三相異步電動機損耗分析及試驗系統

王欣仁+李云飛

摘 要：目前全球能源危機日益嚴重，各國都將節能減排擺在經濟發展的首要位置。在我國的工業生產中，耗能最大的產品主要是機電產品，約占總耗電量的70%，其中電動機的耗電量首當其中。據統計，中小型三相交流異步電動機的能耗約占機電產品總能耗的50%，在工業領域甚至達到2/3。所以，一旦對中小型異步電機進行節能控制，可以節約很大的電量。但是實現對電機的節能控制，必須獲取當前電機的能效情況，所以必須對三相異步電動機的各種損耗進行分析研究[1]。

關鍵詞：三相異步 電動機 損耗分析 試驗系統

1、異步電機損耗分析

三相交流異步電動機主要是由靜止的定子和轉動的轉子兩部分組成。定子由定子鐵心，定子繞組和機座三部分構成，定子鐵心是異步電動機主磁通磁路的一部分。轉子由轉子鐵心，轉子繞組，轉軸等部分組成，轉子鐵心也是電動機主磁通磁路的一部分。三相交流異步電機結構如圖1。

從電機學可以得知，電機在能量轉換過程中，在電機內部必然產生各種損耗，這些損耗是：

1.定子繞組銅損耗 Pcu1=m1I12r1；

2.轉子繞組銅損耗Pcu2=m1I22r2 ；

3.鐵芯產生的磁滯損耗和渦流損耗所構成的鐵損：Pfe=m1Im2rm；

4.電機旋轉時，由軸承摩擦和通風引起的機械損耗Pfw；

5.由于定、轉子齒槽的相對運動以及磁場中的高次諧波分量的影響，在定、轉子鐵芯中產生附加雜散損耗Ps。

異步電機等效電路及損耗分析如圖2。

三相交流異步電動機功率傳遞情況如圖3。

電機效率為：

2、系統硬件結構

電機檢測系統從硬件上主要分為工控模塊、電氣控制模塊、數據采集模塊以及電機檢測平臺4部分。上位機通過通訊總線實現多路實驗數據的采集與分析處理，并通過PLC實現被測電機溫升試驗、空載試驗、負載試驗等的控制，監測電機運行狀態并根據上位機的指令對被測電機以及負載電機進行相應的控制。試驗系統的硬件原理圖如圖4。

參考文獻

[1]韋鋒，孫遜，史偉偉.便攜式電機能效檢測儀的研制[J].機電信息，2012（3）：125-129.endprint