電機不帶機械負載和帶機械負載時的物理變化
本文大蘭電機廠家跟大家分析下異步電動機負載變化時的物理變化。
一般當(dāng)異步電動機軸上不帶機械負載時,電動機只需很小的轉(zhuǎn)子電流來產(chǎn)生不大的電磁轉(zhuǎn)矩,以平衡電機本身機械損耗和附加損耗所引起的制動轉(zhuǎn)矩,因此這時轉(zhuǎn)差率很小,轉(zhuǎn)速n只略低于n1,氣隙旋轉(zhuǎn)磁場只以很低的相對轉(zhuǎn)速(n1—n)切割轉(zhuǎn)子繞組,產(chǎn)生很小的轉(zhuǎn)子電流和電磁轉(zhuǎn)矩,此時的定于電流I0稱為空載電流。I0中主要分量是用于產(chǎn)生主磁通的勵磁電流Im。由于異步電動機存在氣隙,要求勵磁電流較大。因此一般異步電機空載電流的標(biāo)么值范圍為I=0.02~0.4,小型電機甚至可達0.6,比變壓器的要大得多。
異步電動機空載運行時,從電網(wǎng)輸入的有功功率,只需供給異步電機機械損耗和空載附加損耗,而從電網(wǎng)輸入的無功功率卻很大,這對于電網(wǎng)的功率因數(shù)是很不利的。
與變壓器相仿,由于定子漏阻抗壓降I1Z1σ較小,故在外施電壓U1保持一定時,定子電動勢的數(shù)值變化很小,因此在分析負載變化的物理過程時,可近似地認(rèn)為E1不變,于是Φm、Im和Fm均可認(rèn)為不變。
當(dāng)空轉(zhuǎn)的電動機加上機械負載時,電機的電磁轉(zhuǎn)矩暫時小于負載轉(zhuǎn)矩,就使轉(zhuǎn)速降低而轉(zhuǎn)差率s增大,接著氣隙中的旋轉(zhuǎn)磁場Φm以較大的相對轉(zhuǎn)速(n1—n)切割轉(zhuǎn)子繞組。這就使轉(zhuǎn)子電動勢E2σ、轉(zhuǎn)子電流I2增大而產(chǎn)生較大的電磁轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩仍不夠大時,繼續(xù)上述減速過程。
最后當(dāng)電機的電磁轉(zhuǎn)矩已上升到正好和電機軸上的負載機械轉(zhuǎn)矩相平衡時,電動機便在略低于空載轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運行。另一方面,隨著I2增大,轉(zhuǎn)子磁動勢跟著變大,破壞F1、F2原來的平衡,為了維持Fm不變,合成此時F1必然要增加,定子電流I1必然要增加。即負載增加時,轉(zhuǎn)子電流I2增大時,定子電流I1L增大,成為I1中的主要分量,所以I1逐漸增大的同時,cosφ1相應(yīng)提高,電動機從電網(wǎng)吸收更大的電功率P1=m1U1I1cosφ1供給電機內(nèi)部損耗和轉(zhuǎn)軸上的機械功率。
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