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ABB三相异步电动机功率和转矩
2016-12-07
通过前面几节的学习,我们利用电路平衡方程式、磁路平衡方程式、等效电路以及相量图等方法对三相异步电机的工作原理和各个物理量之间的关系进行了分析和描述,使我们对三相异步电机有了比较清晰的了解。在这一节中,我们将从能量传递和功率关系的角度,利用表达式和能流图的形式,进一步对三相异步电机进行分析和描述。
1.功率关系的数学描述三相异步电动机运行时,通过定子绕组从电网吸收功率,并通过定子与转子之间的气隙向转子传递功率,转子又将得到的电磁功率转化为机械功率输出,并在转子轴上形成转矩以带动负载。这一点在三相异步电机的等效电路中体现得非常清晰。从等效电路来看,等效电路只描述了三相异步电机一相的工作情况,而对于三相异步电机的三相而言,电机消耗的功率,或者说,由电源(网)输入电动机的功率应为单相的3倍。由此可知,对m1相电机而言,因为功率是标量,可以直接相加,得到m1相的总功率,所以输入功率应为单相的m1倍,当m1=3时,则有从图6-16中的等效电路可以看出,输入电机的电功功率主要消耗在r1、rm和r2′/s三个等效电阻上了,它们分别是:定子一侧的铜损耗铁芯中的铁损耗为通过气隙间的磁场传递给转子的电磁功率都消耗在r2′/s上了,其表达式为
为转子绕组的损耗或铜损。通过气隙间的磁场传递给转子的有功功率,称为电磁功率。若从三相异步电机的输入端看,电磁功率等于输入功率减去定子一侧的铜损和空载时的铁损:若从三相异步电机的输出端看,电磁功率等于转子铜损与输出机械功率之和:由上述两个表达式可知,电磁功率是电机输入的电功功率转换为机械功率的中间功率。换句话说,电机输入的电功功率是通过电磁功率转换为机械功率的。而电动机轴头输出的机械功率为总的机械功率减去机械损耗和少量的附加损耗。三相异步电动机中的总损耗为三相异步电动机总的有功功率之和如图
1.功率关系的数学描述三相异步电动机运行时,通过定子绕组从电网吸收功率,并通过定子与转子之间的气隙向转子传递功率,转子又将得到的电磁功率转化为机械功率输出,并在转子轴上形成转矩以带动负载。这一点在三相异步电机的等效电路中体现得非常清晰。从等效电路来看,等效电路只描述了三相异步电机一相的工作情况,而对于三相异步电机的三相而言,电机消耗的功率,或者说,由电源(网)输入电动机的功率应为单相的3倍。由此可知,对m1相电机而言,因为功率是标量,可以直接相加,得到m1相的总功率,所以输入功率应为单相的m1倍,当m1=3时,则有从图6-16中的等效电路可以看出,输入电机的电功功率主要消耗在r1、rm和r2′/s三个等效电阻上了,它们分别是:定子一侧的铜损耗铁芯中的铁损耗为通过气隙间的磁场传递给转子的电磁功率都消耗在r2′/s上了,其表达式为
为转子绕组的损耗或铜损。通过气隙间的磁场传递给转子的有功功率,称为电磁功率。若从三相异步电机的输入端看,电磁功率等于输入功率减去定子一侧的铜损和空载时的铁损:若从三相异步电机的输出端看,电磁功率等于转子铜损与输出机械功率之和:由上述两个表达式可知,电磁功率是电机输入的电功功率转换为机械功率的中间功率。换句话说,电机输入的电功功率是通过电磁功率转换为机械功率的。而电动机轴头输出的机械功率为总的机械功率减去机械损耗和少量的附加损耗。三相异步电动机中的总损耗为三相异步电动机总的有功功率之和如图