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[摘要]在海洋钻井平台上使用了大量的三相异步电动机，世界各国海洋石油装备的电源频率、电压等级的基本参数多和本国的陆用电制一致。低压系统常用的有50Hz、380V和60Hz、440V两种。我国自己设计和制造的电气设备多为50Hz、380V，如果采用进口电气设备大多为60Hz、440V。
[关键字]温升 转矩 电压 频率 功率
[中图分类号] TM32 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-5-309-1
三相异步电动机的转速由磁极对数和电源频率和转差率来共同决定。
n=（60fs）/p
式中n是电动机转速，f是电源频率，s是转差率（s小于1，理想状态下s=1），p是磁极对数。
由此可以看出国产50Hz电动机在60HZ的频率下转速会提高20%，最高达到每分钟3470转（1对级电动机）。这就造成了电动机在使用中超出了设计的转速，常常由于过载而烧毁电机，给平台造成了不小的损失。
1理论上电动机发热的问题
1.1损耗的计算公式
磁滞损耗计算公式：P=K1fBm1.6
涡流损耗计算公式：P2=K2f2Bm2
其中K1、K2、均为常数，f为电源频率，Bm是最大磁通密度，与f成反比。
从这个公式中很容易计算出60Hz电机用在50Hz上发热量会增加，但是50Hz电机用在60Hz上，温升不超过电动机的额定值，能保证正常运转。例如我们平台上使用的砂轮机，因为长期处于空载或者轻载状态，所以砂轮机电机的使用寿命很长。
1.2电动机的转矩的计算公式： M≈KS/f=（pU2SR）/（4πfR2）
其中M表示转矩，K是常数，S是转差率，f是频率，p是磁级对数，U是电压，R是转子电阻。
由此公式可以得出60Hz电机用在50Hz电源上，最大转矩可以提高20%；50Hz电机用在60Hz上，最大转矩减少17%。如果电动机不是总是长期在满载的条件下运转，50Hz电机用在60Hz电制上是没有问题的。
2提离心水泵的使用寿命
钻井平台上使用电机最多的地方是离心泵、通风机、和空压机，这些地方比较重要的设备比如说空压机使用的电机就是460V、60Hz，与平台的电制相匹配，这样电动机的使用寿命最长。但是一些小的水泵比如说小潜水泵、冷却水泵等仍然是380V、50Hz，或者是460V、50Hz，这些小的地方电动机的寿命很短。
2.1水泵的功率与流量、压力的关系
根据能量守恒定律：P∝流量×压力（扬程H），因为P=（mV2）/2，其中：m是每秒出水的質量，V是出口水的速度。
2.2水泵功率与电源频率的关系
离心式水泵的负载转矩与转速平方成比例。对三相异步电动机而言，稳定运行时，定子电流与转矩成正比，即定子电流与转速平方成正比。因此，在理想情况下可以推出：P∝f3，式中P，f分别为电动机消耗的功率和运行频率。
国产的离心式水泵的额定转速为2900转/分钟，50Hz，2900转的电机用在60Hz的电源上时转速会达到3470转/分钟，由上述公式可以计算如果50Hz，380V三相异步电动机用在60Hz，380V电源上P50∝（2900）3、P60∝（3470）3、P60/P50≈1.7。
由此可以看出电动机将要在额定功率的1.7倍下运转。如果将50Hz、380V、2900转/分钟、5.5KW的水泵电源换做60Hz、380V时，电动机严重过载，在这种情况下电动机会很快烧毁或者控制系统的热继电器起作用保护电动机。
3如何提高海上水泵电机的使用寿命
我们应该提高国产电机在60Hz频率下的使用寿命，为我们平台的经济运行提供保障。
方法一：
一台装备比较完善的离心泵抽水装置，应该在出水管道上安装一个闸阀。电动机启动电流是正常运转额定电流的6倍。离心泵启动前应该关闭阀门，启动后，待电动机运转正常后，才慢慢打开阀门，使功率逐渐增加到额定功率。用钳形电流表卡在电动机的电源线上，慢慢打开出水口阀门，随着阀门的打开电流会逐渐增大直至达到电动机的额定电流。
弊端：这样电动机工作不会过载，但是因为水泵的转速非常高，从而水压升高造成盘根漏水，缩短了水泵的使用寿命。
方法二：
在我们的钻机冷却水泵上我们采用了其他的解决办法，就是采用低速三相异步电动机来拖动离心水泵。2900转/分钟、配用功率为5.5KW的离心水泵，我们配套使用460V，60Hz、转速为1740转/分钟的三相异步电动机。
由此表可以看出，如果成套的电动离心水泵的电动机转速下降一级，就可以将其直接用在60Hz的电制上，且流量和压力与设计不会偏差太多。
弊端：高速水泵换成了低速的电动机会造成水压和流量的降低，在一些比较短的冷却循环系统中可以使用这种办法。
4结论
