電動(dòng)機(jī)額定參數(shù)與電源參數(shù)不匹配的解決方案
皖南電機(jī)導(dǎo)讀:電動(dòng)機(jī)必須配備額定電源才能正常工作,但在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電機(jī)額定參數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)電源參數(shù)不匹配的情況,本文通過(guò)介紹幾種簡(jiǎn)單方法,通過(guò)改變電機(jī)繞組讓電動(dòng)機(jī)滿足現(xiàn)場(chǎng)電源條件,使電機(jī)正常運(yùn)行。
1 改變電動(dòng)機(jī)的使用電壓
電動(dòng)機(jī)只有在額定電壓下才能正常運(yùn)行,但實(shí)際工作中,經(jīng)常會(huì)遇到電動(dòng)機(jī)的額定電壓與電源電壓不符,一般現(xiàn)場(chǎng)改變電源電壓難度較大且費(fèi)用較高,這就需要改變電動(dòng)機(jī)的額定電壓。
改變電動(dòng)機(jī)的額定電壓,必須保持電動(dòng)機(jī)的磁負(fù)荷和線負(fù)荷及電流密度基本不變。另外,若低電壓等級(jí)的電機(jī)使用在高電壓的電網(wǎng)上,還需要考慮電機(jī)繞組絕緣的耐電壓強(qiáng)度。
1.1 改變定子繞組引接線接法
當(dāng)電壓比成3 倍數(shù)關(guān)系時(shí),可以改變定子繞組引接線的接法,使相電壓保持不變,來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的使用電壓。如圖一所示:
▲圖一 改變定子繞組引接線接法
改后電壓是改前3 倍時(shí),可將原來(lái)“△”接的電機(jī)改成“Y”接;如380V “△”接的電機(jī)可以改660V “Y”接。
改前電壓是改后3 倍時(shí),可將原來(lái)“Y”接的電機(jī)改成“△”接;如380V“Y”接的電機(jī)可以改220V“△”接。
1.2 改變定子繞組內(nèi)部接法
當(dāng)電壓成倍數(shù)關(guān)系時(shí),可以改變定子繞組內(nèi)部接法,使線圈(匝)電壓保持不變,來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的使用電壓。如圖二所示:
▲圖二 改變定子繞組內(nèi)部接法
改后電壓是改前2倍時(shí),可將定子繞組由2路并聯(lián)改為1路串聯(lián);如額定電壓110V,2路并聯(lián)的電機(jī),可以改成1路串聯(lián)在220V電網(wǎng)上運(yùn)行。
改前電壓是改后2倍時(shí),可將定子繞組由1路串聯(lián)改為2路并聯(lián);如額定電壓440V,1路串聯(lián)的電機(jī),可以改成2路并聯(lián)在220V電網(wǎng)上運(yùn)行。
對(duì)于功率較大、并聯(lián)支路數(shù)較多的電動(dòng)機(jī),改變使用電壓的方案就更多,如6路并聯(lián)改3路并聯(lián),3路“△”接改6路“Y”接等等,一般可以按照以下原則選用:
第一、改接后的繞組必須對(duì)稱,并聯(lián)支路數(shù)與極數(shù)關(guān)系應(yīng)滿足:2pa=整數(shù)
p-電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù) a-定子繞組并聯(lián)支路數(shù)
第二、電動(dòng)機(jī)使用電壓與計(jì)算工作電壓之差不能太大,否則影響電動(dòng)機(jī)性能,電壓差保證在5%以內(nèi)。
例如:三相異步電動(dòng)機(jī)YX3-280M-6/440V/50Hz,3路“△”接,現(xiàn)場(chǎng)電源為380V/50Hz,首先我們改為6路“△”接時(shí)可以在220V/50Hz電源上工作,然后通過(guò)改變引接線接法,改為“Y”接時(shí)就可以在380V/50Hz電源上工作。
1.3拆換定子繞組
實(shí)際工作中會(huì)有很多上述方法無(wú)法改變的情況,例如YX3-280M-6/600V/50Hz,3路“△”接,如果想工作在380V/50Hz電源上,通過(guò)改變繞組和引接線接法是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的,欲使電動(dòng)機(jī)利用起來(lái),只有兩個(gè)辦法,一個(gè)是配備調(diào)壓器,其二就是拆換定子繞組。
