如何理解三相非同步電動機轉子和定子間的電磁關係?比如:當定子三相電源頻率提高時,各個參數如何變化?

例如電源頻率增大,轉子電流、定子電流、氣隙磁通、電磁轉矩如何改變?


舉個例子來說一下,比如50Hz的非同步電機工作於60Hz。我們來看看它有哪些變化?

1.轉速

可以看出,當轉差率S變化不大時,轉速n正比於電源頻率f。所以轉速會上升20%。

2.電流

非同步電動機經過頻率和繞組的歸算, 其近似等值T型電路如下,可作為計算公式推導。

從上面的等值電路我們可以很容易得出:

u1 為電源電壓, I 1、 I 2、 I m 分別為定子、 轉子和勵磁電流, r 1、 r 2 、 r m 分別為定子、 轉子、 勵磁電阻, X 1、 X2 、 Xm 分別為定子、 轉子、 勵磁漏抗, s為轉差率。

由於額定轉差率 s 在 60 Hz 和 50 Hz 時相差不大, 所以, 電流I 1I 2I m 主要取決於 X 1X 2 X m 。由 X= 2 π f,可知當電源電壓 u1 不變時, 頻率增大( 由50 Hz 改為 60 Hz電) X 1、 X 2、 X m 也隨之增大約 20 % ,。

然後根據各個電流公式可看到電流 I 1、 I 2、 I m 相應減小約 20 %

3.再從電磁學和電機設計原理分析一下磁通變化:

首先分析非同步電機氣隙磁通密度公式:

w——每相串聯匝數 Kap——
繞組係數 S——每極氣隙面積

從上式可以看到其他條件不變時, 當 50 Hz 額定頻率電機接於 60Hz 電網時, 氣隙密通密度將減小約 20 % 。

而有公式 φ=BS。

4.再分析非同步電機定子電路的電勢方程式:

由此可見,在電機結構不變( 每極氣隙面積 s 不變)時,磁通密度減小, 亦即磁通量 φ減小而在電機電磁負荷設計時, 線負荷( 表示沿定子圓周上單位長度的安培導體數 ) , 和氣隙磁通密度值決定了利用係數, 直接影響電機的有效材料用量, 所以, 在電機設計時為了最經濟地利用鐵芯材料, 通常使磁通密度的額定值選在磁化曲線開始彎曲的膝點附近, 因而, 在正常情況下: φ= φe電機會最經濟運行

5.最後看看電磁轉矩:

顯然,電源頻率f1增大時候,電磁轉矩減小。

綜上,由上分析得知 50 Hz 電機用於 60 Hz: 定子電流減小,轉子電流減小 ,磁通減小,轉矩減小。

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電機學裡面某個變數變動,看別的變數的變化就是用這麼幾個公式。


建議題主找本三相電機向量控制的書來看,非同步電機的矩陣分析就是用來幫你理解這個這些之間不是線性關係的東西的。


謝邀。

同意 @Enzo Jiang意見,要詳細了解,需要一本書。這幾個變數受影響因素很多。


這個很簡單,畫出等效電路圖,再根據電機學中的各個參數的公式,很容易分析出來的。了解電磁關係無非就是要弄清E和Φ的關係,至於定轉子電流包括起動電流和穩定時候的電流(就是轉差率是否等於1)


可以問一個問題嗎?小型盤式三相非同步24槽定子,匹配多少槽的轉子溫升低噪音低?


定轉子變數的關係還得看電機學相量圖。單一電源頻率變大,確定不了其他量的變化。如果定子電壓等比變化,就是vvvf變頻,氣隙磁通不變,如果定子電壓不變,則磁通變小,反之則反之。磚子電流主要與負載轉矩有關,頻率變大同步速提高,負載是啥特性?定子電流可分激磁分量和有功分量,有功分量可參考轉子電流,而激磁分量與磁通有關。大體回答如上,有錯誤請指正。


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