电压升高降低时电动机的转速.docx
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电压升高降低时电动机的转速
电压升高、降低时,电动机的转速
令狐采学
交流三相异步电动机：
定子在三相电流作用下会产生一个旋转磁场，旋转磁场的频率与交流电的频率有关，以标准频率50赫兹计：
如果电机是一对磁极，则旋转磁场频率就是50赫兹，即3000转/分；如果电机是二对磁极，则旋转磁场频率就是25赫兹，即1500转/分；
如果电机是三对磁极，则旋转磁场频率是50/3赫兹，即1000转/分；
而异步电动机转子转速都比旋转磁场转速要小一些，如旋转磁场转速为3000转/分，则转子速度一般为29502800转/分。
这是由电机结构精度决定。
可见三相异步电动机的转速是由电机磁极对数，交流电频率决定了的。
楼主所说的情况，是电动机处于不正常运行中出现的。
当电动机供电压不足，输入功率不够，而负载又依然超载，造成速度达不到要求时，使转速下降，这时提高电压确实是能提供转速。
他励直流电动机，在电源的电压升高时，如果其他条件不变，那么电机的转速会上升，反之转速降低，因为他励直流电机转速与电枢电压成正比例关系，n=（Un—Ia*Ra）/（Ce*Φ），Un升高则n也升高，虽然磁通量也会变化但基本是稳定的，可以忽略弱磁效应的效果不计，转速n可以认为这时候只受到电压的影响；并励直流电机特性与他励直流电机类似，故结论相同；
交流异步电机在电源电压降低后，如果负载情况不变，那么电机的电流会增大，但只要扭矩不变转速也会有所降低，这从感应电机降低电压时的人为特性就可以看出来。
先假设降低电压
，
不变，
不变，因为
，
，
，所以不难推断降低电压
时，
、
、
均减小，其人为机械特性如下图所示：
如果实际条件是T不变而U下降，那电动机就会跳到相应的人为特性上，相当于这些人为特性是随电压下降而逐渐向左下方向移动现场一族特性曲线，既然是向左下方移动，那么左侧特性一定处于右侧特性的“下方”，即电压降低而T不变，则转速n降低！
反之，电压升高转速也升高。
这其实就是交流异步电机定子调压调速的基本原理，不过很明显的是交流异步机定子电压与转子转速之间的关系是一种复杂的、多变量耦合的、时变参数的非线性关系，这里也只能做个定性的判断而不是给出定量的解析
从以上几种情况的直流电机以及交流电机，转速都是随电压升高而升高，随电压降低而降低。
对于同步电机的转速则不岁外部电源电压发生变化只要不失步就始终保持同步转速不变。
1、直流电动机，忽略电枢压降，转速n与电压U成正比：
n=U/（Ce*Φ）；
2、异步交流电机，电压高，转矩大，转速n增大，但是转速n变化很小，可以认为是恒速：
其机械特性几乎是水平的；
3、同步交流电机，电压高，转矩大，转速n不变：
n=60f/P与电压无关；
4、所以直流电机靠调压调速；
5、所以交流电机靠调频调速；
直流电机调节励磁电压或电枢电压都可以调速。
电压的大小与转速成正比，转速在一定范围内是可以连续控制的。
普通交流电机只有通过调节线圈的极对数进行不连续分级调速或通过调节输入电压的频率进行调节，如果不考虑机械特性，电压的大小理论上与转速无关，如果考虑机械特性，电压降低的确会使电机转速下降，下降范围与负载的大小有关，但转速是随机不可控的。
如果电机电压升高转速会保持不变。
只有通过变频装置才能实现一定范围内的连续调速。
交流电磁调速电机可以进行调速。
但是并没有调节电机电压，电机电压与转速没有直接关系。
交流永磁磁阻电机也可以调速，电机电压也是与转速无关。
为什么一定要用理论公式去推导，真正工作中只需要知道结果就可以了，做什么。
怎么去做。
理论由专家们去作。
飞机是先发明出来的，然后才有飞行动力学，人类诞生时，神马理论都木有啊
引用weishanliusi的回复内容：
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为什么一定要用理论公式去推导，真正工作中只需要知道结果就可以了，做什么。
怎么去做。
理论由专家们去作。
