電動(dòng)機額定參數與電源參數不匹配的解決方案

皖南電機導讀：電動(dòng)機必須配備額定電源才能正常工作，但在實(shí)際現場(chǎng)中，經(jīng)常會(huì )出現電機額定參數和現場(chǎng)電源參數不匹配的情況，本文通過(guò)介紹幾種簡(jiǎn)單方法，通過(guò)改變電機繞組讓電動(dòng)機滿(mǎn)足現場(chǎng)電源條件，使電機正常運行。

1 改變電動(dòng)機的使用電壓

電動(dòng)機只有在額定電壓下才能正常運行，但實(shí)際工作中，經(jīng)常會(huì )遇到電動(dòng)機的額定電壓與電源電壓不符，一般現場(chǎng)改變電源電壓難度較大且費用較高，這就需要改變電動(dòng)機的額定電壓。

改變電動(dòng)機的額定電壓，必須保持電動(dòng)機的磁負荷和線(xiàn)負荷及電流密度基本不變。另外，若低電壓等級的電機使用在高電壓的電網(wǎng)上，還需要考慮電機繞組絕緣的耐電壓強度。

1.1 改變定子繞組引接線(xiàn)接法

當電壓比成3 倍數關(guān)系時(shí)，可以改變定子繞組引接線(xiàn)的接法，使相電壓保持不變，來(lái)改變電動(dòng)機的使用電壓。如圖一所示：

▲圖一 改變定子繞組引接線(xiàn)接法

改后電壓是改前3 倍時(shí)，可將原來(lái)“△”接的電機改成“Y”接；如380V “△”接的電機可以改660V “Y”接。

改前電壓是改后3 倍時(shí)，可將原來(lái)“Y”接的電機改成“△”接；如380V“Y”接的電機可以改220V“△”接。

1.2 改變定子繞組內部接法

當電壓成倍數關(guān)系時(shí)，可以改變定子繞組內部接法，使線(xiàn)圈（匝）電壓保持不變，來(lái)改變電動(dòng)機的使用電壓。如圖二所示：

▲圖二 改變定子繞組內部接法

改后電壓是改前2倍時(shí)，可將定子繞組由2路并聯(lián)改為1路串聯(lián)；如額定電壓110V，2路并聯(lián)的電機，可以改成1路串聯(lián)在220V電網(wǎng)上運行。

改前電壓是改后2倍時(shí)，可將定子繞組由1路串聯(lián)改為2路并聯(lián)；如額定電壓440V，1路串聯(lián)的電機，可以改成2路并聯(lián)在220V電網(wǎng)上運行。

對于功率較大、并聯(lián)支路數較多的電動(dòng)機，改變使用電壓的方案就更多，如6路并聯(lián)改3路并聯(lián)，3路“△”接改6路“Y”接等等，一般可以按照以下原則選用：

第一、改接后的繞組必須對稱(chēng)，并聯(lián)支路數與極數關(guān)系應滿(mǎn)足：2pa=整數

p-電動(dòng)機的極對數 a-定子繞組并聯(lián)支路數

第二、電動(dòng)機使用電壓與計算工作電壓之差不能太大，否則影響電動(dòng)機性能，電壓差保證在5%以?xún)取?/p>

例如：三相異步電動(dòng)機YX3-280M-6/440V/50Hz，3路“△”接，現場(chǎng)電源為380V/50Hz，首先我們改為6路“△”接時(shí)可以在220V/50Hz電源上工作，然后通過(guò)改變引接線(xiàn)接法，改為“Y”接時(shí)就可以在380V/50Hz電源上工作。

1.3拆換定子繞組

實(shí)際工作中會(huì )有很多上述方法無(wú)法改變的情況，例如YX3-280M-6/600V/50Hz，3路“△”接，如果想工作在380V/50Hz電源上，通過(guò)改變繞組和引接線(xiàn)接法是無(wú)法實(shí)現的，欲使電動(dòng)機利用起來(lái)，只有兩個(gè)辦法，一個(gè)是配備調壓器，其二就是拆換定子繞組。

拆換繞組時(shí)必須保證各磁路的磁通密度和繞組導體的電流密度不變，可利用簡(jiǎn)單的比例關(guān)系求出新繞組的數據。當并聯(lián)支路數不變時(shí)，新繞組的每槽導體數N與電壓比成正比，即N=(U/U₁)*N₁ ,新繞組的導線(xiàn)截面積A與電壓比成反比，即A=A₁/(U/U₁) 。

式中：N-改制后定子繞組每槽導體數； N₁-改制前定子繞組每槽導體數；

A-改制后定子繞組的導體截面積； A₁-改制前定子繞組的導體截面積；

U-改制后電動(dòng)機的使用電壓； U₁-改制前電動(dòng)機的額定電壓；

使用上述方法計算的新繞組，應同原來(lái)的繞組型式、節距和接線(xiàn)方式一樣，如有變動(dòng)，應在計算后再按具體情況分別換算。

例如：YX3-280M-6/600V/50Hz，3路“△”接，每圈匝數41，并繞根數2-Φ1.5，如果要工作在380V/50Hz電源上，改制時(shí)N=(380/600)*41≈26 ，導體面A=3.53/(380/600)=5.6mm2，查線(xiàn)規表，選取2-Φ1.5并1-Φ1.6，改制后的繞組型式、節距和接線(xiàn)方式與原繞組相同。

2 改變電動(dòng)機使用頻率

目前市場(chǎng)上電動(dòng)機頻率基本50Hz、60Hz兩種，當額定電壓與使用電壓相同時(shí)，60Hz電動(dòng)機是不能直接用于50Hz電源的，因為：第一、激磁電流增加，將使電動(dòng)機功率因數下降；第二、每極磁通增加，鐵心損耗增大，激磁電流增加，繞組銅損耗增大，這兩損耗都使電動(dòng)機效率降低，溫升增高；第三、電動(dòng)機轉速降低，散熱變壞，溫升增高。

2.1 若要求轉矩不變，則U₅₀=(50/60)*U₆₀，

例如，額定電壓450V/60Hz的電動(dòng)機可以直接接在380/50Hz電源上運行，如果保持電動(dòng)機的轉矩近似不變，則輸出功率應降低16.7%。

2.2 若要求功率不變，則

例如，額定電壓420V/60Hz的電動(dòng)機可以直接接在380/50Hz電源上運行，這時(shí)電動(dòng)機的輸出功率保持不變。

電動(dòng)機電壓可以用調壓器實(shí)現，也可以拆換定子繞組實(shí)現，在拆除原繞組時(shí)應做好原始記錄，線(xiàn)規、每圈匝數、并繞根數、節距、并聯(lián)支路數等。當使用電壓與原電壓相同時(shí)，重換繞組簡(jiǎn)易計算如下：則

N50-50Hz時(shí)繞組每槽導體數； N60-60Hz時(shí)繞組每槽導體數；

導體截面積要相應減少10%左右，如果電動(dòng)機原來(lái)槽滿(mǎn)率不高，改成50hz電機時(shí)，導體截面積可以不變，這樣拆換繞組后，電動(dòng)機的輸出功率基本保持不變。

皖南電機結束語(yǔ)：三相異步電動(dòng)機在現場(chǎng)出現額定參數和電源參數不匹配時(shí)，通過(guò)上述幾種改制方案，能及時(shí)解決工程上常見(jiàn)的不匹配問(wèn)題，操作簡(jiǎn)單，費用低廉，還能將舊電機利用起來(lái)，減少浪費。