常聽說異步電動機(jī)發(fā)高燒,甚至燒掛了,這究竟是怎么一回事?怎么它就那么矯情!異步電動機(jī)發(fā)熱有多種原因,比如過載、冷卻不給力、缺相、短路等原因這都很好理解,我們就不啰嗦了。
異步電動機(jī)又稱感應(yīng)電動機(jī),是由氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,從而實現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能量的一種交流電機(jī)。轉(zhuǎn)子的內(nèi)部有渦流產(chǎn)生,所以會產(chǎn)生發(fā)熱。另外電機(jī)線圈有電阻也會產(chǎn)生一定發(fā)熱。電機(jī)定子線圈和轉(zhuǎn)子之間發(fā)生電磁感應(yīng),部分能量變成了電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的動能,部分能量使轉(zhuǎn)子被加熱的材料的內(nèi)部產(chǎn)生電流,依靠這些渦流的能量達(dá)到加熱目的。
讓人不好理解的是電壓高了會發(fā)熱!有人說了,這也好理解,根據(jù)歐姆定律就知道,一臺確定的電動機(jī),阻抗就是一定的,電壓高了電流就大,電流大了當(dāng)然就發(fā)熱!這還用你得瑟顯擺?好!就算你說對了,接下來再問你,還是這臺電動機(jī),為什么電壓低了它也發(fā)熱?既然高了發(fā)熱,低了也發(fā)熱,那么多少才不發(fā)熱呢?
先說電壓高了為什么發(fā)熱。并不是電機(jī)定了抗阻就定了,從異步電機(jī)的等效電路可知,電機(jī)的阻抗主要由兩部分并聯(lián)組成,也就是說電機(jī)的總電流由兩部分組成,一部分叫激磁電流,它流經(jīng)激磁支路,主要由電機(jī)的激磁阻抗限制 ; 另一部分是轉(zhuǎn)子回路電流折算到定子側(cè)后的電流,它流經(jīng)轉(zhuǎn)子折算支路,主要受轉(zhuǎn)子阻抗參數(shù)和轉(zhuǎn)差率的限制。總電流就是這兩部分的相量和。電壓高時,轉(zhuǎn)子支路電流不會有太大變化,但激磁支路電流會大幅增大,因為根據(jù)那個著名的4.44公式,電壓U≈4.44fw(phi),電壓高磁通就大,鐵心就飽和,激磁電抗就會大幅減小,激磁電流會大幅增大,定子銅耗增大,因此電機(jī)就會發(fā)熱。另外電壓高鐵耗也會大一些,也會加劇電機(jī)發(fā)熱。
再說為什么電壓低也會發(fā)熱。電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與電壓成正比,電壓低了電磁轉(zhuǎn)矩就會成平方降低,為了保持與負(fù)載轉(zhuǎn)矩的平衡,就得降低轉(zhuǎn)速,使轉(zhuǎn)差增大,轉(zhuǎn)差增大,轉(zhuǎn)子電流就會顯著增大,定子電流也會相應(yīng)地顯著增大,因此也會發(fā)熱。
那到底電壓多高就不會發(fā)熱了呢?在電機(jī)設(shè)計時,工程師們一般都會根據(jù)額定負(fù)載和額定電壓把電機(jī)設(shè)計得剛好在磁飽和的拐點(diǎn)附近,這就決定了電機(jī)運(yùn)行時電壓不得高于額定電壓太多。在額定轉(zhuǎn)矩運(yùn)行時電壓也不能過低,否則轉(zhuǎn)差太大也會使電流增大,導(dǎo)致電機(jī)過熱,通常不能超過額定電壓的±5%,當(dāng)然如果電機(jī)大馬拉小車,還是可以電壓更低一些的。
一臺特定的電機(jī)在特定的負(fù)載下,一定會有一個電壓值使得電流最小,通常這個電壓值在額定電壓附近,但不一定就是額定電壓,準(zhǔn)確計算這個電壓值還真是個有技術(shù)含量的活,有興趣的寶寶可以試著算一下。不過這個問題純屬有興趣追求卓越創(chuàng)造完美的事,一般情況下你就在額定電壓下運(yùn)行是非常安全的。