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3相380V异步电机能否在415V电网运行?

 昵称7ydVi 2018-06-05

选择电动机的额定电压等级要与电网电压相符。如果选择的额定电压低于电网电压,电动机将由于电流过大而被烧坏;如果选择的额定电压高于电网电压,会因为电流过大而减少了电机使用寿命甚至被烧坏。一般的中小型交流电动机的额定电压为380伏。以上文字是通常电机学书上讲的。在日常工业应用中,我们会发现有时三相电机的电源并不是严格的三相380V,而是比380V略高,最高达到400V。也就是讲额定电压为380V的电机似乎可以运行在电网为三相400V的电源下,那这又是为什么呢?既然可以在400V下运行,能否运行在电网为三相415V下呢?

电机运行时,输出功率越大,则电流和损耗越大,温度就越高,但最高温度不得超过绝缘的最高允许温度。因此,电机容许的长期最大输出功率(即电机的容量或额定功率)受绝缘的最高允许温度限制,或者说容量由绝缘的最高允许温度所决定。电机铭牌上所表明的额定功率就是指在标准的环境温度(我国规定为40℃)和规定的工作方式下,其温度不超过绝缘的最高允许温度时的最大输出功率。这就表明额定功率的大小主要是由电机的绝艳材料的允许温升制约和决定的,而电机的温升主要由电机的铁损和铜损大小决定,其中铁损是不变损耗,铜损是可变损耗。铜损与电机的电流平方成正比。因此,制约电机长期运行输出功率的是电机的电流,此电流就是电机的额定电流。对于同一台电机,对加在定子绕组上的三相电压的要求,首先应确保不超过电机绕组的绝缘电压,其次,可以根据电机的等效T型图和额定电流反推出额定电压。如果超过此额定电压,则由于电机参数一定【阻抗和感抗一定】,流过定子的电流势必超过额定电流。那么,本文开头所提到的380V电机如何运行在400V环境下的?原因只有一个,就是电机并未达到额定负载,虽然外加额定电压380V,但由于电机的负载较轻,相应流过定子的电流并未达到额定值,这样,当外加400V电压时,虽然定子的电流有所增加,但并未超过额定电流,因此,可以长期运行【通常设计中选取负载功率是电机额定功率的80-90%倍】。并不是由于额定功率不变,电压增高相应电流减少的缘故。其实,无论电机的转速是多少,加在电机上的电压越高,电机的消耗功率就会增加,这一点与电机的速度值无关。只不过在额定转速以下时机械功率和热工功率同步增加,而额定转速以上时,机械功率基本不变,而主要是热工功率在增加。

结论1: 额定电压较低的电机要在略高的电网下使用,需要扩大电机的额定功率,以备偏高的电压所产生的较大电流。

讨论1:额定电压为380V的电机长期运行在400V和415V电网下时,假定负载及散热条件均不变,试估算温升的增加值。

电机的温升与电机的效率和电机的散热面积成反比,也就是与电机的发热功率成正比。而发热功率与电流平方成正比,对于同一台电机,也就是与电压的平方成正比。

(400/380)2=1.108

(415/380)2=1.193

 

耐温等级

380V[℃]

400V[℃]

415V[℃]

Y

90

100

107

A

100

111

119

E

120

133

143

B

130

144

155

F

155

172

185

H

180

199

215

结论2:额定电压380V的电机要在400V、415V电网下运行,需要适当提高电机的耐热等级。如果以前是B级,则要改为F级,如果之前为F级,则要改为H级。

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