60Hz电动机接在50Hz电网上的运行变化

世界上许多国家,如日本、英国电网的频率为60Hz。需要进口电动机时，应认真阅读所购产品说明书,校核电气参数是否符合我国电网实际情况，以免造成不应有的损失。下面讨论额定频率为60Hz的三相异步电动机接在频率为50Hz的电源上，在电压和输出功率为额定值时，电动机的主磁通、转速、电流、损耗和功率因数的变化情况。

1、主磁通的变化

根据公式φ=U 1 /4.44K1W1f 1 。式中φ为气隙主磁通；U1为电源电压；f1为电源频率；W1为定子绕组匝数；K1为与电动机结构有关的比例常数。

可以看出，由于电源电压恒定不变，所以气隙主磁通φ必然随着频率f1的减小而增大。当频率减小(60-50)/60=1/6时，气隙主磁通φ就增加20%。

2、转速的变化

异步电动机的转速n=60f/p*(1-s),其中p为电动机的极对数, s为转差率,当转差率变化不大时，转速n基本上正比于频率f，即n 2 /n 1 =f 2 /f1 =50/60=0.83，所以n~2~=0.83n~1~，电动机转速变慢。

3、电流的变化

异步电动机的近似等值简化电路如下图所示。

由上面简化电路可得I 1 、I m 、I2的表达式为:

I 1 =I m -I2

I 2 =u 1 /[(r 1 +r 2 /s)+j(x 1 +x 2 )]

I m =u 1 /[(r 1 +r m )+j(x 1 +x m )]

其中u1为电源电压；I 1 、I m 、I2分别为定子、转子和励磁电流；r 1 、r 2 、rm分别为定子、转子、励磁电阻；x 1 、x 2 、xm分别为定子、转子、励磁漏抗；s为转差率。由于r 1 《(x 1 +x 2 )、(r 1 +r m )《(x 1 +x m ),故可略去r1和r2进行分析。由于转差率在50Hz和60Hz时相差不大,所以电流近似反比于电抗，而电抗x=2πf，所以当额定频率为60Hz的三相异步电动机接在频率为50Hz的电源上时，电流增大约20%。

4、损耗的变化

由上图可知：r 1 、r 2 、rm三个纯电阻元件不变，电动机的损耗为：

定子铜损:P Cu1 =mI 1 ^2^r 1 ；

定子铁损:P Fe =mI m ^2^r m ；

转子铜损:P Cu2 =mI 2 ^2^r 2 。

从以上表达式可以看出：当电流的增大约1.2倍时,电动机发热损耗将增加(1.2)^2^约1.44倍。

5、功率因数的变化

在电压和输出功率为额定值时，额定频率为60Hz的三相异步电动机接在频率为50Hz的电源上，气隙主磁通φ增加20%。在电动机电磁负荷设计时，线负荷(表示沿定子圆周上单位长度的安培导体数)和气隙磁通密度值决定了利用系数，直接影响电动机的有效材料用量，所以在电动机设计时为了最经济地利用铁芯材料，通常使磁通密度的额定值选在磁化曲线开始弯曲的“膝点”附近,所以在气隙主磁通为额定磁通时电动机运行最经济，气隙磁通的改变会影响到励磁电流和功率因数。φ>φe将引起磁路过饱和，从而使励磁电流增加，电动机功率因数降低。