电机的转速是由什么决定的(电机的转速是通过改变电机的什么而实现)

网友提问:

电机的转速是根据什么来决定的?其原理如何?

优质回答:

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:

应用上面的等式,频率为60Hz的4极电动机的转速为1,800 rpm,而频率为50Hz的6极电动机的转速为1,000 rpm。但是,实际上这是磁场的速度,称为同步速度,并不总是与轴速度相对应。

如果电动机是同步的,则转子使用永磁体或电磁体以计算出的速度旋转。

另一方面,感应电动机将以略低于计算得出的转速运行。这是电磁感应现象的自然结果,不应将其视为故障。

如果电动机的铭牌速度为1,800 rpm,则可以得出结论,该设备是额定频率为60 Hz的4极同步电动机。另一方面,如果铭牌速度是较低的值,例如1,760 rpm,则该单元为感应电动机。

交流感应电动机速度

交流电动机之所以独特,是因为它们的设计能够以特定的速度运行,而不管其设计或制造商如何。交流电动机的速度取决于其具有的极数和电源的线路频率,而不取决于其电压。常见的交流电动机单元由两极或四极构成。在定子磁极中产生磁场,该磁场在转子中感应出最终的磁场,该磁场遵循定子中变化的磁场的频率。工作在60 Hz的两极交流电动机将始终以约3600 rpm的速度运行,四极交流电动机的速度将约为1800 rpm。

速度= 120 x频率(Hz)/电机极数

示例120 x 60赫兹/ 4极= 1,800 rpm

请记住,交流电动机的速度将不会以这些确切的数字运行,而是会稍低一些,因为电动机必须产生一定的打滑量才能产生扭矩。转子的旋转速度总是比定子的磁场慢,并且在不断追赶。这会产生使交流电动机运行的扭矩。定子的同步速度(3600和1800 rpm)与实际运行速度之间的差称为滑差。

可以通过增加或减小发送到电动机的频率,使电动机加速或减速来使用控件来更改三相交流电动机的速度。此外,许多交流控制具有单相输入,因此,您可以在没有三相电源的设施中运行三相电动机。

但是,这种改变速度的能力通常不适用于单相交流电动机。这些电动机直接插入标准壁装电源插座,并在可用的设定频率下运行。此经验法则的例外是使用单相交流电动机运行的吊扇,但具有三种不同的速度设置。

直流电动机速度

尽管永磁直流电动机也带有磁极,但是这些磁极不会像交流电动机那样影响速度,因为直流电动机还有其他一些因素在起作用。电枢中的匝数,电动机的工作电压以及磁铁的强度都会影响电动机的速度。如果直流电动机使用12 V电池运行,则这是设备可用的最大电压,并且电动机只能以额定12 V的速度运行。如果电池电量低且提供的电压较小,则该速度将相应减少。

现在,如果将相同的12 VDC电动机连接到24 VDC电源,则速度通常会加倍。请记住,在相同的负载/扭矩点上以两倍的速度运行电动机会导致电动机更加努力地工作,并产生更多的热量,随着时间的流逝,电动机可能会过早失效。

与三相交流和无刷直流电动机一样,控制器可与直流电动机一起使用。直流控制通过改变发送到电动机的电压来调节速度(这不同于交流电动机控制,后者会调节电动机的电源频率)。

交流分数马力电动机的典型空载或同步速度为1800或3600 rpm,而直流分数马力电动机的典型转速为1000-5000 rpm。如果应用要求较低的速度和/或较高的扭矩,则应考虑使用齿轮电动机。

总结

变频驱动器通过调节输入频率来控制电动机的速度,它们还调制电压以将V / Hz比率保持在磁芯饱和点以下。因此,即使将速度降低到铭牌值以下,VFD也不会损坏电动机。VFD的主要缺点是引起谐波失真,因为它们是非线性负载,但是可以用谐波滤波器来补偿。

其他网友回答

三相异步电机转数50×60÷极对数。5O为交流电频率(每分数5o次)。6O是每小时6o分。极对数二极电机1对,四极二对,以此类推。(得出的转数为电机同步转数,乘以转差率才是电机实际转数。

其他网友回答

多余的话题,这种问题对广大众生起重大作用吗?

版权声明