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对60Hz异步电动机改频方案探讨 　　[摘要]根据我国近年来不少单位从国外引进许多额定频率为60Hz的异步电动机这一普遍情况，分析60Hz异步电动机直接使用于50Hz电网时出现的一些不利因素。针对这一技术难题，就此提出了几种改频的方案。这些方案的提出，确保了进口设备的顺利投运。 　　[关键词]异步电动机 频率 定子绕组 匝数 　　中图分类号：TM3 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)0620024－01 　　 　　我国近年来不少单位从国外引进许多额定频率为60Hz的异步电动机，但这种异步电动机，即使其额定电压与我国电网电压相符，直接使用也是不合适的。本文为了解决这一技术难题，针对进口设备的供电系统、开关装置、电机参数等进行了认真分析计算，决定对异步电动机的定子绕组进行改制即“改频”，就此提出了几种改频的方案。实践表明这些设备经过配改以后，起到了花钱少、收益快、效益高的效果。 　　 　　一、60Hz异步电动机直接使用在50Hz电源上的分析及使用方法 　　 　　有一台台湾产的1.92KW、4极三相异步电动机，UN=380V，IN=3.6A，频率为60Hz，E极。在接入380V，50Hz电源后，空载实验测得I0=3A=83.3%IN。 　　I0的增加，使得电动机的功率因数下降，电机的铜损及铁损增加，电机发热。对此可对60Hz的三相异步电动机采用缩短其连续工作时间和降低电压的方法。 　　（一）对60Hz异步电动机采用缩短连续工作时间 　　 　　根据公式得知，f1由60Hz变为50Hz时，n1减少，电机转速减少，△n=n1-n增加，E2=CeΦ△n增加，I2增加，电机的铜损、铁损增加，所以长时间把60Hz异步电动机接入50Hz电源，会令电机发热，缩短其使用寿命。因此把60Hz异步电动机接入50Hz电源，最简单措施是缩短连续工作时间。 　　（二）对60Hz异步电动机接入时降低其工作电压 　　380V，60Hz电动机用到380V，50Hz电源上时，铁心磁通和磁通密度均增加到原来（即380V，60Hz电源时）的1.2（60/50=1.2）倍，铁心磁通将饱和，会造成电磁铁、接触器等线圈过热或电动机因过电流发热而烧毁。为了使电动机不过电流，根据变频原理，就要维持磁通Φ不变，则改变的只有电源电压了。在50Hz电源中，要维持磁通Φ不变则电压： 　　 　　，也就是说，只有把电源电压降为317V时，才能使380V，60Hz的电动机在50Hz电源上使用时不发热，但降压后，设备的功率却将降为铭牌功率的83%。因此根本解决的方法是对其定子绕组进行改制即“改频”。 　　 　　二、对60Hz异步电动机进行改频方案的分析 　　 　　（一）改频的依据 　　利用电机原理，假定重绕前后的相数和过载系数不变，且R1 　　（R1为定子相电阻，x1为定子漏抗， 为折合到定子边的转子漏抗），对恒转矩负载，绕组每相匝数与电压、频率、极数的关系为： 　　 　　其中 　　 ――重绕后和重绕前的每相匝数 　　 ――重绕后和重绕前的电源电压 　　 ――重绕后和重绕前的电源频率 　　 ――重绕后和重绕前的电机极对数 　　从理论上讲，改频时，若保持电源电压不变，极数和转矩不变，则： 　　 　　也就是说，60Hz电机接在50Hz电源上使用时，其频率下降了17%（ 　　），则 必须是 的的1.2倍才能满足要求。 　　（二）对60Hz异步电动机进行改频的分析 　　现有一台15KW，6极的三相异步电动机，拆除其绕组时，记录该电机的参数如下： 　　 　　从理论上讲，对于这种年代久远且绝缘等级较低、槽满率不高的电机，可靠增加每槽导线数N1的办法进行改频，即改制后每槽导线数变为 　　 　　匝，取26匝 　　但实际操作发现 　　 　　这时槽满率达到80%以上，造成了下线困难，还容易导致下线时刮破漆包线，引起匝间短路。 　　若 由22匝改成24匝时， ，则槽满率又偏低了些，铁心利用率不高而导致出力减少，功率下降，则功率因数降低。 　　针对以上情况，改制时，可采用以下几种方案试行。 　　1. 改频方案1。改制时，选用0.17mmDM复合箔取代原来的0.20mm的绝缘槽，并把绕线截面积变为原来的0.83倍，而其他数据不变，仅将N1由22匝改成26匝，改制后测得I0=15.1A，为IN的44%(I0/IN=15.1/34=44%)，改制效果比较理想。 　　2．改频方案2。改制时N1由22匝改成24匝，同时将Y=7改成Y=8，理论分析计算得出kd由原来的0.9240提高到0.9804则综合匝数 　　匝，相当于改制后的绕组每相串联的有效匝数比原来提高了15.1%，改制后空载实验测得I0=12.5A占IN=