电压不变时，电机使用在50hz与60hz的分析

cn1919

看到很多帖子讨论额定电压不变时，电机使用在50hz与60hz的相关问题，今天抽出点时间仔细分析一下，供大家参考。
以下为分析结果并给出简单解释，由于相关公式与数据，不好输入，及转速转距变化我在此省掉。相信大家都明白。
若有想深入了解的，请在跟贴中注明想了解的方面，我将给出详细解释。

1） 定子铁耗是降低的。
    原因：铁耗与f 是1.3次方，与磁密是2次方关系。50HZ 是磁密是60HZ是的1.2倍-不考虑磁路饱和的影响。
2) 转子铁耗变化不大-不考虑。
    原因：转子的f 非常低，为转差率s与电源频率f的乘积。故转子铁耗非常小，在一般的设计中是不考虑的。
3）定子铜耗降低。
    原因：铜耗至与电流有关系 P=I2*R，其中磁通量降低，说明需要的激磁电流下降。
4）转子铜耗下降。
    原因：根据4,44 公式，转子上的电压下降，故铜耗下降。
5) 机械损耗上升。
    原因：转速升高1.2倍
6〉风磨耗上升。
    原因：同5。
7) 功率因数上升。
    原因：空载激磁电流下降。

50HZ 电机用在60HZ 中注意事项：
1.        最大转距讲有所下降。转差率S增大，电机发热增加。
- 此时电机的额定负载比原来小。
2.        电机转速升高，注意检查轴承的寿命。

60HZ 电机用在50HZ 中注意事项：
1．        电机的各个部件发热较为严重。
-        可以适当的增加电机绕组匝数, 变为原来的1.2倍。
-        需要考察电机初始设计时铁心各部分的磁通密度的余量。较早期电机余量一般较大。
2．        电机寿命缩短。
-        在轻负载下，状况将有所改善，能够长期运行。

     大家也可以套用变频电机的思路去理解上面的意思。变频电机要求 电压与频率比值恒定，恒转距。高于额定频率时，只改变频率，此时恒功率。
     设计60hz的电机，电机铁心轭部等磁路可以适当的小，总重量轻。这也是为什么航空电机选用400HZ，提高频率，降低重量。
     关于某些电机标记50/60HZ时，是由于在电机设计时采用最苛刻的条件，并留出余量，故可适用两种频率。

以上与实际测试情况相符。     
由于本人从事电机的经验和接触的电机种类有限，欢迎各位，提出异议。
讨论才能进步

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向高手学习:)

long98194

哈！分析得很深刻吗，楼主干嘛不用Word来写，用附件来上传呢。期待、、、、、、、

robinson

向高手学习,分析得很深刻!:victory:

kuyew

谢谢楼主的分析,不过我遇到的问题是,单相异步电磁程序用在50Hz 可以,可用在60Hz 就算不出来了!

cn1919

回复5楼。
你现在的问题是讲你现在用的设计软件可以计算50HZ,但是不可以计算60HZ时的运行参数。
如果是上面的问题，这应该是由于你所使用的软件在编写的时候没有考虑60HZ得电机设计。
在做50HZ和60HZ 电机设计的时候，改变的不仅仅是频率，相对应的电机的主要尺寸比，气隙磁密，铁心的饱和系数等参数需要重新选择，故作60HZ电机设计时软件必须包括相应的参数。
本人曾经编写过一个三相感应电机得设计软件，也仅仅是基于国内的50HZ 编写及选用相关参数。

另：电机设计软件，大部分是基于磁路的计算，相关参数都时采用经验数据，故在选择设计软件是一定要了解软件中数据库所包含的功率范围，频率，电机种类，槽型类别，绕组结构种类，在进行设计，否则设计将于史册存在较大差异。

有一种基于磁场计算分析的软件，则可以通用，但是一般只考虑集中绕组，analysis, maxwell,etc.这种软件进行铁心设计可以，但是绕组设计参照用。

hypo_qu

楼主分析的很透澈，受益非浅啊

学无涯

经常 有的，看了受益 非浅。不过有时振动较大。

麦郎

是有，但是在国外的电机的有过。楼主分析的深了，相信大多数的人想知道是不是可以调过来用。

math_wh

向高手学习

cn1919

回复8楼

震动大，是因为转速改变导致的，很难避免

zhizhulin

60hz50hz没有本质区别，

chunlan

分析的很彻底，学习下

fengxingyun

学习了，认真分析也可以获得不少知识 啊

zhanghua7878

我觉得你们看别人分析就看谁说的多，有点专业俗语就觉得别人说的好，其实对于50HZ到60HZ的区别，原则上是60HZ的性能比50HZ要好，但具体要看设计和试验的结果，更要看用户使用过程中的反馈。

tjulix

请问4）中您提到的公式是e=4.44fkNФ么？
另外您提到的这些现象都是在空载状态下得出的，在带负载情况下，有些结论就不太对了。
例如定转子铜耗，若负载本身就是较重负载，则升频使用会造成定转子损耗增加。

tutj2000cn

我觉得你们看别人分析就看谁说的多，有点专业俗语就觉得别人说的好，其实对于50HZ到60HZ的区别，原则上是60HZ的性能比50HZ要好，但具体要看设计和试验的结果，更要看用户使用过程中的反馈。
zhanghua7878 发表于 2009-5-8 21:25

                               
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请楼上看清楚讨论的题目:  "电压不变时，电机使用在50hz与60hz的分析"

tjulix

我觉得你们看别人分析就看谁说的多，有点专业俗语就觉得别人说的好，其实对于50HZ到60HZ的区别，原则上是60HZ的性能比50HZ要好，但具体要看设计和试验的结果，更要看用户使用过程中的反馈。
zhanghua7878 发表于 2009-5-8 21:25

                               
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话粗理不粗，但是额定频率这东西不是电机设计人员定的，本来就是用户定的
同一个电机，60Hz无论如何要比50Hz的铁损小，自然效率要高些，但是额定负载也变了。

wzguang

在实际过测试过程中，我倒有遇到过这样的问题，一单相电机当电压不变，电机空载在60HZ比50HZ时温升要低1-3度，但负载时却相反，且使用在50HZ时其最大转矩还会比60HZ要大。

如果标签上贴的是50/60HZ共用，那是否是马达在设计过程中，其频率是采用中间值进行设计呢？

zenghailong

我赞同tjulix 的观点,应该要视负载的实际情况而定,(即额定点).
一台电机在高转速区时铁耗占的比例较大,铜耗所占比例较小;而在低转速即滑差
大时铁耗占的比例较小,铜耗所占比例较大
   另11楼的观点"震动大，是因为转速改变导致的，很难避免"我觉的有点解释不合适.
用单相电机而言,正常的50Hz电机在设计时应该是往磁场尽量圆靠隆(即逆序磁场尽量小).
但转换成60Hz时,相同的负载时,磁场圆度改变了,主副相变的不平衡,两者的电密差别增大
到甚至不合理.定转子磁密也变化,切向振动力改变了.