电动机的特点是其种类繁多,从用于小家电的分数马力装置到用于重工业用途的数千马力的电动机,不一而足。电机铭牌上的其他规格包括输入电压,额定电流,效率和RPM速度。
电动机的速度取决于其物理结构和供电电压的频率。电气工程师根据每种应用的需求来选择电动机速度,类似于如何根据机械负载来指定马力。
电源频率如何与电动机速度相关
根据国家/地区的不同,电源的频率可以为60 Hz或50 Hz。尽管三相电动机将同时通过两个电源输入旋转,但是如果将电动机指定为一种频率并与另一种频率一起使用,则会出现性能问题。
由于60Hz电源的极性切换速度比50Hz电源快20%,因此如果连接到60Hz,额定频率为50Hz的电动机将以更高的rpm旋转20%。电机转矩保持相对恒定,因此,较高的速度会导致较高的轴功率。尽管电动机释放的热量更多,但由于冷却风扇也会加速,因此可以补偿热量。但是,电动机倾向于吸收更多的无功电流,从而降低了功率因数。
另一方面,将60Hz的电动机连接到50Hz的电源则更为棘手。在保持相同电压的情况下降低速度可能会使电动机的磁芯饱和,增加电流并导致设备过热。在这种情况下,防止饱和的最简单方法是降低输入电压。理想情况下,V / Hz比应保持恒定:
以50Hz运行的60Hz电动机为其额定频率的83.3%。
为了保持V / Hz比率恒定,输入电压也应降低到83.3%。
如果电动机正常以240V和60Hz运行,则50Hz的输入电压应为200V,以保持4 V / Hz的比率。
电机接线和极数
永磁体有两个磁极,但是可以对电动机进行接线,以使其磁场具有更多的磁极数。两极电动机通过一个极性改变完成一整圈旋转,而四极电动机仅通过一个极性开关旋转180°。由于这些原因,更多的磁极会导致电动机速度降低:假设所有其他因素都相等,则四极电动机的旋转速度将是两极电动机的速度的一半。
一个60 Hz的电源每秒会改变极性60次,当连接到该电源时,一个两极电机将以3600 rpm的转速旋转。但是,四极电机只能以1,800 rpm的转速旋转。
对于50 Hz电动机,相应的速度在2极为3,000 rpm,在4极为1,500 rpm。
该概念可以用以下等式概括: