50hz电源对60hz电机及60hz电源对50hz电机的影响

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对于某些进口设备，其电机额定频率为60Hz（480V，460V，440V，400V，380V），这些设备与50Hz国家的电力条件不同，但是，这些设备可以在50Hz国家使用吗？另外，对于出口电器，额定频率为50Hz的电机是否可以用于60Hz的电源？

1、额定频率为60Hz的电机在电压相同时用于50Hz电源（例如380V）

电机每极的磁通Φ可用下式表示：

Φ= k e U / 4.44fWk dp1

在公式：

k e - 减压系数

U - 额外电源电压（相电压）（V）

f - 电源频率（Hz）

W - 为定子绕组的每个串联线圈转动

k dp1 - 定子绕组系数

对于感应电动机，k dp1，W，k e都是固定值。当电压U固定时，频率f与每极的磁通Φ成比例，即

Φ 2 = F 1 / F 2 *Φ 1 = 60/50 *Φ 1 =1.2Φ 1

形式如下：下角的“1”代表60Hz的所有变量，“2”代表50Hz的变量。

另外，需要注意的是，电机铁芯的磁化曲线具有非线性特性，并且在设计过程中磁通裕度非常小。

（1）空载电流：当电源频率下降由60Hz到50Hz时，Φ 2 =1.2Φ ，即，由20％的通量为每极相应地增加，电机的各部分的磁通密度将增加减少20％。

由于设计过程中的磁通量裕度非常小，空载电流将增加20％以上。

如果空载电流接近或超过原始额定电流，则不能使用电动机。如果空载电流与原始额定电流之间存在较大差距，则可以使用。但总的来说，电机容量比以前少了至少20％。

（2）速度：速度由下面的公式决定

n 1 = 60f / P.

极点对数P是常数，当电源频率从60Hz变为50Hz时，速度降低

ΔN 1 =（F 1 - ˚F 2）/ F 1 =（60 -50）/ 60 = 16.6％≈17％

因此，电动机速度降低了约17％。

（3）启动电流：电动机是电感负载，其电抗值X与电源频率成正比。电源频率越低，X越低。虽然启动电流与电抗值X成反比，但电动机的启动电流将相应地增加约20％。

（4）转矩：转矩的大小与工频的平方成反比，即Mα1/ f 2。因此，当电源频率从60Hz变为50Hz时，扭矩将增加：

中号1 = F 1 2 / F 2 2 * M 2 = 60 2 /50 2 * M 2 = 1.44M 2

意味着增加约44％。类似地，电动机的最大扭矩和最小扭矩将相应增加。

（5）效率：电动机的主要消耗;

1. 铁消耗：它大约与磁通密度的平方和频率的1.3功率成正比，因此铁消耗P Fe比以前高约14％。

2. 定子铜消耗：如果负载电流相同，定子铜消耗P cu不变。

3. 转子铜耗：随着磁通密度增加20％，转子电流将减少16.6％，以保持相同的转矩。因此，转子铜消耗量P cu2将下降。

4. 额外消耗：风摩擦损失P F随着速度的降低而减小，约为原来的60％。额外消费量将大幅下降。

但电机输出功率大大降低，效率普遍降低。

（6）功率因数。随着空载电流的增加，虽然电机的电抗值下降，但仍然不足以补偿它。因此，功率因数也将下降。

（7）温度上升。核心磁通密度将是饱和的，因为磁通密度比原始磁通密度高20％。另外，随着速度的降低，通风效果恶化，因此，电动机的温度上升远高于原来的温度。

2、60Hz电动机用于50Hz电压降压分析

（1）减压电压的使用和减压电压的确定：为了使频率为60Hz的电动机在50Hz电网上使用而不通过电流产生热量，电动机的磁通量必须保持。

Φ= k e U / 4.44fWk dp1

唯一的变量是电源电压。

现在，以60Hz和380V的电机为例。使Φ 1 =Φ 2，Φ保持在未改变的50Hz的电源，然后

U'= f 2 / f 1 * U = 50/60 * 380 = 317（V）

（2）电压降低后电机速度和功率的变化

1）速度：由于极点对数P不变，异步电动机速度仅与电源频率f成正比。因此，如前所述，速度下降了约17％。

2）功率：由于设定Φ恒定，电压I在电压降低后保持恒定。根据输出功率的公式：

P =√3* UI *cosψ模拟世界各国电压及频率适配器生产厂家

将U'= f 2 / f 1 * U = 50/60 * U = 0.83U置于上述公式，则减压电机的电机功率约为原电机功率的83％。如果原电机的定子绕组采用Δ连接方式并转换为Y连接方式进行降压，其相电压将降至原来的1 /√3，即U'= 380 /√3= 220（V） ）。此时，通量Φ'也在减小，而电流IαΦ。然后我'=（220/317）I = 0.694I，电流是原来的0.694倍。因此，输出功率是

P 2 '=√3* U'I'*cosψ=√3*（（U /√3）* 0.694I）*cosψ= 0.4 *（√3* UI *cosψ）= 0.4P

这是原始力量的40％。

（3）实现电压降低的方法和可能性; 有两种方法可以解决降低电压17％的问题：

1. 对于电源电压较低的区域，可以通过调节电源变压器的分接开关来实现。通常，电力变压器的电压调节范围为±10％。

2. 添加稳压器。添加调节器的成本约为更换电动机成本的30％~60％，因此在经济上是值得的。

但是，必须注意电压降低后电机速度和功率将下降到原来的83％。如果不阻止机械设备的正常使用，可以采用降低电压的方法。通常，当机械设备配备电动机时，它们都具有20％~30％甚至更大的余量，以防止电压在电压降低时阻塞。另外，许多机械设备具有速度下降和扭矩减小的负载特性，因此可以采用降压方法。不过，速度的下降会对输出（加工机械）或风量（鼓风机）产生轻微影响。

（4）表1列出了用于50Hz，380V和60Hz 电压分别为480V，460V，440V，420V和380V电动机的要求。

表1. 50Hz电源中使用的60Hz电机的要求

用于60Hz电源的50Hz电动机的分析

分析方法与以前相同。现在，50Hz 380V的电机用于60Hz，380V，60Hz，420V和60Hz，440V的电源。参数列于表2中。

表2.在60Hz电源中使用的50Hz 380v电动机的情况

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