当我们的负载不受转速的增加而影响很大时，我们可以将50Hz电动机直接用在60Hz电制上，甚至可以将电压升高一个档次来弥补因转速增加而使转矩降低的不足。在离心水泵的问题上我们可以使用安装阀门控制流量的办法解决电机过载的问题，也可以在流量和扬程要求不高的场合采用将电动机的转速下降一级的办法来解决。延长了电动机的寿命对我们的经济效益是有非常重要的意义的。
[关键字]温升 转矩 电压 频率 功率
[中图分类号] TM32 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-5-309-1
三相异步电动机的转速由磁极对数和电源频率和转差率来共同决定。
n=（60fs）/p
式中n是电动机转速，f是电源频率，s是转差率（s小于1，理想状态下s=1），p是磁极对数。
由此可以看出国产50Hz电动机在60HZ的频率下转速会提高20%，最高达到每分钟3470转（1对级电动机）。这就造成了电动机在使用中超出了设计的转速，常常由于过载而烧毁电机，给平台造成了不小的损失。
1理论上电动机发热的问题
1.1损耗的计算公式
磁滞损耗计算公式：P=K1fBm1.6
涡流损耗计算公式：P2=K2f2Bm2
其中K1、K2、均为常数，f为电源频率，Bm是最大磁通密度，与f成反比。
从这个公式中很容易计算出60Hz电机用在50Hz上发热量会增加，但是50Hz电机用在60Hz上，温升不超过电动机的额定值，能保证正常运转。例如我们平台上使用的砂轮机，因为长期处于空载或者轻载状态，所以砂轮机电机的使用寿命很长。
1.2电动机的转矩的计算公式： M≈KS/f=（pU2SR）/（4πfR2）
其中M表示转矩，K是常数，S是转差率，f是频率，p是磁级对数，U是电压，R是转子电阻。
由此公式可以得出60Hz电机用在50Hz电源上，最大转矩可以提高20%；50Hz电机用在60Hz上，最大转矩减少17%。如果电动机不是总是长期在满载的条件下运转，50Hz电机用在60Hz电制上是没有问题的。
2提离心水泵的使用寿命
钻井平台上使用电机最多的地方是离心泵、通风机、和空压机，这些地方比较重要的设备比如说空压机使用的电机就是460V、60Hz，与平台的电制相匹配，这样电动机的使用寿命最长。但是一些小的水泵比如说小潜水泵、冷却水泵等仍然是380V、50Hz，或者是460V、50Hz，这些小的地方电动机的寿命很短。
2.1水泵的功率与流量、压力的关系
根据能量守恒定律：P∝流量×压力（扬程H），因为P=（mV2）/2，其中：m是每秒出水的質量，V是出口水的速度。
2.2水泵功率与电源频率的关系
离心式水泵的负载转矩与转速平方成比例。对三相异步电动机而言，稳定运行时，定子电流与转矩成正比，即定子电流与转速平方成正比。因此，在理想情况下可以推出：P∝f3，式中P，f分别为电动机消耗的功率和运行频率。
国产的离心式水泵的额定转速为2900转/分钟，50Hz，2900转的电机用在60Hz的电源上时转速会达到3470转/分钟，由上述公式可以计算如果50Hz，380V三相异步电动机用在60Hz，380V电源上P50∝（2900）3、P60∝（3470）3、P60/P50≈1.7。
由此可以看出电动机将要在额定功率的1.7倍下运转。如果将50Hz、380V、2900转/分钟、5.5KW的水泵电源换做60Hz、380V时，电动机严重过载，在这种情况下电动机会很快烧毁或者控制系统的热继电器起作用保护电动机。
3如何提高海上水泵电机的使用寿命
我们应该提高国产电机在60Hz频率下的使用寿命，为我们平台的经济运行提供保障。
方法一：
一台装备比较完善的离心泵抽水装置，应该在出水管道上安装一个闸阀。电动机启动电流是正常运转额定电流的6倍。离心泵启动前应该关闭阀门，启动后，待电动机运转正常后，才慢慢打开阀门，使功率逐渐增加到额定功率。用钳形电流表卡在电动机的电源线上，慢慢打开出水口阀门，随着阀门的打开电流会逐渐增大直至达到电动机的额定电流。
弊端：这样电动机工作不会过载，但是因为水泵的转速非常高，从而水压升高造成盘根漏水，缩短了水泵的使用寿命。
方法二：
在我们的钻机冷却水泵上我们采用了其他的解决办法，就是采用低速三相异步电动机来拖动离心水泵。2900转/分钟、配用功率为5.5KW的离心水泵，我们配套使用460V，60Hz、转速为1740转/分钟的三相异步电动机。
由此表可以看出，如果成套的电动离心水泵的电动机转速下降一级，就可以将其直接用在60Hz的电制上，且流量和压力与设计不会偏差太多。
弊端：高速水泵换成了低速的电动机会造成水压和流量的降低，在一些比较短的冷却循环系统中可以使用这种办法。
4结论
当我们的负载不受转速的增加而影响很大时，我们可以将50Hz电动机直接用在60Hz电制上，甚至可以将电压升高一个档次来弥补因转速增加而使转矩降低的不足。在离心水泵的问题上我们可以使用安装阀门控制流量的办法解决电机过载的问题，也可以在流量和扬程要求不高的场合采用将电动机的转速下降一级的办法来解决。延长了电动机的寿命对我们的经济效益是有非常重要的意义的。