拆換繞組時(shí)必須保證各磁路的磁通密度和繞組導(dǎo)體的電流密度不變,可利用簡(jiǎn)單的比例關(guān)系求出新繞組的數(shù)據(jù)。當(dāng)并聯(lián)支路數(shù)不變時(shí),新繞組的每槽導(dǎo)體數(shù)N與電壓比成正比,即N=(U/U1)*N1 ,新繞組的導(dǎo)線截面積A與電壓比成反比,即A=A1/(U/U1) 。
式中:N-改制后定子繞組每槽導(dǎo)體數(shù); N1-改制前定子繞組每槽導(dǎo)體數(shù);
A-改制后定子繞組的導(dǎo)體截面積; A1-改制前定子繞組的導(dǎo)體截面積;
U-改制后電動(dòng)機(jī)的使用電壓; U1-改制前電動(dòng)機(jī)的額定電壓;
使用上述方法計(jì)算的新繞組,應(yīng)同原來(lái)的繞組型式、節(jié)距和接線方式一樣,如有變動(dòng),應(yīng)在計(jì)算后再按具體情況分別換算。
例如:YX3-280M-6/600V/50Hz,3路“△”接,每圈匝數(shù)41,并繞根數(shù)2-Φ1.5,如果要工作在380V/50Hz電源上,改制時(shí)N=(380/600)*41≈26 ,導(dǎo)體面A=3.53/(380/600)=5.6mm2,查線規(guī)表,選取2-Φ1.5并1-Φ1.6,改制后的繞組型式、節(jié)距和接線方式與原繞組相同。
2 改變電動(dòng)機(jī)使用頻率
目前市場(chǎng)上電動(dòng)機(jī)頻率基本50Hz、60Hz兩種,當(dāng)額定電壓與使用電壓相同時(shí),60Hz電動(dòng)機(jī)是不能直接用于50Hz電源的,因?yàn)椋旱谝?、激磁電流增加,將使電?dòng)機(jī)功率因數(shù)下降;第二、每極磁通增加,鐵心損耗增大,激磁電流增加,繞組銅損耗增大,這兩損耗都使電動(dòng)機(jī)效率降低,溫升增高;第三、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低,散熱變壞,溫升增高。
2.1 若要求轉(zhuǎn)矩不變,則U50=(50/60)*U60 ,
例如,額定電壓450V/60Hz的電動(dòng)機(jī)可以直接接在380/50Hz電源上運(yùn)行,如果保持電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩近似不變,則輸出功率應(yīng)降低16.7%。
2.2 若要求功率不變,則
例如,額定電壓420V/60Hz的電動(dòng)機(jī)可以直接接在380/50Hz電源上運(yùn)行,這時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出功率保持不變。
電動(dòng)機(jī)電壓可以用調(diào)壓器實(shí)現(xiàn),也可以拆換定子繞組實(shí)現(xiàn),在拆除原繞組時(shí)應(yīng)做好原始記錄,線規(guī)、每圈匝數(shù)、并繞根數(shù)、節(jié)距、并聯(lián)支路數(shù)等。當(dāng)使用電壓與原電壓相同時(shí),重?fù)Q繞組簡(jiǎn)易計(jì)算如下:則
N50-50Hz時(shí)繞組每槽導(dǎo)體數(shù); N60-60Hz時(shí)繞組每槽導(dǎo)體數(shù);
導(dǎo)體截面積要相應(yīng)減少10%左右,如果電動(dòng)機(jī)原來(lái)槽滿率不高,改成50hz電機(jī)時(shí),導(dǎo)體截面積可以不變,這樣拆換繞組后,電動(dòng)機(jī)的輸出功率基本保持不變。
皖南電機(jī)結(jié)束語(yǔ):三相異步電動(dòng)機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)額定參數(shù)和電源參數(shù)不匹配時(shí),通過(guò)上述幾種改制方案,能及時(shí)解決工程上常見(jiàn)的不匹配問(wèn)題,操作簡(jiǎn)單,費(fèi)用低廉,還能將舊電機(jī)利用起來(lái),減少浪費(fèi)。
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