三相異步電動(dòng)機(jī)損耗分析及試驗(yàn)系統(tǒng)

王欣仁+李云飛

摘 要：目前全球能源危機(jī)日益嚴(yán)重，各國(guó)都將節(jié)能減排擺在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的首要位置。在我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)中，耗能最大的產(chǎn)品主要是機(jī)電產(chǎn)品，約占總耗電量的70%，其中電動(dòng)機(jī)的耗電量首當(dāng)其中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中小型三相交流異步電動(dòng)機(jī)的能耗約占機(jī)電產(chǎn)品總能耗的50%，在工業(yè)領(lǐng)域甚至達(dá)到2/3。所以，一旦對(duì)中小型異步電機(jī)進(jìn)行節(jié)能控制，可以節(jié)約很大的電量。但是實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的節(jié)能控制，必須獲取當(dāng)前電機(jī)的能效情況，所以必須對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)的各種損耗進(jìn)行分析研究[1]。

關(guān)鍵詞：三相異步 電動(dòng)機(jī) 損耗分析 試驗(yàn)系統(tǒng)

1、異步電機(jī)損耗分析

三相交流異步電動(dòng)機(jī)主要是由靜止的定子和轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子由定子鐵心，定子繞組和機(jī)座三部分構(gòu)成，定子鐵心是異步電動(dòng)機(jī)主磁通磁路的一部分。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心，轉(zhuǎn)子繞組，轉(zhuǎn)軸等部分組成，轉(zhuǎn)子鐵心也是電動(dòng)機(jī)主磁通磁路的一部分。三相交流異步電機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1。

從電機(jī)學(xué)可以得知，電機(jī)在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中，在電機(jī)內(nèi)部必然產(chǎn)生各種損耗，這些損耗是：

1.定子繞組銅損耗 Pcu1=m1I12r1；

2.轉(zhuǎn)子繞組銅損耗Pcu2=m1I22r2 ；

3.鐵芯產(chǎn)生的磁滯損耗和渦流損耗所構(gòu)成的鐵損：Pfe=m1Im2rm；

4.電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，由軸承摩擦和通風(fēng)引起的機(jī)械損耗Pfw；

5.由于定、轉(zhuǎn)子齒槽的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及磁場(chǎng)中的高次諧波分量的影響，在定、轉(zhuǎn)子鐵芯中產(chǎn)生附加雜散損耗Ps。

異步電機(jī)等效電路及損耗分析如圖2。

三相交流異步電動(dòng)機(jī)功率傳遞情況如圖3。

電機(jī)效率為：

2、系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

電機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)從硬件上主要分為工控模塊、電氣控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊以及電機(jī)檢測(cè)平臺(tái)4部分。上位機(jī)通過(guò)通訊總線實(shí)現(xiàn)多路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集與分析處理，并通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)被測(cè)電機(jī)溫升試驗(yàn)、空載試驗(yàn)、負(fù)載試驗(yàn)等的控制，監(jiān)測(cè)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)并根據(jù)上位機(jī)的指令對(duì)被測(cè)電機(jī)以及負(fù)載電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制。試驗(yàn)系統(tǒng)的硬件原理圖如圖4。

參考文獻(xiàn)

[1]韋鋒，孫遜，史偉偉.便攜式電機(jī)能效檢測(cè)儀的研制[J].機(jī)電信息，2012（3）：125-129.endprint