Эксплуатация электродвигателей при частотах и напряжениях, отличных от номинальных.

06.04.2017 Не всем известен тот факт, что в разных частях света электросети имеют разные частоты напряжения. Например, в электросетях США используется частота 60 Гц, а в Европе и на территории России электросети имеют частоту 50 Гц. Эта, казалось бы, небольшая разница в значениях частот питающего напряжения может существенно отразиться как на характеристиках электродвигателей, так и на их ресурсе (сроке службы).

Дело в том, что изменение частоты питающего напряжения напрямую влияет на величину электромагнитного поля в двигателях переменного тока в соответствии со следующей зависимостью:

Ф ~ U1/(f1×k)                                                                                       (1)

где Ф - электромагнитный поток, Вб;

U1 - величина (действующее значение) питающего напряжения, В;

f1 - частота питающего напряжения, Гц;

k - комплексная константа, определяемая конструкцией электродвигателя.
 
Как же изменение электромагнитного поля сказывается на характеристиках электродвигателя? Ослабление электромагнитного поля приводит к снижению крутящего момента, развиваемого двигателем. Если же электромагнитное поле наоборот усиливается, то это приводит к двум следствиям. Первое следствие - это некоторое (непропорциональное1)) увеличение крутящего момента, что само по себе является положительным аспектом. Второе следствие - это увеличение плотности поля в магнитопроводе2), которое вызывает насыщение стали сердечника и приводит к избыточным потерям в магнитопроводе электродвигателя, перегреву и, в конечном итоге, к преждевременному выходу двигателя из строя. Кроме того из выражения (1) видно, что на величину электромагнитного поля в двигателе влияет не только частота питающего напряжения, но и его действующее значение (для цепей синусоидальных токов и напряжений)  Uд = Uампл/√2.

Из вышеизложенного может сложиться впечатление, что эксплуатация электродвигателя при уровнях и частотах питающего напряжения отличных от номинальных3) либо недопустима вовсе, либо малоэффективна. На самом деле ситуация обстоит несколько сложнее. С одной стороны, электродвигатель, рассчитанный на эксплуатацию с условиях электросетей США, зачастую нельзя просто взять и подключить напрямую к электросети на территории России. С другой стороны, это возможно при выполнении следующего условия:

U1/f1 ≈ U1ном/f1ном. Суть условия заключается в том, что подключение к сети возможно, если два соотношения:

первое - для сети к которой планируется подключение двигателя (U1/f1);

второе - для сети, на подключение к которой рассчитан двигатель (U1ном/f1ном)

близки по отношению друг к другу.

Полностью статью Вы можете прочитать, перейдя по ссылке.