飞机是先发明出来的，然后才有飞行动力学，人类诞生时，神马理论都木有啊
其实不是不可以，但比较复杂，涉及到交流感应电机的数学模型，理论推导也比较复杂。
现在有了变频调速，很少有继续使用定子调压调速方式的了，何况这种方式的调速范围（或者说调速比）很小，有不宜长时间工作在深调速状态（否则容易烧电机），不实用啊！
对其再深入研究的意义也不大
对于三相交流异步电动机的转速n=60f/p,根据此公式频率越高，电动机的转速越快，极数越少，电动机的转速越快，而电动机制作出来极数一般是固定的，所以说靠变频来调节转速是经常使用的一种方式，这也是变频器在电动机的启动和调节中广泛应用的原因之一。
以回转窑直流调速电动机转速波动为例说明：
1：
表现：
我厂回转窑转速波动时，根据经验初步怀疑是负载的变化引起了回转窑转速的变化。
减料、降低回转窑转速后，检查各部位润滑、温升情况，托轮的受力情况，轮带与托轮的接触情况等机械传动部分，没有发现不正常现象。
2：
调速情况：
回转窑直流调速系统是带有独立励磁的转速、电流双闭环直流调速系统，在平时的操作中，主要是通过给定电位器改变电枢电流进行调速，其基本控制原理如下图所示。
ST—转速调节器；LT—电流调节器；SF—测速发电机；Ugn—转速给定电压；Ugf—测速反馈电压；Ufi—反馈电压
3：
分析结论：
当给定电压和测速反馈电压发生变化时，能够引起直流电动机转速的变化。
如果测速发电机本身出现误差，那么当真正的转速没有变化时，由于测速发电机本身的问题，测速反馈电压Ugf会发生变化，通过系统的调节作用，室内设备和室外设备产生的电压干扰有可能通过各控制电缆、通讯电缆、接地网等传递到直流调速装置。
控制电缆经过长时间的使用，其绝缘性能会有所下降，加上相邻电缆之间，有可能会通过电磁辐射作用相互干扰，都有可能会对给定输入信号和测速反馈信号形成干扰，从而引起给定电压信号和测速反馈电压信号发生变化，进而引起主电动机转速发生变化，而这些干扰信号的不确定性，是引起回转窑主电动机转速波动的主要原因。
根据公式：
n=60f/p*（1s）p极对数,s转差率
调速方法
1改变供电电源的频率
2改变电动机的极对数
3改变转差率
转差率的改变可由下列措施来达到
1改变外施电压：
具体是何关系未说明[s:
16]
2在转子回路中引入外加电阻
3在转子回路中引入附加电势
所以说还是有关系的，但至于有多大的影响还要根据具体的情况来分析。
1、切割磁力线是产生转子感应电流和电磁转矩的必要条件。
转子必须与旋转磁场保持一定的速度差，才可能切割磁力线。
旋转磁场的转速用n1表示，称为同步转速；转子的实际转速用n表示，转差Δn=n1n。
同步转速：
p——极对数
转差率：
转差率是异步电动机的一个基本变量，在分析异步电动机运行时有着重要的地位。
调速方法：
变频调速（改变f）
变极对数调速（改变p有级调速）
变转差率调速
2、转子绕组切割主磁通的转速，主磁通以同步速度旋转，转子以转速n旋转，转子绕组导体切割主磁通的相对转速为（n1n）=s*n1。
转子绕组中感应电势的频率：
由于s很小，转子感应电势频率很低，一般为0.53Hz。
转子感应电势的有效值：
感应电势与转差率正比。
对绕线式异步电机，转子绕组每相串联匝数，相数计算方法同定子绕组的计算；对笼型转子来说，由于每个导条中电流相位均不一样，所以，每个导条即为一相，可见相数等于导条数即转子槽数；每相串联匝数为半匝即1/2。
注意：
转子不动时（s=1）时的感应电势与转子旋转是感应电势的关系。
对于交流电动机的影响不大。
负载能力与电压有关系。
电压低，可导致电机的负载能力降低，甚至不能运转。
如果此时电机在运转，你会发现，电机的工作状态是异常的：
可能产生噪音；可能转速不稳定；可能电机发热等。
如果需要调高转速，则可以通过变频器调整频率，转速与频率有倍数关系。
三相交流电机的转速与频率有关.可变频调速.直流电机的转速与电压有关,可调压调速.变频调速同时也要调压,俗称变频变压调速.频率下降,电机的感抗下降,电流会加大,所以要降压.变频器输出的电压高频率也高,反之一样.
