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异步电动机的功率传递与功率方程式

时间:2022-11-03 百科知识 版权反馈
【摘要】:与直流电机相似,异步电动机也是机电能量转换装置。下面我们根据异步电动机的T形等效电路来分析它的功率传递关系及各部分损耗。图7.4.1用T等效电路及功率流程图画出了功率传递关系。电动机正常工作时,从电网吸收的总电功率也就是它的总输入功率为P1=m1U1pI1pcosφ1。P1进入电动机后,首先在定子上消耗一小部分定子铜损耗,这部分功率为pCu1=m1I21r1。

与直流电机相似,异步电动机也是机电能量转换装置。下面我们根据异步电动机的T形等效电路来分析它的功率传递关系及各部分损耗。图7.4.1用T等效电路及功率流程图画出了功率传递关系。

图7.4.1 功率传递关系

电动机正常工作时,从电网吸收的总电功率也就是它的总输入功率为P1=m1U1pI1pcosφ1。式中m1是定了相数;U1p、I1p分别是定子的相电压和相电流;cosφ1是定子的功率因数。

P1进入电动机后,首先在定子上消耗一小部分定子铜损耗,这部分功率为pCu1=m1I21r1。另一部分损耗是铁损耗,它主要是定子铁心中的磁滞和涡流损耗,在等效电路上正是rm上损耗的有功功率,这部分功率为pFe=m1I20rm。总的输入功率P1减去定子铜损耗和铁损耗,余下的部分是通过磁场经过气隙传到转子上去的电磁功率PM,就是转子等效电路上的有功功率,或者说是电阻r′2/s上的有功功率。由等值电路知

式中φ2是转子回路的功率因数角。电磁功率PM进入转子后,在转子电阻之上产生转子铜损耗pCu2=m1I′22r′2,因为异步电动机在正常工作时转子频率很低,转子铁损耗实际很小,可以忽略,因此电磁功率减掉转子铜损耗,余下部分全部转换为机械功率,称为总机械功率,用Pm表示。

它是转子旋转对应的功率。机械功率Pm与电磁功率可由等值电路得出如下关系

即总机械功率为电磁功率PM与转差功率sPM之差,转差功率正好是转子的铜耗。因为

总机械功率并没有全部由轴头输出给生产机械,在输出之前还要消耗掉机械损耗pm和附加损耗ps。机械损耗主要由电机的轴承摩擦和风阻摩擦构成,绕线转子异步电动机还包括电刷摩擦损耗。附加损耗是由磁场中的高次谐波磁通和漏磁通等引起的损耗,这部分损耗在小电机中满载时能占到额定功率的1%~3%,在大型电机中所占比例小些,通常在0.5%左右。总机械功率Pm减掉机械摩擦损耗pm和附加损耗ps之后,才是电机轴头输出的功率P2,因此有

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