異步電動機圓圖法的改進研究

蘇寶龍

(駐哈爾濱703 所代表室，黑龍江哈爾濱150040)

0 引言

由圓圖法分析結(jié)合異步電機的等效電路推廣修正而來的電機圓圖，可以非常形象地表明電機運行特性以及通過幾何關系間接的確定電機某些性能，如損耗、效率，臨界轉(zhuǎn)差率等，并將其計算結(jié)果與實際測量結(jié)果進行對比分析，以保證電機能夠正常的運行。

1 圓圖法計算數(shù)據(jù)

在應用圓圖法求取電動機額定功率效率時，計算功率因數(shù)和轉(zhuǎn)差率時發(fā)現(xiàn)，當電動機額定功率0.75kW ＜PN＜10kW 時，圓圖法計算的數(shù)據(jù)與電機的實測數(shù)較為接近見表1。

表1 圓圖法與實測法數(shù)據(jù)對比表

當電動機的功率PN＞10kW，額定功率10 kW＜PN＜100 kW 時，隨著電動機的功率增大，圓圖法計算的數(shù)據(jù)與電機的實測數(shù)據(jù)相比，差距也逐漸增大，見表2。

表2 圓圖法與實測法數(shù)據(jù)對比表

當電動機的功率PN＞10kW，額定功率100 kW ＜PN＜1000 kW 時，隨著電動機的功率增大，圓圖法求取的數(shù)據(jù)與電機的實測數(shù)據(jù)相比，差距也會逐漸增大，見表3。

表3 圓圖法與實測法數(shù)據(jù)對比表

2 導致圓圖法出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差的原因

根據(jù)電機的等值電路，可以推出轉(zhuǎn)子滑差與電動機阻抗的關系如下

式中，R2'—轉(zhuǎn)子電阻折算值。

圓圖法就是依據(jù)電動機的轉(zhuǎn)差與電抗之間的關系來求出電機的轉(zhuǎn)差，因此圓圖法計算的關鍵在于獲得電機的定、轉(zhuǎn)子阻抗，而定轉(zhuǎn)子阻抗值是從轉(zhuǎn)子不動的堵轉(zhuǎn)試驗來獲得的。但是在電機堵轉(zhuǎn)試驗時，對于槽型較深的電機，由于集膚效應的原因，此時轉(zhuǎn)子的電阻值較正常值增大了很多，從式(1)可見，這使得電機阻抗值的測量結(jié)果與實際產(chǎn)生較大的誤差，導致電機轉(zhuǎn)差率的計算結(jié)果與實測值之間也產(chǎn)生誤差。從表1、表2、表3 中的數(shù)據(jù)可見，圓圖法算出的轉(zhuǎn)差率較實測值大很多，這將使電機轉(zhuǎn)子銅耗的計算結(jié)果較實測值增大許多，進而影響效率及功率因數(shù)的計算結(jié)果。并極大的限制了圓圖法在實際工作中的使用效果，因此急需改進。

3 圓圖法的修正方法

根據(jù)等效電路圖，電機定子傳到轉(zhuǎn)子的最大功率

圖1 電動機的阻抗與關系曲線

通過曲線差找出對應于各種電機的阻抗修正系數(shù)K，用這些系數(shù)對圓圖計算時所使用的通過堵轉(zhuǎn)試驗求得的電機阻抗進行修正，消除集膚效應產(chǎn)生的影響。同時根據(jù)堵轉(zhuǎn)試驗求得的ZK、RK計算出電機感抗xK和轉(zhuǎn)子電阻R2'

當電動機額定功率額定功率PN＜10kW 時，則s=K×sK，根據(jù)此值可較為精確地計算出電機的轉(zhuǎn)子銅耗。進而計算出電機的修正圓圖法計算結(jié)果與實測數(shù)據(jù)的對比，見表4。

表4 修正圓圖法與實測法數(shù)據(jù)對比表

當電動機額定功率10kW ＜PN＜100kW 時，計算得出修正的圓圖法計算結(jié)果與實測數(shù)據(jù)的對比，見表5。

表5 修正圓圖法與實測法數(shù)據(jù)對比表

當電動機額定功率100kW ＜PN＜1000kW時，計算得出修正的圓圖法計算結(jié)果與實測數(shù)據(jù)的對比，見表6。

表6 修正圓圖法與實測法數(shù)據(jù)對比表

5 結(jié)語

綜上所述，修正后的圓圖法的計算結(jié)果與實測數(shù)據(jù)相近，不但修正了電機的阻抗，更消除了集膚效應產(chǎn)生的負面影響，準確地計算出電機的轉(zhuǎn)差率、效率、功率因素與性能指標，并取得了電機運行的良好效果，可在電機的負載試驗和堵轉(zhuǎn)試驗中推廣該計算方法。