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谈异步电机负载附加损耗

2019年06月19日 10:38:12 中国传动网

有个词叫神秘,之所以神秘是缘于不了解,凡事只要搞清楚了就没有了神秘。Ms.参今天与各位对负载损耗与各位进行分享,只要你对电机在一些了解,可能就不会以为有多神秘。

异步电机负载时的附加损耗通常不进行详细计算。许多国家的标准中一般规定负载时的附加损耗占电机输出(发电机)或输入(电动机)功率的0.5%。当然这个数值是非常粗略的。采用压力铸铝工艺的小型异步电动机里,负载时附加损耗一般约占输出功率的2~3%,个别甚至高达4~5%或以上。这不但严重影响电机的运行经济性及起动性能,并且也可能造成过高的线组温升。因此多年来关于如何准确计算及降低笼型转子异步电机负载时的附加损耗一直受到人们的重视。

异步电机异步电机.png 

笼型转子异步电机负载附加损耗

笼型转子异步电机负载时的附加损耗主要有下列几部分:

●定子绕组的漏磁场在绕组里及绕组端部附近的金属部件中产生的附加损耗。

●定子磁势谐波产生的磁场在鼠笼转子绕组中感生电流引起的附加损耗。

●定子磁势谐波产生的磁场在转子铁心表面引起的表面损耗。由于鼠笼转子绕组中感生电流的去磁效应,只有少量谐波磁场能深入转子齿部,故可忽略不计这些谐波在齿中产生的脉振损耗。由转子磁势谐波在定子铁心中产生的附加损耗比较小,通常也可以忽略不计。

●没有槽绝缘的铸铝转子中,由泄漏电流产生的损耗。

上述内容中,定子绕组的漏磁场在绕组里及绕组端部附近的金属部件中产生的附加损耗由基频电流产生,故又称基频附加(杂散)损耗。其余各项均由高频电流产生,故又称高频附加(杂散)损耗。

斜槽情况下的损耗分析

在斜槽的情况下,如果导条绝缘得比较好,则由定子相带谐波磁势在鼠笼绕组中产生的损耗,仍可近似按式(1)进行计算,但在式中须乘以K,这里K,为鼠笼转子绕组对v次谐波的斜槽系数。假设转子槽扭斜一个定子齿距,这时在整个导条长度上由定子磁势齿谐波感生的合成电势接近等于零。

p2v=(4m12W12Kdpv2K2v4R2vI12)/Z2……………………(1)

式(1)中:

I1——定子相电流;

R2v——转子导条交流电阻(对应于有关的谐波频率);

Kdpv——对v次谐波的定子绕组系数;

K2v——假想的转子绕组对v次谐波的绕组系数。

但在斜槽的情况下,如果导条与铁心间没有良好绝缘,定子磁势各次谐波在转子鼠笼绕组里感生的电势,会通过铁心硅钢片在相邻导条间形成“横向”电流,在相邻“半根”导条间所形成的“横向”电流将产生附加损耗。这损耗的大小除与谐波磁场的频率、磁密幅值等有关外,主要决定于导条与铁心间的接触电阻Rc,但影响接触电阻Rc大小的加工工艺因素较难掌握,因而也就很难确定一个计算Rc的通用公式,以致目前还没有一个比较成熟而简易的方法能用来计算此项损耗。

降低异步电动机负载时附加损耗的措施

虽然负载时的附加损耗占每台异步电动机输入功率很小的一部分,但由于笼型转子异步电动机使用的范围广,数量大,此项损耗所消耗的总电能在数量上仍是十分可观的,特别是对于目前大力推广的高效电机,其意义更在一些。近年来,国内外都在进行如何降低这些损耗的研究工作。

对中小型异步电机来讲,负载时的附加损耗中,占较大比例的是高频损耗,基频附加损耗一般所占比例不大。为降低高频附加损耗可以采取下列一些措施。

●采用谐波含量较少的各种定子绕组型式,例如:一般可采用双层短距分布绕组;在小型异步电动机中,有些可能以单双层绕组代替单层绕组;采用△-丫混合接法绕组(这种绕组的相带谐波含量少)。

●采用近槽配合。

●采用斜槽,同时注意改进转子铸铝工艺或采用其它工艺(如以低压铸造代替压力铸造,但前者生产率较低),以增大导条和铁心间的接触电阻。

直流电机负载时的附加损耗

直流电机负载时的附加损耗一般比较小,通常不进行详细计算。对没有补偿绕组的电机,一般取为输出(发电机)或输入(电动机)功率的1%,对有补偿绕组的电机,一般分别为0.5%。


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供稿:电机技术日参

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