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發(fā)布時(shí)間:2021-08-13 08:51
電壓和電流是電機(jī)產(chǎn)品非常重要的關(guān)鍵性能參數(shù)。對(duì)于輸出功率相同的電機(jī),高壓電機(jī)對(duì)應(yīng)的電流很小,而低壓電機(jī)對(duì)應(yīng)的電流很大。但是不同的定義條件會(huì)對(duì)應(yīng)不同的結(jié)果。
最直接的比較方法可以比較相同功率條件下低壓電機(jī)和高壓電機(jī)的電流值:直觀地看,電機(jī)繞組和導(dǎo)線的導(dǎo)電面積差別很大;另一種比較方法是比較不同電源電壓下雙電壓電機(jī)的電流,同樣的道理是高電壓對(duì)應(yīng)較小的線路電流。
三相電機(jī)功率、效率、電流、電壓的關(guān)系是額定功率=額定相電壓額定相電流功率因數(shù)效率。從這個(gè)關(guān)系可以得出一個(gè)結(jié)論:在相同的功率條件下,電機(jī)的電壓和電流是負(fù)相關(guān)的,即一增一減的關(guān)系,與電機(jī)的功率因數(shù)和效率也有一定的關(guān)系。但是,在相同功率和相同極數(shù)下,功率因數(shù)和效率的差異很小,不會(huì)影響電機(jī)電壓和電流的整體趨勢(shì)。
對(duì)于同一臺(tái)電機(jī),不同的連接對(duì)應(yīng)不同的電壓。以380/660V雙電壓電機(jī)為例,380V對(duì)應(yīng)三角形接線,電機(jī)的線電流是660V星形接線正常電流的1.732倍(根數(shù)3)。但兩個(gè)接線的相電壓和相電流完全相同,但電源輸入電機(jī)的電流或線電流不同。之所以這樣配置或設(shè)計(jì)電機(jī),一是不允許改變電機(jī)中流通的額定電流,增加了過(guò)載,降低了驅(qū)動(dòng)達(dá)不到要求的負(fù)載設(shè)備的能力;其次,三相交流電機(jī)輸出相同功率時(shí),線電壓是相電壓的1.732倍(根數(shù)3),線電流是星形連接時(shí)相電流的1.732倍(根數(shù)3),而線電壓等于相電壓,線電流是角形連接時(shí)相電流的1.732倍(根數(shù)3)。
空載狀態(tài)下,對(duì)同一臺(tái)電機(jī)施加不同的電壓時(shí),電機(jī)的電流和電壓呈現(xiàn)非線性正相關(guān),即電流隨電壓增加而增加;在相同的負(fù)載條件下,電壓和電流的關(guān)系是負(fù)相關(guān)的。
以380V異步電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)為例,一般對(duì)電動(dòng)機(jī)施加100V電壓,以保證電動(dòng)機(jī)的電流基本處于額定電流水平,因?yàn)榇藭r(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài),這是典型的無(wú)限負(fù)荷狀態(tài)。如果施加額定電壓,電流通常會(huì)達(dá)到額定電流的6 ~ 8倍;但電機(jī)額定電壓下的空載電流通常遠(yuǎn)小于電機(jī)的額定電流,一般小于額定電流的1/2:高速電機(jī)占額定電流的比例很小,而多極低速電機(jī)占額定電流的比例很大,有的單繞組變極多速電機(jī)甚至接近或超過(guò)電機(jī)低速時(shí)的額定電流。
根據(jù)相同功率條件下電壓和電流的關(guān)系,以及相同電機(jī)在不同負(fù)載條件下電壓和電流的關(guān)系,我們很容易理解為什么電機(jī)在一些室外臨時(shí)線路條件下容易燒毀:為了達(dá)到額定功率或驅(qū)動(dòng)特定設(shè)備正常運(yùn)行,電機(jī)輸出只能在電壓不足的情況下通過(guò)增加電流來(lái)拖動(dòng)負(fù)載,最終結(jié)果是電機(jī)繞組過(guò)熱,因電流過(guò)大而燒毀。電機(jī)額定功率越高,電源電壓波動(dòng)引起的過(guò)流現(xiàn)象越嚴(yán)重;由于繞組匝數(shù)多,電抗值大,小型電機(jī)相對(duì)不靈敏。
額定電壓是電機(jī)額定運(yùn)行的基礎(chǔ)。在電機(jī)負(fù)載匹配合理的情況下,電機(jī)在額定電壓下運(yùn)行是最安全可靠的,要避免欠壓或過(guò)壓
電機(jī)欠壓運(yùn)行的不良后果很容易理解。畢竟在特定工況下運(yùn)行的電機(jī)必須輸出設(shè)備所需的轉(zhuǎn)矩,電壓不足,電流增大,才能保證輸出功率恒定。電源電壓過(guò)高不一定,可能導(dǎo)致電機(jī)電流增大,電機(jī)繞組絕緣使用壽命大大縮短,也可能導(dǎo)致電機(jī)電流降低,電機(jī)負(fù)載能力提高。當(dāng)電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)磁路不飽和時(shí),適當(dāng)?shù)倪^(guò)電壓會(huì)提高導(dǎo)磁材料的利用率,此時(shí)過(guò)載能力會(huì)增加,而勵(lì)磁電流不會(huì)明顯增加,但電流中的負(fù)載分量會(huì)隨著電壓的增加而成比例減少。綜合效果就是電機(jī)電流會(huì)降低。當(dāng)電機(jī)處于額定運(yùn)行時(shí),磁路飽和。過(guò)電壓會(huì)加劇磁路的飽和程度,勵(lì)磁電流會(huì)迅速增大,甚至呈指數(shù)級(jí)增大,導(dǎo)致電流急劇增大,燒毀電機(jī)。
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