浅析电压变动对电动机的运行影响

        下面东莞电机分别说明电压偏离额定值时，对电动机运行的影响。为了简单起见，在讨论电压变化时，假定电源的频率不变，电动机的负载力矩也不变。

1、对磁通的影响

        电动机铁芯中磁通的大小决定于电势的大小，而在忽略定子绕组漏阻抗压降的前提下，电势就等于电动机的电压。由于电势和磁通成正比地变化，所以，电压升高，磁通成正比地增大；电压降低，磁通成正比地减小。

2、对力矩的影响

        不论是启动力矩、运行时的力矩或最大力矩，都与电压的平方成正比。电压愈低，力矩愈小。由于电压降低，启动力矩减小，会使启动时间增长，如当电压降低20%时，启动时间将增加3.75倍。要注意的是，当电压降得低到某一数值时，电动机的最大力矩小于阻力力矩，于是电动机会停转。而在某些情况下（如负载是水泵，有水压情况下），电动机还会发生倒转。

3、对转速的影响

        电压的变化对转速的影响较小。但总的趋向是电压降低，转速也降低，因为电压降低使电磁力矩减小。例如，对于具有额定转差为2%而最大力矩为两倍额定力矩的电动机，当电压降低20%时，转速仅减小1.6%。

4、对出力的影响

        出力即机轴输出功率。它与电压的关系与转速对电压的关系相似，电压变化对出力影响不大，但随电压的降低出力也降低。

5、对定子电流的影响

        定子电流为空载电流与负载电流的向量和。其中负载电流实际上是与转子电流相对应的。负载电流的变化趋势与电压的变化相反，即电压升高，负载电流减小，电压降低，负载电流增加。而空载电流（或叫激磁电流）的变化趋势与电压的变化相同，即电压增高，空载电流也增大，这是因为空载电流随磁通的增大而增大。

当电压降低时，电磁力矩降低，转差增大，转子电流和定子中负载电流都增大，而空载电流减小。通常前者占优势，故当电压降低时，定子电流通常是增大的。

当电压升高时，电磁力矩增大，转差减小，负载电流减小，而空载电流增大。但这里分两种情况：当电压偏离额定值不大，磁通还增大得不多的时候，铁芯未饱和，空载电流的增加是与电压成比例的，此时负载电流减小占优势，定子电流是减小的；当电压偏离额定值较大，磁通增大得很多时，由于铁芯饱和，空载电流上升得很快，以致它的增大占了优势，此时定子电流增加。所以，当电压增大时，定子电流开始略有减小，而后上升，此时，功率因数变坏。

6、对吸取无功功率的影响

        电动机吸取的无功功率，一是漏磁无功功率，二是磁化无功功率，前者建立漏磁场，后者建立定、转子之间实现电磁能量转换用的主磁场。

漏磁无功功率与电压的平方成反比地变化，而磁化功率与电压的平方成正比地变化。但由于铁芯饱的影响，磁化功率可能不与电压的平方成正比地变化。所以 ，电压降低时，从系统吸取的总的无功功率变化不大，还有可能减小。

7、对效率的影响

        若电压降低，机械损耗实际上不变，铁耗差不多与电压平方成正比减少；转子绕组的损耗和转子电流平方成正比增加；定子绕组的损耗决定于定子电流的增加还是减少，而定子电流又决定于负载电流和空载电流间的互相关系。总的来说，电动机在负载小时（≤40%），效率增加一些，而然后开始很快地下降。

8、对发热的影响

        在电压变化范围不大的情况下，由于电压降低，定子电流升高；电压升高，定子电流降低。在一定的范围内，铁耗和铜耗可以相互补偿，温度保持在容许范围内。因此，当电压在额定值±5%范围内变化时，电动机的容量仍可保持不变。但当电压降低超过额定值的5%时，就要限制电动机的出力，否则定子绕组可能过热，因为此时定子电流可能已升到比较高的数值。当电压升高超过10%时，由于磁通密度增加，铁耗增加，又由于定子电流增加，铜耗也增加，故定子绕组温度将超过允许值。