淺析電壓變動對電動機的運行影響

        下面東莞電機分別說明電壓偏離額定值時，對電動機運行的影響。為了簡單起見，在討論電壓變化時，假定電源的頻率不變，電動機的負載力矩也不變。

1、對磁通的影響

        電動機鐵芯中磁通的大小決定于電勢的大小，而在忽略定子繞組漏阻抗壓降的前提下，電勢就等于電動機的電壓。由于電勢和磁通成正比地變化，所以，電壓升高，磁通成正比地增大；電壓降低，磁通成正比地減小。

2、對力矩的影響

        不論是啟動力矩、運行時的力矩或最大力矩，都與電壓的平方成正比。電壓愈低，力矩愈小。由于電壓降低，啟動力矩減小，會使啟動時間增長，如當電壓降低20%時，啟動時間將增加3.75倍。要注意的是，當電壓降得低到某一數值時，電動機的最大力矩小于阻力力矩，于是電動機會停轉。而在某些情況下（如負載是水泵，有水壓情況下），電動機還會發生倒轉。

3、對轉速的影響

        電壓的變化對轉速的影響較小。但總的趨向是電壓降低，轉速也降低，因為電壓降低使電磁力矩減小。例如，對于具有額定轉差為2%而最大力矩為兩倍額定力矩的電動機，當電壓降低20%時，轉速僅減小1.6%。

4、對出力的影響

        出力即機軸輸出功率。它與電壓的關系與轉速對電壓的關系相似，電壓變化對出力影響不大，但隨電壓的降低出力也降低。

5、對定子電流的影響

        定子電流為空載電流與負載電流的向量和。其中負載電流實際上是與轉子電流相對應的。負載電流的變化趨勢與電壓的變化相反，即電壓升高，負載電流減小，電壓降低，負載電流增加。而空載電流（或叫激磁電流）的變化趨勢與電壓的變化相同，即電壓增高，空載電流也增大，這是因為空載電流隨磁通的增大而增大。

當電壓降低時，電磁力矩降低，轉差增大，轉子電流和定子中負載電流都增大，而空載電流減小。通常前者占優勢，故當電壓降低時，定子電流通常是增大的。

當電壓升高時，電磁力矩增大，轉差減小，負載電流減小，而空載電流增大。但這里分兩種情況：當電壓偏離額定值不大，磁通還增大得不多的時候，鐵芯未飽和，空載電流的增加是與電壓成比例的，此時負載電流減小占優勢，定子電流是減小的；當電壓偏離額定值較大，磁通增大得很多時，由于鐵芯飽和，空載電流上升得很快，以致它的增大占了優勢，此時定子電流增加。所以，當電壓增大時，定子電流開始略有減小，而后上升，此時，功率因數變壞。

6、對吸取無功功率的影響

        電動機吸取的無功功率，一是漏磁無功功率，二是磁化無功功率，前者建立漏磁場，后者建立定、轉子之間實現電磁能量轉換用的主磁場。

漏磁無功功率與電壓的平方成反比地變化，而磁化功率與電壓的平方成正比地變化。但由于鐵芯飽的影響，磁化功率可能不與電壓的平方成正比地變化。所以 ，電壓降低時，從系統吸取的總的無功功率變化不大，還有可能減小。

7、對效率的影響

        若電壓降低，機械損耗實際上不變，鐵耗差不多與電壓平方成正比減少；轉子繞組的損耗和轉子電流平方成正比增加；定子繞組的損耗決定于定子電流的增加還是減少，而定子電流又決定于負載電流和空載電流間的互相關系。總的來說，電動機在負載小時（≤40%），效率增加一些，而然后開始很快地下降。

8、對發熱的影響

        在電壓變化范圍不大的情況下，由于電壓降低，定子電流升高；電壓升高，定子電流降低。在一定的范圍內，鐵耗和銅耗可以相互補償，溫度保持在容許范圍內。因此，當電壓在額定值±5%范圍內變化時，電動機的容量仍可保持不變。但當電壓降低超過額定值的5%時，就要限制電動機的出力，否則定子繞組可能過熱，因為此時定子電流可能已升到比較高的數值。當電壓升高超過10%時，由于磁通密度增加，鐵耗增加，又由于定子電流增加，銅耗也增加，故定子繞組溫度將超過允許值。