50Hz的电机用在60Hz的电网上，扭矩，磁通，如何变化

华丽转身

有一年做项目，遇到电机的频率的问题，背景是这样的，设备是从大陆转移到台湾，当时转移的时候，并没有考虑到两地区之间电网频率不同的影响，没有对设备进行任何更改，直接发过去了。我们都知道，大陆的工频是50Hz，台湾的工频是60Hz。如果将额定频率为50Hz的电机用在60Hz工频的地区，不知道行不行？（电机是普通的三相异步电机）

当时，我大概思考了一下，电机的问题，第一个要考虑转速，如果工频从50Hz变成60Hz，那么转速应该是变大60/50倍，即是1.2倍的关系。因为这款电机主要是用来驱动风机吸余料的，转速高一点，没有关系。但是转速高了，轴承的转速也高，因为额定转速只有1500左右，这个转速对一般的轴承来说轻轻松松了，后面勤快一点加润滑油就是了。

第二个要考虑的问题是负载。当时并不知道如何去算这个负载如何变化，但是，我知道我们负载并不大，远远没有达到额定负载，这一点我也不担心。因为负载不大，所以电机也肯定不是满功率运行，所以也不担心电机发热的问题。而且，这个电机也并非一直在工作，只是产生余料的时候，才启动这个电机，所以就更不用担心这个问题了。

当时也问了电气的人，电气的回答说负载小，应该没有问题，不过要定期测一下电流和温度，如果发现有异常，及时处理就可以了。后来这款设备运行了两年多，也没有出现过问题，也验证了我们当时的想法。

虽然这件事情就这么过去了，但是我还是有一些搞不明白的地方，
第一，从50 Hz变到 60 Hz, 输出扭矩到底如何变化？ 我查了一下电机手册，说是降低到70%左右，不知道对不对？
第二，从50 Hz变到 60 Hz，电气的人说磁通会变化，到底如何变化？

哪位大侠对这个有研究的，帮忙解答一下。

2266998

你自己考虑几个问题，就豁然开朗了

1，首先是压频比的问题，玩电机，玩调速，首先想这个问题，50赫兹，60赫兹，对应额度，都有其固定的压频比，超过这个就不行了，玩变频调速，也是有这个问题的，

2，再就是你这么用相当于‘固定变频’了，想一想恒功率，恒扭矩，为什么那么要求，一个是机械强度，再一个是热量，


3，频率与磁通就发生关系了，这个有典型公式，看看变多少，而变频器是可以调压频比的，而你这个不能调，看看到底差多少，可以计算出来的，

皮卡丘不会打乒乓球

先说工作条件，负载远远没达到额定，近似空载。 电机由50 hz供电条件变成60hz。


近似空载运行条件下，电机转差率接近于0，那么电机转子感应电压非常低且感应的频率也很低，近似直流电。此时转子自感几乎没啥作用。基本转子电流都是消耗在铜耗上面了。也就是说基本转子从定子侧得到的功率很小，但转子转速应该会有一定上升。


回头说定子，定子功率有几个去向， 定子铜耗，铁耗， 涡流磁滞，产生定子磁场向转子传输功率。  频率上升带来第一个现象就是定子的电抗“变大了”，换句话说正弦电流的幅值会有一定下降。电流下降导致磁场强度降低。

稳定运行状态下，供电频率上升，但是供电电压没变。说明电机的压频比关系变化了，磁场变动结果就是那个原来的转子电流和力矩关系不对了。

最后要研究这个问题，需要方程，整个电机参数，写模型方程，调整外界电压。看结果。

至于动态过程，必须依照方程的计算结果。

华丽转身

2266998 发表于 2019-8-12 18:14
你自己考虑几个问题，就豁然开朗了

1，首先是压频比的问题，玩电机，玩调速，首先想这个问题，50赫兹，60 ...

8爷总是能抓住关键，这种能力吓人啊。

经过8爷的提示，我自己再根据这些提示查了一些资料，基本解决问题了，此处给自己一些掌声，哈哈。

首先看是恒扭矩电机，还是恒功率电机，如果是恒扭矩电机，输出扭矩和频率的二次方成反比，写成公式就是 Tmax  ∝ 1/f^2. 其实这是通过 压频比推算出来的公式， 原始公式应为 U/(f*sqar(Tmax)) = 常值。 这时候算出来的扭矩为原扭矩的 70%。

如果是恒功率电机，那么根据压频比公式 U/sqar(f*P) = 常值 ，这个时候 功率 P ∝ 1/f. 大约为原功率的 83%，而转速又是原转速的1.2倍，那么扭矩也是原扭矩的 70%。

对于磁通，有现成的公式可套， U = 4.44 * f * W * Φ  (其中，u 电压 f 频率 Φ 磁通 W 匝数），那么电压不变的情况下，新磁通为旧磁通的 50/60， 约为 83%。

经过查资料，还附带解决另一个问题，对于恒功率电机，根据公式 T = 9550 P/ n  ， 是不是当转速 n 非常小的时候，扭矩 T 可以为无穷大呢？ 其实不是的，当转速很小的时候，相当于转差率为1，那么这时候的扭矩就是启动扭矩，换句话说，当转速n变小的时候，扭矩 T 是先变大，后减小，因为速度小到一定程度的时候，功率已经开始下降了。

风声1923

华丽转身 发表于 2019-8-12 21:24
8爷总是能抓住关键，这种能力吓人啊。

经过8爷的提示，我自己再根据这些提示查了一些资料，基本解决问题 ...

大虾，你这说法我认为不太妥。



首先看三相异步感应电机的电磁转矩公式，在额定扭矩稳态运行时，转差率s一般4%左右，可以忽略根号内的平方项(s*X2)^2，就能得到T ∝ s*E^2 / Ns, Ns是同步转速，正比于电源频率f,



所以频率从50Hz变为60Hz，电压和转差率（假设）又保持不变的情况下，转矩是原来的5/6倍，83.3%


也就是工作于基频以上的恒功率状态，机械特性也变得更软。


再有，恒转矩和恒功率只是V/F控制下，电机的不同运行状态。