可以將按50Hz的電器用于60Hz電網(wǎng)嗎?
這實質(zhì)上就是電源頻率對電器性能有無影響的問題。今分幾個方面來討論:
(1)發(fā)熱方面 將按50Hz設(shè)計的電器用于60Hz的電網(wǎng)時,如果不改變載流導(dǎo)體的電流密度和鐵磁質(zhì)零部件中的磁感應(yīng),則電器各有關(guān)零部件的溫升將略有增加,主要原因是導(dǎo)體的集膚效應(yīng)、鄰近效應(yīng)以及鐵磁物質(zhì)鐵損均有所增大。根據(jù)經(jīng)驗公式推算,由于集膚效應(yīng)增強所導(dǎo)致的溫升提高幅度不會超過20%,由于鐵損增大而導(dǎo)致的溫升提高幅度也不會超過27%。 一般來說,我國的電器產(chǎn)品,小容量者其溫升裕度較大,集膚效應(yīng)則對小截面導(dǎo)體的影響較小,故50Hz的電器用于60Hz的電網(wǎng)是不成問題的。至于大容量的電器產(chǎn)品,因集膚效應(yīng)的影響較大,為安全起見,宜降容一級使用或者經(jīng)試驗后再確定。
(2)動作值方面 這里是指電磁機構(gòu)的動作值。對于并勵(電壓)電磁機構(gòu),電磁吸力是與磁感應(yīng)的平方成正比的,而在外施電壓不變時,磁感應(yīng)則與頻率成反比(U∽4.44fNBmS)。因此,將50Hz的電器直接用于60Hz的電網(wǎng),因電磁機構(gòu)的吸力將減小到原來的70%左右,這就無法正常工作了,如果要使它能正常工作,則勢必要將線圈匝數(shù)減少到來的83%,以維持磁感應(yīng)不變,但頻率增大后,分磁環(huán)內(nèi)的損耗和鐵心內(nèi)的損耗均將增大,以致溫升有所增大。至于串勵(電流)電磁機構(gòu),由于電流不變,磁感應(yīng)也不變。但頻率增大時損耗也要增大,因而動作電流值也相應(yīng)地增大一些(約7%)。這可改變釋放彈簧的反力來進行調(diào)整。熱雙金屬片機構(gòu)的動作值,在頻率提高后因發(fā)熱增大會略小一些,這也能以調(diào)整反力的方式來解決。
(3)通斷能力方面 頻率的增大使半周的時間縮短了,電弧能量小得多,而電流過零的時間縮短得不多,這無疑是有助于滅弧的。但對快速限流電器來說,頻率增大使得電流上升速度(di/dt)也增大,可能會使滅弧裝置承受的電弧能量略大一些。不過可以認為50Hz的電器用于60Hz電網(wǎng)時,從通斷能力來看,影響并不明顯。 如果將按60Hz設(shè)計的電器用于50Hz的電網(wǎng),其結(jié)果將會是怎樣的?這個問題讀者可根據(jù)上面的介紹自行進行分析。