异步电动机空载运行的优化方法

三相异步电动机定子绕组接在对称的三相电源上，转轴上不带机械负载运行时称为空载运行。

1.空载运行时的电磁关系

异步电动机空载运行时轴上没带机械负载，电动机的空载转速很高，接近于同步转速。因此，转子与定子旋转磁场几乎无相对运动，所以转子感应电动势≈0，转子电流≈0，此时异步电动机只有定子绕组中有电流流过。空载运行时的定子电流称为空载电流，用表示。

同变压器一样，空载电流的作用是用来产生磁场的，所以空载电流也称为励磁电流，属于无功性质的电流，故空载运行时功率因数很低。由于异步电动机的磁路中存在气隙，所以异步电动机的空载电流比同容量变压器的空载电流大，可达到额定电流 20%～50%。空载时，异步电动机从电网中吸收的有功功率很小，吸收较大的感性无功功率，引起电动机和电网的功率因数下降，故在使用时应尽量避免异步电动机的空载运行。

空载电流产生的磁动势称为空载磁动势或励磁磁动势，用表示，用来建立气隙磁场。

异步电动机三相对称的绕组流过三相对称的电流，产生旋转磁场，其中绝大部分磁通沿异步电动机的定子铁心、气隙、转子铁心芯形成闭合回路，同时交链定子、转子绕组，这部分的磁通称为主磁通，用表示。除主磁通外的磁通称为漏磁通，用表示（见图2-2-1）。

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图2-2-1　三相异步电动机空载时电磁关系图

2.空载运行时的基本方程式

相异步电动机空载时，电磁转矩只需克服很小的空载损耗，对应的转子电流很小，≈0，因与变压器空载运行十分相似，空载时的定子侧的基本方程与变压器一次侧的基本方程是一样的。

与变压器一样，异步电动机的主磁通的大小由外加电压大小决定。即频率不变，外加电压U1一定时，主磁通基本上是常量。

由于有空气隙存在，异步电动机的I0比同容量的变压器要大。如小容量电动机中，I0占35%～50%，甚至占60%。而Xm比变压器的要小，即磁化能力弱于变压器。

由于异步电动机空载运行时，输出的机械功率P2=0，只需从电网吸取很小的有功功率来平衡电动机的铁心损耗、定子绕组空载铜耗及机械损耗，因此，空载电流I0主要成分是建立旋转磁场的感性无功电流，即与变压器一样，空载时功率因数很低，一般