异步电动机圆图法的改进研究

苏宝龙

(驻哈尔滨703 所代表室，黑龙江哈尔滨150040)

0 引言

由圆图法分析结合异步电机的等效电路推广修正而来的电机圆图，可以非常形象地表明电机运行特性以及通过几何关系间接的确定电机某些性能，如损耗、效率，临界转差率等，并将其计算结果与实际测量结果进行对比分析，以保证电机能够正常的运行。

1 圆图法计算数据

在应用圆图法求取电动机额定功率效率时，计算功率因数和转差率时发现，当电动机额定功率0.75kW ＜PN＜10kW 时，圆图法计算的数据与电机的实测数较为接近见表1。

表1 圆图法与实测法数据对比表

当电动机的功率PN＞10kW，额定功率10 kW＜PN＜100 kW 时，随着电动机的功率增大，圆图法计算的数据与电机的实测数据相比，差距也逐渐增大，见表2。

表2 圆图法与实测法数据对比表

当电动机的功率PN＞10kW，额定功率100 kW ＜PN＜1000 kW 时，随着电动机的功率增大，圆图法求取的数据与电机的实测数据相比，差距也会逐渐增大，见表3。

表3 圆图法与实测法数据对比表

2 导致圆图法出现数据偏差的原因

根据电机的等值电路，可以推出转子滑差与电动机阻抗的关系如下

式中，R2'—转子电阻折算值。

圆图法就是依据电动机的转差与电抗之间的关系来求出电机的转差，因此圆图法计算的关键在于获得电机的定、转子阻抗，而定转子阻抗值是从转子不动的堵转试验来获得的。但是在电机堵转试验时，对于槽型较深的电机，由于集肤效应的原因，此时转子的电阻值较正常值增大了很多，从式(1)可见，这使得电机阻抗值的测量结果与实际产生较大的误差，导致电机转差率的计算结果与实测值之间也产生误差。从表1、表2、表3 中的数据可见，圆图法算出的转差率较实测值大很多，这将使电机转子铜耗的计算结果较实测值增大许多，进而影响效率及功率因数的计算结果。并极大的限制了圆图法在实际工作中的使用效果，因此急需改进。

3 圆图法的修正方法

根据等效电路图，电机定子传到转子的最大功率

图1 电动机的阻抗与关系曲线

通过曲线差找出对应于各种电机的阻抗修正系数K，用这些系数对圆图计算时所使用的通过堵转试验求得的电机阻抗进行修正，消除集肤效应产生的影响。同时根据堵转试验求得的ZK、RK计算出电机感抗xK和转子电阻R2'

当电动机额定功率额定功率PN＜10kW 时，则s=K×sK，根据此值可较为精确地计算出电机的转子铜耗。进而计算出电机的修正圆图法计算结果与实测数据的对比，见表4。

表4 修正圆图法与实测法数据对比表

当电动机额定功率10kW ＜PN＜100kW 时，计算得出修正的圆图法计算结果与实测数据的对比，见表5。

表5 修正圆图法与实测法数据对比表

当电动机额定功率100kW ＜PN＜1000kW时，计算得出修正的圆图法计算结果与实测数据的对比，见表6。

表6 修正圆图法与实测法数据对比表

5 结语

综上所述，修正后的圆图法的计算结果与实测数据相近，不但修正了电机的阻抗，更消除了集肤效应产生的负面影响，准确地计算出电机的转差率、效率、功率因素与性能指标，并取得了电机运行的良好效果，可在电机的负载试验和堵转试验中推广该计算方法。