平方成正比增加的定子繞組的損失決定了定子電流的增加還是減少,定子電流決定了負載電流和空載電流之間的關系。一般來說,電機在負荷時間(≤40%),效率稍微增加,開始立即下降。

(8)對發熱的影響。

電壓變化范圍小時,由于電壓下降,定子電流上升的電壓上升,定子電流下降。在一定范圍內,鐵消耗和銅消耗相互補償,溫度保持在允許范圍內。因此,當電壓在額定值±5%范圍內發生變化時,電機的容量仍然保持不變。但是,當電壓下降超過額定值的5%時,必須限制電機的輸出,否則定子繞組可能會過熱,因為此時定子電流可能會上升到相對較高的值。電壓上升超過10%時,磁通密度增加,鐵消耗增加,定子電流增加,銅消耗增加,定子繞組溫度超過允許值。


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