三相異步電動機等效電路電氣參數估算的方法研究

安紅戰 方蕾

摘要：三相異步電動機是一種重要的動力裝置，具有結構簡單、維護方便的特點。隨著控制技術的發展，三相異步電動機在高性能的調速領域也得到了廣泛的應用。但要實現電動機的良好控制，除了依托先進的控制技術之外，還需知道其電氣參數。電動機的電氣參數對設計控制系統、分析運動特性都有重要的作用。本文介紹了一種計算三相異步電動機等效電路電氣參數的方法，本方法在滿足計算精度的同時具有簡單、易用的特點，便于工程上的使用。

關鍵詞：電動機;動力裝置;等效電路;參數;方法

中圖分類號：TM343+.2 ?文獻標識碼：A

1 引言

三相異步電動機等效電路電氣參數的確定，對其運行特性的分析與計算、高性能控制系統的設計具有重要的意義，所以長期以來許多科研人員進行了電動機電氣參數的計算方法研究，提出了多種計算方法，如試驗測定法、經驗估算法、在線辨識法等，其中最為典型的是實驗測定法。通過試驗測定法可得到高精度的電動機電氣參數，但其需要試驗設備，再是過程比較麻煩，在實際工程中應用并不方便。本文提出了一種在滿足精度條件下的電動機電氣參數快速計算法，便于實際工程中使用。

2 三相異步電動機等效電路電氣參數的典型計算方法

三相異步電動機的T型等效電路如圖1所示。異步電動機有兩種參數，一種是表示空載狀態的勵磁參數即Rm、Xm，另一種是對應短路電流的短路參數即R1、X1、R2、X2。計算電動機等效電路的電氣參數，就是確定這六個參數的數值。勵磁參數和短路參數可分別通過空載試驗與短路試驗測定。

2.1 空載試驗與勵磁參數的確定

空載試驗時，在電動機定子繞組上施加額定電壓和頻率的對稱三相電源，轉軸不帶任何負載。此時，電動機的轉速近似同步轉速，轉差率s≈0，T形等效電路中的附加電阻（1-s）R2/ s≈∞，轉子電流I2=0，轉子側成開路狀態，對應的等效電路如圖2所示。此時電動機的輸入功率P0全部用以克服定子銅耗pcul、鐵耗pFe和轉子的機械損耗pΩ，即：

對于大中型異步電動機，可取 ，對于100kW以下的電動機，可取X2=0.67Xs（2、4、6極）或X2=0.57Xs（8、10極）。至此，三相異步電動機等效電路的六個電氣參數可全部確定下來。

3 一種簡便估算電動機電氣參數的方法分析

利用空載試驗和短路試驗可以得到電動機比較精確的電氣參數，但需要相應的試驗設備。一般的普通用戶根本沒有試驗設備，拿到一個電機后，所能得知的參數即其銘牌參數。但進行電機調速系統的設計或運動特性分析時，又需要知道電機的電氣參數。

通過電動機的銘牌參數快速估算出具有足夠精度的電氣參數，將是一件很有意義的事情。

現有山東某集團主風機-煙氣輪機能量回收組電動機的技術參數為：額定功率14000kW，額定電壓10kV，額定電流916A，額定效率0.968，額定轉速1487rpm，直接起動電流倍數4.11，△連接。利用公式（5）～（10）進行計算，可得電動機的電氣參數分別為：R1=0.221Ω，X1=2.324Ω，R2=0.181Ω，X2=2.285Ω，Rm=1.379Ω，Xm=94.531Ω，與用文獻[4]中介紹的計算方法所得的計算結果相近，說明了本文提出的計算方法具有足夠的計算精度。

4 結論

本文提出的估算方法，有利于在工程上快速求出電機的電氣參數，便于對電機的運動特性進行定性分析，有利于控制系統的設計和仿真。若需要更加精確的參數值，可以此估算值為基礎，利用辨識算法得到更加精確的結果。

參考文獻：

[1]顧繩谷.電機及拖動基礎（上冊）[M].北京：機械工業出版社，2001.

[2]劉迪.異步電動機參數辨識仿真研究[J].船電技術，2013，33（7）.

[3]姚家祎.三相交流異步電動機阻抗參數計算[J].建筑電氣，2016，4.

[4]陳德傳.異步電動機T型等值電路參數估算的新方法探討[J].電氣傳動自動化，2003，25（1）.