永磁直流电机电压和转速之间的关系空载状态转速与电压成正比
1、对于直流电动机来讲，电压升高转速上升；电压下降转速下降，转速n与电压U成正比：
n=U/（Ce*Φ）；
2、异步交流电机在一定范围内，电压高，转矩大，转速n增大，电压下降转速下降：
超出一定的范围转速不变；其机械特性几乎是水平的；
3、同步交流电机，电压高，转矩大，转速n不变：
n=60f/P与电压无关；
电压低，可导致电机的负载能力降低，甚至不能运转。
如果此时电机在运转，你会发现，电机的工作状态是异常的：
可能产生噪音；可能转速不稳定；可能电机发热等。
如果需要调高转速，则可以通过变频器调整频率，转速与频率有倍数关系。
根据公式：
n=60f/p*（1s）p极对数,s转差率
调速方法
1改变供电电源的频率
2改变电动机的极对数
3改变转差率
转差率的改变可由下列措施来达到
1改变外施电压：
具体是何关系未说明[s:
16]
2在转子回路中引入外加电阻
3在转子回路中引入附加电势
我们使用电机的目的就是通过电机的旋转把电能变成机械能，通过电机输出转矩带动负载运行，这个转矩与负载的阻转矩是一个平衡关系。
电机的转矩与电机定子每项电压的平方成正比，也可以通过公式换算成电机功率与转速的关系T=9550P/n，P为电机的输出功率可以近似的与电机功率相等。
当电机所带负载恒定时，其电机的电压波动势必造成电机的转矩波动，因此电机转矩与负载平衡打破，势必造成电机的转速变化，转速变化引起电机的输出转矩变化最后使其与负载转矩相平衡，其根本上就是一个能量转化的动态平衡。
变频器是应用最为广泛的异步电动机的调速方法，其就是根据电机所带负载变化通过改变电机转速来使电机的轴功率与负载相平衡，因为电机的轴功率与电机的转速的三次方成正比因此通过改变电机的转速可以节约大量的能源。
异步电机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用产生的，在额定电压下如果电压一定而只降低频率，就会造成磁通过大，磁回路饱和严重时烧毁电机。
因此要使频率和电压成比例的变化。
简单的从转速的公式上来看，转速与电压理论上是没有关系的，实际上改变电动机的外施电压是影响转速的。
下面的叙述可以帮助理解
异步电机转数公式
n=60f/p*（1s）p极对数,s转差率
调速方法
1.改变供电电源的频率
2.改变电动机的极对数
3.改变转差率
转差率的改变可由下列措施来达到
1.改变外施电压
2.在转子回路中引入外加电阻
3.在转子回路中引入附加电势
单相交流电机：
电压与转矩成正平方关系T=常数c（c=磁极对数P×相数×匝数）×定子电压u²/频率f×（转子电阻+漏电抗）电压变低转速变慢转矩变小，电机输出转矩大于负载转矩运行就没什么问题，如果电机长期处于满负荷与超负荷运行会减少电机寿命，堵转的话电机很快就烧毁。
经济允许的话可以用单相变频调速，变频调速额定频率内调速是恒转矩输出。
三相异步电动机：
在额定电压条件时，三相异步电动机空载时，转速只与频率有关，负载时的转速与频率和电压都有关系。
因为，负载时的转速与其输出转距成正比，而转距与定子相电压的平方成正比，所以，电动机的转速与电压有正比关系。
直流电动机：
