460V60Hz三相异步电机在380V50Hz电网下的试车策略

460V60Hz三相异步电机在380V50Hz电网下的试车策略袁鑫;平伟
【摘要】Large export -oriented electromechanical equipment must be strictly tested and inspected before exportation. Some three-phase asynchronous motors which are used in the above equipments have been designed according to 460V 60Hz standard. The way to test those electromechanical equipments safely and reliably under domestic 380V 50Hz power grids should be confirmed in advance during electrical design stage.%出口大型机电产品使用的三相异步电机,按照460V60Hz标准设计,这些出口机电设备在国内必须试车和进行严格的出口检验,如何在国内380V50Hz电网条件下安全、可靠的试车,在设备电气设计阶段必须提前研究确认.
【期刊名称】《锻压装备与制造技术》
【年(卷),期】2012(000)001
【总页数】2页(P49-50)
【关键词】机械制造;试车;三相异步电机;不同电压频率
【作者】袁鑫;平伟
【作者单位】天水锻压机床有限公司国家级企业技术中心,甘肃天水741020;天水锻压机床有限公司国家级企业技术中心,甘肃天水741020
【正文语种】中文
【中图分类】TM343+.2
随着我国参与国际经济贸的不断深化，国产大型机电设备出口量逐年增加，一些国家的电网电压460V、频率60Hz，为此，出口这些国家的大型机电设备必须按照460V60Hz标准设计[1]。

为保证产品质量，按此标准设计的机电设备在国内必须
试车和进行严格的出口检验。

目前国内电网为380V50Hz,这样的条件下，如何安全、可靠试车，就是摆在大型机电成套设备设计阶段必须解决的问题。

出口的机电设备，如果整机功率较小（＜22kW），可采用一套变频—调压机组，将380V50Hz电压调节到460V60Hz，满足出口机电设备试车需要。

随着出口成
套设备容量增大（如＞600KW）,则需要投资大容量变频－调压机组，对企业无疑是一种沉重的负担。

寻找一种既经济安全，又可靠、可行的试车方案，对企业有十分重要的现实意义。

式中：E——电机定子绕组感应电势；
U——电机额定电压；
k——比率系数；
Φm——电机气隙磁通量的最大值；
N——电机绕组匝数；
f——电机频率。

将460V60Hz，380V50Hz的电压、频率值分别代入式（2）中得式（3）、式（4）：
式（5）说明，460V60Hz标准设计的三相异步电机接入380V50Hz电网下运行，虽然施加到电机上的电压比电机额定电压降低，电网频率比电机额定频率降低，电机气隙磁通量的最大值比率基本上未发生变化（比值为1），电机铁心没有达到饱和，励磁电流没有超过原电机额定值，电机温升不会超过设计温度。

因此，在工程上按460V60Hz标准设计的电机允许接入380V50Hz电网，并允许长期运行。

2.2 对电机输出功率的评估
将460V60Hz标准设计的三相异步电机在380V50Hz电网下运行，主要评估电机长期运行下的温升、电机输出转速、电机输出功率和电机输出转矩等指标，这些指标关系到试车的成败。

2.1 对电机温升的评估
式中：P——电机输出功率；
U——电网电压；
I——电机电流；
cosø——电机功率因数；
η——电机效率。

要保证在460V60Hz标准下设计的三相异步电机，在380V50Hz电网下长期运行，由于电机气隙磁通量的最大值比率未发生变化，励磁电流没有超过原电机额定值，在工程上可以认为电机额定电流不变，在额定电流不变的前提下，分别计算460V 和380V下电机输出功率，两种功率比:
由式（7）说明，要保证三相异步电机在380V50 Hz电网下可靠运行，应该保证460V60Hz标准设计的三相异步电机达到额定电流值，电机输出功率减小原额定
功率的20%，电机带负载能力降低20%，电机达不到满负荷试车的要求。

2.3 对输出转速的评估
式中：n——电机输出转速；
p——电机极对数；
f——电网频率；
s——电机转差率（0.01～0.04之间）。

将 460V60Hz，380V50Hz频率值分别代入式（8）,得式（9）、式（10）：
由式（11）说明，按460V60Hz标准设计的三相异步电机接入380V50Hz电网下运行，转速下降原电机额定转速的25%,如果是油泵电机，则油泵流量减小25%，
油缸工作速度相应降低，出口机电设备工作节拍、工作效率将下降25%。

2.4 电机输出转矩的评估
式中：T——电机输出转矩，N·m；
P——电机输出功率，kW；
n——电机转速，r/min。

将460V60Hz，380V50Hz计算的功率变化率，转速变化率分别带入式（12）中：由式（13）说明，由于将460V60Hz标准设计的三相异步电机接入380V50Hz电网中，在电机输出功率降低20%，输出转速降低25%的情况下，电机输出转矩在工程上基本不变（比值约为1），适合拖动恒转矩运行的机械负载。

将460V60Hz标准设计的三相异步电机，在380V50Hz电网下长期运行，电机温升基本不变，电机输出功率降低20%，电机输出转速降低25%，电机电流不变，电机输出转矩不变（比值约为1）。

因此，在380V50Hz电网条件下，只要不考
核出口机电设备满负载，高效率试车，其他如整机技术参数指标，整机机械工作精度，整机工作流程等不受影响。

2007年我公司出口墨西哥的机电设备“钢管扩径机组”是按照美洲电网标准设计的。

总装机容量630kW，其中有4台135kW的三相异步电机，在国内直接接入380V50Hz电网试车。

设备通过检验后，一直在墨西哥用户现场460V60Hz标准
电网下可靠运行。

因此，按460V60Hz标准设计的机电设备在国内380V50Hz电网条件直接试车是可行的，也是安全可靠的。

【相关文献】
[1] 机械工业部编.中小型电机产品样本.北京：机械工业出版社，1994.
[2] 王忠茂.常用调速设备技术手册.北京：机械工业出版社，1994.
[3] 陈伯时.电力拖动自动控制系统-运动控制系统（第3版）.北京：机械工业出版社，2003.
[4] 成大先，主编.机械设计手册.第五卷.北京:化学工业出版社,2002.。