三相异步电动机工作特性优化

三相异步电动机的工作特性是指当外加电源电压U1 为常数、频率f 为额定值时，电动机的转速n、定子电流I1、功率因数cosφ1、电磁转矩T、效率η等与输出功率P2 的关系曲线。

这些关系曲线可以通过三相异步电动机直接带负载，由实验的方法测得，我们可以通过三相异步电动机的工作特性曲线来判断它的工作性能的好坏，从而达到正确选用电动机，以满足不同的工作要求的目的。图3.12所示的是三相异步电动机的不同工作特性曲线。

图3.12　三相异步电动机的不同工作特性曲线

1.转速特性n=f（P2）

三相异步电动机的转速n，在电动机正常运行的范围内随负载P2 的变化而变化不大，所以，转速特性曲线是一条向下略有倾斜的曲线，是一条“硬”特性曲线，如图3.12所示。

2.转矩特性T=f（P2）(www.xing528.com)

三相异步电动机空载时P2=0，电磁转矩T 等于空载制动转矩T0。随着P2 的增加，已知T2=，若n保持不变，则T2 为通过原点的直线。考虑到P2 增加时，n稍有降低，故T2=f（P2）是随着P2 增加略向上翘的曲线。在T=T0+T2 中，由于T0 很小，可认为它是与P2无关的常数，所以，T=f（P2）将比T2 平行上移T0，如图3.12所示。

3.定子电流特性I1=f（P2）

三相异步电动机空载时，转子电流I2 近似为零，定子电流等于励磁电流I0。随着负载的增加，转速下降（S 增大），转子电流增大，定子电流也增大。当P2＞PN 时，由于cosφ1 降低，I1增长更快些，如图3.12所示。

4.功率因数特性cosφ1=f（P2）

三相异步电动机运行时，必须从电网中吸取感性无功功率。它的功率因数总是滞后的，且永远小于1。三相异步电动机空载时，定子电流基本上只有励磁电流，功率因数很低，一般不超过0.2。当负载增加时，定子电流的有功电流增加，使功率因数提高。接近额定负载时，功率因数也达到最高。超过额定负载时，转速降低较多，转差率增大，使转子电流与电动势之间的相位角φ1 增大，转子的功率因数下降较多，引起定子电流中的无功电流分量增大，因而电动机的功率因数cosφ1 逐渐下降，如图3.12所示。

5.效率特性η=f（P2）

由图3.12可知，异步电动机空载时，P2=0，η=0。三相异步电动机轻载时，效率也很低。但随着输出功率P2 的增加，效率η也开始增加。正常运行时，因主磁通变化很小，所以铁损耗变化不大，机械损耗变化也很小，它们合起来称为不变损耗。定、转子铜损耗与电流的平方成正比，随着负载变化而变化，称为可变损耗。当不变损耗等于可变损耗时，电动机的效率达最大。对于中小型异步电动机，当P2=（0.7～1.0）PN 时，效率最高。如果负载继续增大，可变损耗增加得较快，效率反而降低。