转速与电压成正比。
三相交流电机：
转速与频率有关，与频率成正比。
功率、转矩、转速关系推导收藏
电动机的功率与转矩
电动机的功率，应根据生产机械所需要的功率来选择，尽量使电动机在额定负载下运行。
选择时应注意以下两点：
①如果电动机功率选得过小．就会出现“小马拉大车”现象，造成电动机长期过载．使其绝缘因发热而损坏．甚至电动机被烧毁。
②如果电动机功率选得过大．就会出现“大马拉小车”现象．其输出机械功率不能得到充分利用，功率因数和效率都不高，不但对用户和电网不利。
而且还会造成电能浪费。
要正确选择电动机的功率，必须经过以下计算或比较：
P=F*V/1000（P=计算功率KW，F=所需拉力N，工作机线速度M/S）
对于恒定负载连续工作方式，可按下式计算所需电动机的功率：
P1（kw）：
P=P/n1n2
式中n1为生产机械的效率；n2为电动机的效率，即传动效率。
按上式求出的功率P1，不一定与产品功率相同。
因此．所选电动机的额定功率应等于或稍大于计算所得的功率。
此外．最常用的是类比法来选择电动机的功率。
所谓类比法。
就是与类似生产机械所用电动机的功率进行对比。
具体做法是：
了解本单位或附近其他单位的类似生产机械使用多大功率的电动机，然后选用相近功率的电动机进行试车。
试车的目的是验证所选电动机与生产机械是否匹配。
验证的方法是：
使电动机带动生产机械运转，用钳形电流表测量电动机的工作电流，将测得的电流与该电动机铭牌上标出的额定电流进行对比。
如果电功机的实际工作电流与铭脾上标出的额定电流上下相差不大．则表明所选电动机的功率
合适。
如果电动机的实际工作电流比铭牌上标出的额定电流低70％左右．则表明电动机的功率选得过大，应调换功率较小的电动机。
如果测得的电动机工作电流比铭牌上标出的额定电流大40％以上．则表明电动机的功率选得过小，应调换功率较大的电动机。
实际上应该是考虑扭矩（转矩），电机功率和转矩是有计算公式的。
即T=9550P/n
式中：
P—功率，kW；
n—电机的额定转速，r/min；
T—转矩，Nm。
电机的输出转矩一定要大于工作机械所需要的转矩，一般需要一个安全系数。
关于功率、转矩、转速之间关系的推导如下：
功率=力*速度
P=F*V公式1
转矩（T）=扭力（F）*作用半径（R）推出F=T/R公式2
线速度（V）=2πR*每秒转速（n秒）=2πR*每分转速（n分）/60=πR*n分/30公式3
将公式2、3代入公式1得：
P=F*V=T/R*πR*n分/30=π/30*T*n分P=功率单位W，T=转矩单位Nm，n分=每分钟转速单位转/分钟
如果将P的单位换成KW，那么就是如下公式：
P*1000=π/30*T*n
30000/π*P=T*n
30000/3.1415926*P=T*n
9549.297*P=T*n
这就是为什么会有功率和转矩*转速之间有个9550的系数的关系。
。
。
适用于伺服电机额定功率、额定转速和额定转矩之间的关系互导，但实际的额定转矩值应该是实际测量出来为准，因为有能量转换效率问题，基本数值大体一致，会有细微减小。
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