帶中環(huán)感應電機的動態(tài)模型和性能分析

1、 電 工 技 術 學 報 9! 召 年 ! 月 , 等效 成 兩 個參 數(shù) 斗. 二 , 由圖 注 可知 1 。 顯 然 這時 的 . 和 = 中環(huán) 參 數(shù) 和轉 差率 廠 是 轉 子參 數(shù) 。 , 斜槽寬 度 , ( , 卜 、 卜 、 , 日 1 月 的函 數(shù) 正 因 為 如此 , , 我們 有 十 1 漢 、5 夕 , ( 了 /& 乙 , 刀 1 , 、 9 : 更大 的 自由度 來 選 擇 轉 子 等效 參 數(shù) 同的 要 求 定 8 , 。 以 滿 足 各種不 1 十 1 , 一 >= 用 對 已 經(jīng) 制造 好的 電機 , 由于電機 結構 已 它們是 轉 差 率 的 函

2、數(shù) 。 。 圖 為 一臺 型號 為 雙速 帶中環(huán)感 應 電機 在 低速 時轉 子 等 效 參 數(shù)隨 轉 速的 變 化 曲線 電機 功 率 為 4 電流 , _ 8 , 極數(shù)! , , 電樞 直 徑 , _ & & : 9 , , 長 度 & , & 。 從 圖可 知 在 感應 電機 的 轉子 上加上 中 間 短路 環(huán) 后 , 轉子 電阻 在 起 動時 增 加 而漏 抗 卻減 小 。 這 個效 應 , 類 似 于 深 槽 轉 子的集 膚 效應 對式 還 可證明 當 中環(huán) 阻抗 趨于無 窮 大時 兒 廠 和 = , 就 變 為 沒有 中環(huán) 召 9巧 : 的轉 子 電

3、阻 匕和漏 抗 戲 。 上 面 的 推 導 過程 中 沒 有考 慮 鐵 耗 工程 計 算 中 不 會引 起很 大 的誤 差 圖 、 、 媽 躊 嶺 踢 濘 一 , 這 在 一 般的 但 如 果要 求較 高 , , 轉子 等 效參 數(shù)隨 轉速 的 變 化 5 的 精 度 就不 育 鐵 耗后 式 踢 十 9 : 1 繼 足 需要 變成 = 二 , 為此必 須 引入 鐵 耗 引入 >= 、。 產(chǎn)。 。 無 。 % 氣 一 一 卜 >= “。 方 瑞 十 5 。 = 5, 。 舟 , 5 , ( 一 “ , 。 娜 5 。 = = , 一 二 芬。 中 叼 、 。 一 關( 一 “ 少 一

4、 % 。, 9 : 。 一 完 ( > “。 , , , 腸 一 / 。 式中 , 5 一 9/ 。 : 。 9/ ( /廣 : , 9 : 瑞 5 , 。十 愉 蝙 一 一定 子 和轉子 部 分之 間相 互作 用 的 鐵耗 電阻 、 。 廠 % 定 子鐵 耗 電阻 而 尸 。 胡 尸 將式 一 9 : _ 1 7 至式 9 : 己。 一 0 , 一 7 代 入 上 式 后 可 得 電磁 轉矩 為 一一 定 子 和轉子 部分 之 間相 互 作用 的 鐵 耗 肘 5 。 , , , , 長書 汽 上 電阻 電阻 喻 一 一定子 和轉子 嘟 分之 間相 互 作用 的鐵 耗 。 壽 一 , “

5、& 9 。 一 % , 傲 汀獷 . , : ( 。 9 / 。 , 獷 ,、。 矛 。 , 。 。 : 當然 這 時也 可 得 一 個 等效 電路 , 利用式 9 : 、 , 不再 贅述 。 , 腸 % 。 十 , 幾 5 。 . 云 “習 9 匯: : , : 和 9 : 以 及 所得的 等 效 電 路就可 分 析 電機 的 穩(wěn)態(tài) 性 能 根 據(jù)能 量守 恒 原 理 9 , 如果 中環(huán) 對 稱 均 勻 的 分 布 在 轉子 上 材卿 一 尸 則變 為 尹 、 由電 動 機 各對端 頭輸 入 的電 功 率 應與 電 動機 輸 出的 一 聲 咨 , 一 機械 功 率 相平 衡 , 、

6、電 機 內 貯 能的增 長率 和 損 耗功率 的 總 和 令 尸。 為輸 入的 總 功率 +、 一 尸 抓 月 喃 廠 5 山一 卜 , 1 7 , 、 , 介 十 。 “ ( & 了 、 了 了 偉 了 和 一 則 : 9 _ 9! : 一 5。 十 廠 % % , 十 九 , 協(xié) 2 ( 十 大 幾, 。 9 ,: 圖 _ 給 出 了前 面列 舉 的一 臺帶 中環(huán) 電機的 肘 , , 尸 ( 二 ( , , 9 卜、 : 一 。 / 9 廣 十 % , : 十 曲線 的盯 , 為了 便于 比 較 、 圖 中同 時 畫 出 了 不 帶 中環(huán) 時 十 9了 斗 / : 、 9/ 廣 /

