額定頻率是電動(dòng)機(jī)一個(gè)重要的銘牌數(shù)據(jù)，在變頻調(diào)速時(shí)，電機(jī)運(yùn)行在額定頻率以下為佳。電機(jī)運(yùn)行于高于額定頻率很多的狀態(tài)，危害很大(如某工廠渣處理攪籠電機(jī)，50Hz，90kW。為了調(diào)節(jié)合適的轉(zhuǎn)速，通常運(yùn)行于70Hz附近)。

　　首先，由于電機(jī)的運(yùn)行頻率升高會(huì)使定子和轉(zhuǎn)子電抗增大，使電機(jī)電流下降，而降低電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，即降低電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載的能力。其次，會(huì)使電動(dòng)機(jī)鐵損和發(fā)熱量增大。

　　三相異步電動(dòng)機(jī)鐵心損耗分為磁滯損耗(Ph)和渦流損耗(Pw)，計(jì)算Ph與Pw：

……1

……2

　　式中Kh：材料系數(shù)；Bm：感應(yīng)主磁場(chǎng)強(qiáng)度幅值；V：鐵心體積；d：疊片厚度；K：比例系數(shù)；a：材料系數(shù)；p：硅鋼片電阻率。

　　從1、2兩式可知，電動(dòng)機(jī)的磁滯損耗(Ph)與供電頻率成正比；電機(jī)的渦流損耗(Pw)與供電頻率的平方成正比。電機(jī)的運(yùn)行頻率升高會(huì)使鐵耗大幅上升，發(fā)熱量大幅增加。

　　以下具體分析渣處理攪籠電機(jī)71Hz與50Hz運(yùn)行頻率損耗之比：

　　從以上計(jì)算結(jié)果可知，攪籠電機(jī)運(yùn)行頻率由50Hz提升到71Hz，磁滯損耗增加了42%，渦流損耗增加了102%。粗略分析攪籠電機(jī)一年在50Hz增加到71Hz運(yùn)行頻率，增加的鐵耗如下：該電機(jī)的效率為89%，電動(dòng)機(jī)的空載損耗基本上是鐵耗，電動(dòng)機(jī)帶上負(fù)載增加的損耗是銅損。由于定子和轉(zhuǎn)子線圈的直流電阻很低，銅耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鐵損，一般鐵耗占總損耗的60%以上。取鐵損為總耗損的60%，則該電機(jī)的鐵損為：

90x(1-89%)x60%=6.93kW

　　電機(jī)的損耗主要為鐵損，而鐵耗主要為渦流損耗。取磁滯損耗和渦流損耗因運(yùn)行上升到71Hz而增加鐵損的平均數(shù)，則鐵損增加率為：

(42%+102%)/2=72%

　　也就是說(shuō)電機(jī)運(yùn)行頻率由50Hz上升到71Hz.增加的鐵損為：

6.93x72%=4.99kW

　　一年增加電耗計(jì)算如下：高爐一天出鐵14次，一次出渣時(shí)間為70min，攪籠一天工作時(shí)間為：

14x70/60=16.3h

　　一年作業(yè)350天，一臺(tái)攪籠機(jī)一年工作時(shí)間為：

16.3x350=5705h

　　攪籠電機(jī)運(yùn)行頻率從50Hz上升到71Hz，增加的鐵損為：4.99×5705=25324.25kWH，按0.6元/kWh計(jì)算，一年增加電耗金額：25324.25x0.6=15194.55元。

　　解決的辦法：既要保證攪籠機(jī)運(yùn)行速度又要保證變頻器運(yùn)行頻率在50Hz處，最佳的辦法就是更換電機(jī)，把90kW 8極電機(jī)更換為90kW6極電機(jī)是比較好的辦法，6極電機(jī)53Hz運(yùn)行頻率相當(dāng)于8極電機(jī)71Hz運(yùn)行頻率的轉(zhuǎn)速。

---