电机的输入电压即定子电压低于额定电压后,
1. 磁通:电动机铁芯中磁通的大小决定于电势的大小。而在忽略定子绕组漏阻抗压降的前提下,电势就等于电动机的电压。由于电势和磁通成正比地变化电压降低,磁通成正比地减小。
2. 力矩:不论是启动力矩、运行时的力矩或最大力矩,都与电压的平方成正比。电压愈低,力矩愈小。由于电压降低,启动力矩减小,会使启动时间增长,要注意的是,当电压降得低到某一数值时,电动机的最大力矩小于阻力力矩,于是电动机会停转。而在某些情况下(如负载是水泵,有水压情况下),电动机还会发生倒转。
3. 转速:电压的变化对转速的影响较小。但总的趋向是电压降低,转速也降低,因为电压降低使电磁力矩减小。
4. 出力:出力即机轴输出功率。它与电压的关系与转速对电压的关系相似,电压变化对出力影响不大,但随电压的降低出力也降低。
5. 定子电流:定子电流为空载电流与负载电流的向量和。其中负载电流实际上是与转子电流相对应的。负载电流的变化趋势与电压的变化相反,电压降低,负载电流增加。而空载电流(或叫激磁电流)的变化趋势与电压的变化相同,即电压降低,空载电流也减小,这是因为空载电流随磁通的减小而减。
当电压降低时,电磁力矩降低,转差增大,转子电流和定子中负载电流都增大,而空载电流减小。通常前者占优势,故当电压降低时,定子电流通常是增大的。
6. 吸取无功功率:电动机吸取的无功功率,一是漏磁无功功率,二是磁化无功功率,前者建立漏磁场,后者建立定、转子之间实现电磁能量转换用的主磁场。漏磁无功功率与电压的平方成反比地变化,而磁化功率与电压的平方成正比地变化。但由于铁芯饱的影响,磁化功率可能不与电压的平方成正比地变化。所以,电压降低时,从系统吸取的总的无功功率变化不大,还有可能减小。
7. 效率:若电压降低,机械损耗实际上不变,铁耗差不多与电压平方成正比减少;转子绕组的损耗和转子电流平方成正比增加;定子绕组的损耗决定于定子电流的增加还是减少,而定子电流又决定于负载电流和空载电流间的互相关系。总的来说,电动机在负载小时(≤40%),效率增加一些,而然后开始很快地下降。
8. 发热: 在电压变化范围不大的情况下,由于电压降低,定子电流升高;电压升高,定子电流降低。在一定的范围内,铁耗和铜耗可以相互补偿,温度保持在容许范围内。因此,当电压在额定值±5%范围内变化时,电动机的容量仍可保持不变。但当电压降低超过额定值的5%时,就要限制电动机的出力,否则定子绕组可能过热,因为此时定子电流可能已升到比较高的数值。当电压升高超过10%时,由于磁通密度增加,铁耗增加,又由于定子电流增加,铜耗也增加,故定子绕组温度将超过允许值。三相异步电动机的电磁转矩M是由转子电流I2与定子旋转磁场的磁通相互作用产生的.由转矩公式可导出异步电动机的电磁转矩和电原电压的平方成正比的结论.
异步电动机的电磁转矩对电源电压是很敏感的,如电源电压有所降低,电动机的转矩会大大降低,如电动机的端电压降低为原来电压的80%,电机转矩就会减少到原转矩的64%.如电动机的端电压降低为原来电压的70%,电机转矩就会减少到原转矩的50%.
我们知到异步电动机的电磁转矩与电压的平方成正比.假如电机空载时,若电源电压增大,则引起旋转磁场的磁通增大,磁通的增大又引起转子感应电流的增大,使电磁转矩成比例的增大,电动机定子电流也增大.反之,电磁转矩将按比例减小,定子电流也相应减小.
假如电动机在一定的负载状态下运行时,电动机输入电源电压下降,则电磁转矩下降,转子的
转速也下降(即:转差率S上升),这时定子磁场对转子的切割作用增强,转子产生的感应电流加大,转子电流所形成的磁场对定子磁场的去磁作用加大,使得定子绕组的电流也必需增大来补偿转子磁场的去磁作用,所以电动机的输入电流也越大.当定子电流的增加足以抵消转子磁场的去磁作用,电动机会在一个新的平衡点上稳定运行.
假如电动机输入电压继续降低,使负载阻力矩大于电动机的输出力矩,电动机的电流将急剧上生,容易烧毁电动机!
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规定,电动机只有在电源电压波动正负5%之内,方可长期运行.
"在电机启动时,为何又要降低电压起动,使它的起动电流降低,这是怎么回事呢,降低电压不是电流升高吗,是不是在起动时它的转速还很低的原因".
我们知到,异步电动机直接起动时,其起动电流可达额定电流的4-7倍,这么大的电流对电动机和供电线路都不利.所以在很多场合采用降压起动方式.比如星三角降压起动方式,起动时定子绕组接成星形,绕组承受的电压是额定电压的根号3分之一,使起动电流降为三角形接法的三分之一.
由于电动机的起动转矩与电压的平方成正比,所以星形接法时的起动转矩为三角形的三分之一.这种方法只适用于电动机轻载或空载起动.也就是说,电动机的输出力矩必须大于负载阻力矩.否则电动机处于堵转状态, 电动机定子端电压U的变化对电动机运行的性能影响很大: 当电压升高时,电动机的电磁力矩M正比于电压U的平方,电磁力矩增大,但这里分两种情况:当电压偏离额定值不大,磁通还增大得不多的时候,铁芯未饱和,激磁电流的增加是与电压成比例的,此时负载电流减小占优势.在负荷力矩一定时,由于电磁力矩增大,转差率S 将减小,转子电流也将随之减小,定子电流是减小的.(转差减小,负载电流减小,而激磁电流增大).
另一方面,当电压继续升高时,电动机中的磁通将增加,由于电动机磁路的饱和,在磁通增加不多的情况下激磁电流将大大增加.由于在额定负载范围内运行时,转差率很小,因此由于转差率减小而引起转子电流的减小小于电压升高激磁电流增加,结果使定子电流上升.因此,当电压升高时,不仅铁损增大,而且定子绕组的铜损也要增加,电动机的功率因数变坏.这就使定子绕组过热.
当电压降低时,由于磁通的减小使激磁电流也减小,电磁力矩降低,如负载力矩一定时,转差增大,转子电流和定子中负载电流都增大,而激磁电流减小.通常前者占优势,故当电压降低时,定子电流通常是增大的.
另一方面,当电压降低时,由于磁通的减小,电动机的电磁力矩M将正比于电压U 的平方而降低.假如电机输出额定功率时,电磁力矩M的减小将使转差率S增加较多,引起转子电路的功率因数降低,必将使转子电流大大增加,直到电动机产生的电磁力矩和负载力矩平衡为止.
如果电压降低过多,转差率的增大而引起转子电流的增加将大于激磁电流的减小.结果使电动机的功率因素变坏,转子和定子电流将超过允许值.虽然由于磁通减小,铁损或许降低一些,但铜损随电流的平方而成正比的增加,所以总的损耗还是增加,电机将会过热.即电机很生气,后果
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