异步电动机的电动工况能流图解析

前文已经提到，如果异步电动机工作在电动工况，它的转差率对应于1～0的区间。转差率在0～s_k区间是机械特性的工作区段；转差率在s_k～1的区间是机械特性的起动区段。异步电动机的转子损耗和转差率有关。下面具体分析异步电动机的能流图（见图3-11）。

图3-11 异步电动机的能流图

图3-11中的P₁是电源提供给定子绕组的功率。从P₁中减去定子绕组的损失ΔP₁（包括定子的铜损和铁损），剩余的部分就是电磁功率P_e并传递到转子侧。

由于异步电动机转子绕组既有旋转运动产生的电动势，也有互感产生的电动势，所以异步电动机具有电动机和变压器两种特点。因此，可以把电磁功率分为两个部分，第一部分是由电磁功率转变成为电动机轴上的机械功率的P_M，这部分功率是旋转磁场和转子电流的有功分量相互作用的结果。机械功率P_M减去轴上的机械损失ΔP_M（主要是摩擦力损失）后，就是电动机转子输出的功率P₂。电磁功率的第二部分是由定子绕组和转子绕组之间的互感传递的转差功率P_s。

由能流图3-11可以得到

电磁功率P_e等于电动机轴上的电磁转矩T与旋转磁场的转速ω₀的乘积

P_e=Tω₀（3-34）

机械功率P_M等于电动机轴上的电磁转矩T与转子轴的转速ω的乘积

P_M=Tω （3-35）(www.xing528.com)

由式（3-34）和式（3-35）可以得到转差功率P_s

转差功率与电磁功率、转差率成比例。它代表了转子绕组中的功率损失，绕线转子异步电动机在串电阻起动时，起动电阻上的功率损失也应该计入P_s中。

为了节约电能、减少发热、提高效率，在设计和使用异步电动机时，应尽量减小转差功率，尽管这个功率只占总功率的百分之几。异步电动机经济运行的重要条件是尽量使转差率最小，这个原则也应当运用于可调速的异步电动机的电气传动中。绕线转子异步电动机的串级调速和双馈调速不在此例，因为这时的转差功率可以回馈到电网。

异步电动机的效率是指转子轴输出的功率P₂与电源输入功率P₁之比。但是在实际工程计算时，往往先计算各项功率损失，然后再求出电动机的效率。

电动机的总损失分为可变损失V和固定损失K两部分。固定损失是指与负载电流无关的功率损失，如励磁电流I₀在定子绕组中的铜损、定子铁损、机械损失和附加损失（如电动机自带的冷却风扇）等。

可变损失和负载电流的二次方成正比。异步电动机在额定负载情况下，可变损失为

在额定负载情况下，异步电动机的固定损失为