三相异步电动机的负载运行优化方案

三相异步电动机的定子绕组接在三相对称交流电源上，转子带负载的运行，称为异步电动机的负载运行。

当异步电动机从空载到负载瞬时，由于轴上机械负载转矩的突然增加，原空载时的电磁转矩无法平衡负载转矩，电动机开始降速，旋转磁场与转子之间的相对运动加大，转子感应电动势增加，转子电流和电磁转矩增加，当电磁转矩增加到与负载转矩和空载制动转矩相平衡时，电动机就以低于空载时的转速而稳定运行。

可见，当负载转矩改变时，转子转速n 或转差率s 随之变化，而s的变化引起了电动机内部许多物理量的变化。

1.转子各物理量与s 的关系

1）转子绕组感应电动势及电流的频率f2

可见：转子电动势及电流的频率f2与转差率s 成正比。

当n=0，s=1，f2=f1=f2max；n↑→s↓→f2↓

当n=nN，由于sN=0.015～0.05，所以f2N=f1sN≈l～3 Hz。

2）转子旋转时转子绕组的电动势E2s

当n=0，s=1，静止时的E2s=E2为最大，n↑→s↓→ E2s↓

3）转子电抗X2s

当n=0，s=1，静止时的X2s=X2为最大，n↑→s↓→ X2s↓

4）转子电流I2s(www.xing528.com)

当电动机启动瞬间，s=1，I2s为最大；n↑→s↓→ I2s↓

5）转子的旋转磁通势F2相对定子的转速

F2与F1的转速都是同步速，之间没有相对运动，它们在空间相对静止。

2.负载运行时的基本方程式

1）磁通势平衡方程式

从前面的分析可知，当外加电压和频率不变时，主磁通近似为一常量。因此，空载时产生主磁通的磁通势F0与负载时产生主磁通的合成磁通势（F1+F2）应相等。

所以异步电动机就是通过磁通势平衡关系，使电路上无直接联系的定、转子电流有了关联，当负载转矩增加时，转速降低，转子电流增大，电磁转矩增大到与负载转矩平衡，同时定子电流增大，经过这一系列的自动调整后，进入新的平衡状态。

2）电动势平衡方程式

异步电动机负载转子电路与变压器二次电路不同的是：转子电路的频率为f2，且转子电路自成闭路，对外输出电压为零（见图2-2-2）。

图2-2-2　异步电动机负载运行时电路图