【正文】 隨之增大，所以轉子電流 2I 增大，使電磁轉矩增大來平衡負載轉矩。如圖 所示。 異步電動機功率轉換關系可形象的由圖 來表示。根據實驗數據可以看出輸出功率 WP ? ，然后減去定子銅耗WRIp Cu 1211 ?? 和定子鐵耗 Fep ，因為負載實驗是在額定電壓和額定頻率下進行的，所以負載的定子鐵耗等于額定電壓下空載的鐵耗 ，就是用空載輸入功率減去空載定子銅耗和機械損耗。由于 ?p 很小所以可以忽略不計。總的機械功率補償了機械損耗 mechp 和附加損耗?p 就是由轉子轉軸上輸出的凈機械功率 2P 。在氣隙旋轉磁場傳遞電磁功率的過程中，旋轉磁場與轉沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 19 子鐵心存在著相對運動，就是常說的轉差率，旋轉磁場切割轉子鐵心理應引起轉子鐵心的鐵耗，但是實際上當異步電動機正常運行時轉差率很小，即氣隙旋轉磁場與轉子鐵心相對運動很小，以致轉子鐵心中磁通變化頻率很低，通常僅 1～ 3Hz，所以轉子鐵耗可以忽略不計。輸入功率 1P 的一小部分消耗于定子電阻上的定子銅耗1Cup ，還有一小部分消耗于定子鐵心中的鐵耗 Fep 。 表 41繞線式三相異步電動機負載實驗數據 )(AI )(WP ).(2 mNT min)/(rn )(22 WTP ?? UI VI WI 1I ⅠP ⅡP 1P 132 1328 112 1360 1399 1431 1481 0 異步電動的機功率平衡的驗證 要想研究異步電動機的工作特性，就必須知道它的功率轉換過程。從這負載開始，逐漸減小負載直至空載，實驗電路圖和堵轉實驗一樣，如圖 。 ?????? XXX m ； ?????? ZZZ m ； ?????? 5 3 mRRR 沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 18 4 繞線式三相異步工作特性的求取 直接負載法就是通過負載實驗測得的數據畫出工作特性曲線圖然后通過對實際測量數據和工作特性曲線圖進行工作特性分析。21 就可以畫出空載時異步電動機的向量圖，如圖 所示。2 jXRIs sRIE ???? ??? ， ?? ? 39。239。239。 沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 16 圖 空載時繞線式三相異步電動機等效電路圖 根據 空載時異步電動機等效電路圖和歸算過 的定、轉子電動勢方程式 )( 11111 jXRIEU ???? ??? ； )()1( 39。 沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 15 圖 繞線式三相異步電動機 )( 21Ufpp me chFe ?? 曲線 如上圖所示，將曲線延長相交于縱軸 01?U 處，過交點做一條水平虛線將曲線的縱軸分為兩部分，由于機械損耗僅與電動機的轉速有關，而在空載狀態(tài)下， snn? ，則機械損耗可認為是恒定值為 ， 所以虛線下部縱坐標表示與電壓大小無關，虛線上部縱坐標表示對應于電壓大小的鐵耗。 沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 14 圖 電動機空載特性曲線圖 空載時， 0?s ， 02?I ，所以異步電動機空載時輸入電動機的電功率用來補償定子銅耗 1Cup ，鐵耗 Fep 和機械損耗 mechp ，即 me chFe ppRImp ??? 121110 式中，定子銅耗和 鐵 耗與 電壓 大小 有 關， 而機 械損 耗僅 與轉 速 有關 。在這個過程中讀取空載電壓、空載電流、空 載功率和轉速共讀取 9 組數據，測量數據如表 35所示。2 RXZ 空載實驗是指在 額定電壓和額定頻率下，電動機不帶任何負載的運行，實驗是在沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 13 空載運行下，將電動機運轉一段時間使機械損耗達到穩(wěn)定值，然后調節(jié)三相調壓器，讓電源電壓從（ ～ ）倍 NU 開始，我選擇從 倍 NU 開始 ， 也就是 VUN 264?開始，逐漸降低到可能達到的最低電壓值（電壓降低時，轉速發(fā)生明顯變化為止）。239。 39。所以取 ??? 39。2 極、極、 KXX ?。21 KXXX ??對于 100kW以下的小型異步電動機，可取 KXX 39。21 XXX K ?? 。21 RRRK ?? ， 1R 由冷態(tài)電阻實驗已經確定為 ?????? 39。212111 )( ??? 根據堵轉實驗的數據，可求出堵轉是的阻抗（即短路阻抗） KZ 、電阻 KR 和電抗KX 。221112111 RImRImp K ?? 因為 0?mI ，則可認為 KIII 1139。此時輸沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 12 出功率和機械損耗為零，全部輸入電功率都變成定子銅耗與轉子銅耗。239。2?39。2I?1I?? 1E11 RI?11 XIj??1U1? 2???? 139。21 就可以畫出堵轉時異步電動機的向量圖，如圖 所示。2 jXRIs sRIE ???? ??? ， ?? ? 39。239。239。 沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 11 圖 根據 堵轉時異步電動機等效電路圖和歸算過的定、轉子電動勢方程式 )( 11111 jXRIEU ???? ??? ； )()1( 39。 沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 10 表 34 繞線式三相異步電動機堵轉實驗數據 )(VU )(AI )(WP UVU VWU WUU 1U UI VI WI KI1 ⅠP ⅡP kp1 根據表 34 中記錄的數據，繪制出電動機的堵轉特性曲線 )( 11 UfI k ? ，)( 11 Ufp K ? ，如圖 所示。實驗電路圖如圖 所示。 表 33定、轉子冷態(tài)電阻計算數據 冷態(tài)電阻折算值)(?refR 定子繞組Ⅰ 定子繞組Ⅱ 定子 繞組Ⅲ 轉子繞組Ⅰ 轉子繞組Ⅱ 轉子繞組Ⅲ 堵轉實驗是在電動機轉子不轉動的情況下進行的。即將冷態(tài)電阻折算到參考溫度了。取在三個電流下測得的電阻的平均值，測量數據如表 31和 32所示。接通開關 1S 讀取電流值，再接通開關 2S ,讀取電壓值。 可調直流穩(wěn)壓電源 圖 按圖 。當所測溫度與冷卻介質溫度之差不超過 2K 時，即為實際冷態(tài)。如果接線盒中發(fā) 生接線錯誤，或者繞組首末端弄錯，輕則電動機不能正常起動，長時間通電造成啟動電流過大，電動機發(fā)熱嚴重，影響壽命，重則燒毀電動機繞組，或造成電源短路。一臺電動機是接成星形還是接成三角形，應視廠家規(guī)定而進行，可以從電動機銘牌上查到。而三角形接法則是 將第一相繞組的首端 D 1 與第三相繞組的末端 D6 相連接，再接入一相電源；第二相繞組的 首端 D2與第一相繞組的末端 D4 相連接，再接入第二相電源；第三相繞組的首端 D3 與第 二相繞組的末端 D5 相連接，再接入第三相電源。這六個引出線頭 引入接線盒的接線柱上，接線柱相應地標出 D1～ D6 的標記。一頭叫做首端 ， 另一頭叫末端。 沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 6 圖 繞線轉子異步電動機剖面圖 1— 轉子繞組 2— 端蓋 3— 軸承 4— 定子繞組 5— 轉子 6— 定子 7— 集電環(huán) 8—出線盒。定子與轉子之間有一個較小的氣隙。另外只要任意調換電動機的兩根電源進線，使旋轉磁場的轉向改變就能改變電動機的旋轉方向。轉子電流在旋轉磁場中受力，其方向由左手定則決定。由于所有轉 子導線的兩端分別被兩個銅環(huán)聯在一起，因而構成了閉合回路。假定旋轉磁場按順時鐘方向旋轉，則轉子與旋轉磁場間就有相對運動，轉子導線產生感應電動勢。因其轉子電流是由電磁感應作用而產生的，因而也稱為感應電機。異步電機有不帶換向器和帶換向器的，但習慣上所說的異步電機是指不帶換向器的異步電機。 沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 5 2 異步電動機介紹 交流電機有異步電機和同步電機兩大類。生產和使用高效電動機，對電機制造廠和廣大用戶都是有利的。我國中小型異步電動機的效率水平跟國際水平相比還 有一沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 4 定的差距，有進一步提高的必要性和可能性。我國的 Y2系列與歐洲的 eff2系列的效率水平基本相當。 3．中國高效電動機 中小型電機行業(yè)得十五規(guī)劃已將卡法中國高效電動機提上了議事日程，并對開發(fā)中國高效電動機可借鑒歐洲標準達成了共識，這是因為我國的電工標準體系目前基本上是等同采用 IEC的標準。西門子公司的高效電動機有下面兩個明顯的特點：第一，將 CEMEPEU 協(xié)議向上下左右做了延伸和擴展，即功率從 ~90KW 想下延伸到 ，向上延伸到 1000 kW；極數由 4 極擴展到 8 級。 2． 歐洲高效電動機 歐洲對發(fā)展高效電動機的看法最初并不一致，但經過多年的協(xié)調，于 1999 年對4 極電機和 2 極電機的效率標準達成了 CEMEPEU 協(xié)議。美國能源署認為，如果積極推進電動機節(jié)能和電動機系統(tǒng)節(jié)能，將會產生年節(jié)電 750~1220 億 的驚人效果，使整個工業(yè)系統(tǒng)的電動機能耗降低 11%~18%，按當時的電價計算，約為 36~58 億美元。從國際和國內發(fā)展趨勢來看，開發(fā)高效異步電動機是非常有必要的，這也是使我國電機產品趕超國際先進水平和推進行業(yè)技術進步的需要。 1992年美國發(fā)布了能源法，在該法規(guī)中規(guī)定了 1~20hp 三相異步電動機的效率標準，過度期為 5年， 1997 年 10月 24 日開始實施。 因此，三相異步電動機仍不失為電力拖動系統(tǒng)中一個極為重要的元件。但是，異步電動機也有一些缺點：不能經濟地實現范圍較廣的平滑調速，必須從電網吸取滯后的勵磁電流，使電網功率因數變低 ，在要求有較寬廣的平滑調速范圍的場合，一般采用直流電動機。電力拖動中，絕大多數的拖動電機為異步電動機，其用電量約占電網總負荷的 60%。金屬 切削機床、軋鋼設備、鼓風機、粉碎機、水泵、油泵、輕工機械、紡織機械、礦山機械等，絕大部分都采用異步電動機拖動。 異步電機主要作為電動機使用。在這種時代里，某些特種電機必須具有快速響應、模仿性運動、快速啟動和停止等比人的手腳更復雜而精巧的運動。中小沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 2 型電機