7、 獷 : 一 曲 線 以及 它 們的 電流變 化 曲線 由圖 可 見 , 第 期 帶 中環(huán) 感 應 電機 的 動態(tài) 模 型和 性 能分 析 , 帶 中環(huán) 的電機 在 起 動時 轉矩 約增 大 了 變化 卻很 小 , 而 電流 表 8 雙速 電機 , ! 極 起 動 狀態(tài) 起動電 流 倍數(shù) , 。 這 與前 面我 們 分 析 轉 子 等 效參 數(shù) 在起 。 測試 結 果和 計 算結 果 的 比 較 電 測 試值 動時的 變化 是一致的 壓 ! ! 起動 電流 起 動 轉矩 98 : 9 : 9 6 & : 起 動轉 矩倍數(shù) , 。 自 砂 知 枷 八 / 計算值 。 ! 川 。 中 :

8、有 ,不 本文 采用 8 變換 的 原 則 , 、 五 、 結 、 論 三 相 坐標 系 , 人 獻 這中幣 /, 2 有 環(huán) : 中 根 據(jù) 恒功 率 , 建立 了 帶 中環(huán) 感 應電機 的 動 態(tài) 數(shù)學模 引入 , 型 , 并 利 用 所得模 型分 析 了 電 機 的 穩(wěn)態(tài) 性能 加 “ /, 9 中 不 岌 手: 一 眾斗 叭 。 了 轉子等 效參 數(shù) 的 概 念 呂 考慮 鐵 耗 , 導 出其 等效 電 , 路 和 電 磁 轉矩 表達式 旬 , 根據(jù) 推導 的 模 型 。 編制 了該 , 類 電機的 計 算程 序 。 計 算和測 試 結 果較 為 吻 合 基 本滿 足 了工程 計算的

9、要求 圖_ 轉矩 、 電流 隨轉速 的 變化 參 考 文 獻 四 , 、 試 驗 驗證 / ( ( , 25 5 一 < 3 % ( % 5 2 , 8 # ( (5 % , ( + , 3( 5# . 根據(jù) 上面所 推 導的理論 我們 編 制 了一個 計算 程序 并 又 菊面 所 列舉 的 電機 在 低 速 時 的 運行 和 起 巾 動性 能進 行 了驗算 , ( ( ( , , ( 56 ( 5 ? ( 2# 25 ( % , , ( , , ,( 8 % % 5 / 7 , 7# , % 23 & ( 0 % 2 ( % , , + ( , , 6 . + , ( 其 結果

10、 見 表 , 和表 。 , 從 表可 2 5 ( % ( 3 ( , < ,# 0 ( 0 , ( 5 , 7 , 3 ( 5 +( 3 % ( % 亡 , 6 , ( “ 4 + ! ( % ( ( 知計 算結果 和測 試結 果 是較為吻 合 的 表亞 8 . / + ” 2 0 “ 3 2 ( , ( % 5 2 % 6 , < 2( & 俘 ( 一 7 , % 52 + 7 3( ( 5% / 艦 又 電機 速 , ! 極 運 行狀 態(tài) , 7% 沁 , ! 8 , 6 0 ! 2 5 % 【 了 5 5 & % , + 6 % ( / + 0 , %( 2

11、3 % ( 4 2 3 / 測 試 結 果和 計 算結果 的 比 較 電壓 9 : 電流 流 98 : 6 , , , 7 5 ( ( ( . / 2( , & , .( 5( 1 ( ,( ( 2 5 % , 輸出 轉矩 9 6 , 轉差 率 9 : 效率 9 : & : 。 功率 因數(shù) 9 : _ 輸 功 入 3 0 ( 3 一 ( _! “ ; 5( 3 ( 8 % ,# ( 5 % + ” , 0 & 5 9 : 率 2% 2 . 2 % , 2# 3% 5 5 % ( 2 ( 5 2 ( . 5 5 ( , 7 ( % 6 七 / + 0 ( 2 ( , 2

12、4 23 ! + + .( 6 ( ( ( + 6 % . / 2 ( 3 5 % 2 % , 5 ( ( ( / 測 試值 值 ! ! !_ 飛 _ _ 。 ! ( ( 2 5 ( , < % ( 施 佩 特著 , , , 許 實 章 等譯 。 , 電 機 運 行 理 論導 一 計算 值 ! _ 。 _ ! _ ! _ ! ! 機 械 工 業(yè) 出 版社 _ 高景 德 張 麟 征編著 ! 及 分 析 方 法 科 學 出版 社 引 , , 電機 過 渡 過 程 的 基 本 理 論 之 , 殼 , , 。 趁粉解掀麟?yún)f(xié)料 袱 協(xié)側以, 盆稱戶號尸留 灼 舍 知 洲興 節(jié)招 七 護巴 治碑 粉

13、 解 二 沃 > 止七, 召 二 號兮名抬戶氣喲 , 歲加 辮 9上 接 翔 頁: 。 國 家 標 準 , 三 相同 步 電機 試 驗 方 法 ( , 一 一 分析 精度 高 對 一 個 實 際 例 子 的 分 析表 明 。 其 精度 ! , ! 。 比手工分 析 提 高一 個 數(shù) 量級 。 / 。 2 7 5 ( ( 一 + 0 5( , . ! 5 # ( 35 0 本 法適 用于 計算 機 輔 助分 析 的后 處理 技術 可 作 為微機測試 % ( 3 ( , 8 / / , ! % % 5 # % ( + % % + 8 + ( ( 2( 5 & . 5 ( 3 一 5 0 0 % & 0 ( ( 3 ( , % 5 % & 2( 5 5 ( % , , 參 考 文 獻 5( , 4 6 ( % ( . , 0 ( , + , 2% ( ( / 7 王 又 / / 3 5 % , ? 2% 3 +% 7 5 + 75 ( ( + 0 陳 文 純 7 _ 電機