三相異步電動機的設計與分析—以礦用電機為例

李艷

摘 要：三相異步電動機作為最常使用的礦用電機，其正常運行對保證企業的正常生產具有重要意義。本文以煤礦刮板輸送機為例進行異步電機的設計，同時使用RMxprt軟件對異步電動機進行了仿真分析。

關鍵詞：三相異步電動機；RMxprt軟件；設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.182

0 引言

隨著綜合開采機械化的提高，越來越多的三相異步電機在煤礦井下得到使用，電機的功率范圍7.5kW-1000kW。電機的工作功率直接影響到煤礦的生產能力，是制約煤礦產量增長的重要因素之一，因此設計安全可靠的三相異步電機對保證煤礦的安全生產具有重要意義。

1 三相異步電動機的設計

本文以煤礦刮板輸送機為例進行三相鼠籠式異步電機的設計，其設計功率為7.5kW，用雙速電機取代單速電機驅動井下輸送機可省去液力耦合器，消除噴油著火的隱患，使礦井安全得到進一步保障。

下圖1是三相異步電機原理圖。當給電機加三相電源后，三相對稱定子繞組流過三相對稱電流，這時電機氣隙圓周上會產生旋轉磁場，這個是磁場的轉速，稱為同步轉速n1，它與電源頻率f1及電機極對數p有如下關系：

1.1 尺寸的選擇

電機的尺寸是指電機電磁感應實現能量轉換的有效尺寸，在異步電機中為定子內徑Dil和定子鐵心有效長度lef。

異步電動機有效部分的體積Dillef可根據選定的電機利用系數C值確定，也可按選定的線負荷A及氣隙磁通密度Bδ來確定，A及Bδ稱為電機的電磁負荷。

對異步電機

式中m為定子相數；IN為定子額定相電流；E為滿載時定子繞組每相電動勢。如果忽略繞組阻抗壓降，則E=UN（額定相電壓）；Kdp為繞組系數。有關異步電機相關系數可參照相關異步電機設計手冊，其中Bδ≈0.6～0.8T。

1.2 定子及轉子參數設計

2 三相異步電動機仿真分析

本文采用RMxprt對電機設計進行仿真，仿真4/8極雙速三相鼠籠異步電機，在求解參數設置過程中，有些仿真狀態參數不同，具體見下表1所示。RMxprt軟件的仿真步驟是首先應當創建一個RMxprt工程文件然后，將上一章選定的電機參數根據軟件要求進行填寫或選擇，分別設定轉子和定子的相關參數及槽型。

通過RMxprt軟件對4/8雙速異步電機進行仿真便可以得到仿真結果，將仿真結果進行對比可知：4極三相異步電動機性能高于8極性能，運行狀態以4極為主，偶爾情況以8極運行。然后比較電指標中功率因數和效率兩項可知，4/8雙速異步電機功率因數和效率隨電樞長度增加而減少，但影響較小。

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