8 三相感应电动机
本章我们将简化RMxprt一些基本操作的介绍，以便介绍一些更高级的使用。有关RMxprt基本 操作的详细介绍请参考第一部分的章节。
8.1基本理论
三相感应电机的定子绕组通常连接到对称的三相电源上。定子绕组由p对极组成，在空间成 正弦分布，定子电流产生旋转磁场。转子绕组一般为鼠笼型，其极数与定子绕组保持一致。转子 导条中感应的电流反过来又产生一个旋转磁场，这两个旋转磁场在电机气隙中相互作用产生合成 磁场。气隙合成磁场与转子导条电流相互作用产生电磁转矩，使转子按磁场旋转的方向旋转，同 时有一个大小相同方向相反的转矩反作用于定子上。
定子绕组分为p组线圈，每一组都按三相对称分布，在电机中占据n D/2P空间，此处D为气 隙直径。因而气隙磁场有p个周期，定子绕组具有p对极。
三相感应电动机的特性是基于等效电路进行分析的。电机三相对称，其中一相的等效电路如 图8.1所示。
图8.1中，R 1和R2分别为定子电阻和转子电阻；X1为定子漏电抗包括槽漏抗、端部漏抗和谐 波漏抗；X2为转子漏电抗，包括槽漏抗、端部漏抗、谐波漏抗和斜槽漏抗。由于漏磁场有饱和现 象，X1和X2为非线性参数。等效电路中的各项参数均与定子电流、转子电流有关。由于集肤效应 R2和X2均为由图8.2所示的分布参数等效电路导出的等效值，且随转子滑差s老年人微信昵称变化。所有转子参数 都折算到定子侧。
在激磁回路中，Xm为激磁电抗，RFe为铁心损耗所对应的电阻。Xm是经过线性化处理的非线 性参数，其数值随主磁场的饱和程度而变化。
外施相电压U1时，可方便地由电路分析得出定子电流11和折算到定子侧的转子电流12。电磁 功率Pm可由下式确定：
=3I2R
2s
电磁转矩Tm为
T P
T = m
m ①
式中⑴为同步转速，单位：rad/s
轴端输出机械转矩为
式中f为风阻和摩擦转矩 输出功率为
P = T①
2 22
式中巴=3(1-s)为转子转速，单位：rad/s 输入功率为
P1 = P2 +P加 + PCu2 + PFe + 九 +P (8.5)
式中，尸彳风摩损耗，尸cu2为转子铜损耗，PFe为铁心损耗，PCu1为定子铜损耗，Ps为
杂散 损耗。
功率因数由下式确定：
P
(8.6)
(8.7)
COSQ = 1- mU1I1效率由下式确定：
四川酸菜是什么菜
P
“ =r x 100 % P
1
8.2主要特点
8.2.1线圈和绕组的排列优化设计
几乎所有常用的三相和单相，单层和双层，整数槽和分数槽交流绕组都能自动设计。用户不 需要一个接一个的自己定义线圈。
当设计者采用全极式单层绕组时，RMxprt将自动对绕组进行排列，以减少绕组端部长度。当 使用不对称三相绕组时，绕组排列按照最少负序和零序进行优化。
8.2.2支持任何单、双层绕组设计的绕组编辑器
除了利用RMxprt中的绕组自动排列功能，用户也能通过Winding Editor来指定特殊形式的绕 组排列。
在Winding Editor (绕组编辑器)中，通过改变每个线圈的相属Pha、匝数Turns、入槽号In Slot和出槽号Out Slot，可排列出任意所需的单、双层绕组分布形式。
8.2.3支持二十多种单鼠笼转子和双笼转子设计
鼠笼转子槽一般分为以下4种：
1.圆肩梨形槽
2.斜肩梨形槽
3.斜肩梯形槽
4.圆肩梯形槽
如何配和双笼式(上笼Top、下笼Bottom)和半槽式(Half Slot )槽型，感应电机可设计出二 十多种槽型，例如：
1展开近义词.圆形双笼：如图8.3a所示，可由Top 1圆肩梨形+ Bottom 1圆肩梨形构成。
2.刀型槽：如图8.3b所示，可由Top 4圆肩梯形+ Bottom 3斜肩梯形+ Half Slot半槽式构成。
a. 圆形双笼 b. 刀型槽
图8.3鼠笼结构的槽型
8.2.4任何运行工况下都能考虑非线性参数和分布参数的影响
由于主磁场存在饱和现象，激磁电抗Xm为非线性参数。漏磁场亦有饱和现象，定、转子漏 电抗X1和X2也为非线性参数。由于集肤效应，R2和X2均为由分布参数电路导出的等效值，且随转 子滑差s变化。RMxprt对电机的任何运行工况都考虑了饱和与集肤效应的影响，
因而非线性参数 计算和分布参数计算准确度高。
8.3三相感应电动机设计
这一节，我们将演示三相感应电动机设计的一般流程。
点击 Start>Programs>Ansoft>Maxwell 12>Maxwell 12 从桌面进入乂2乂0611 界面。
从RMxprt主菜单条中点击File>New新建一个空白的Maxwell工程文件Projectl。行政是什么
从RMxprt主菜单栏中点击Project>Inrt RMxprt Design。在Select Machine Type 会话框中 选择Three-Pha Induction Motor，然后点击OK返回RMxprt主窗口。这样就添加一个新的 RMxprt设计。
从RMxprt菜单栏中点击File>Save。如果想把项目另存为w/，可从 下拉菜单选择Save As然后点击Save返回RMxprt主窗口。（参见3.2.6设置默认的项目路径）
分析这个算例，需要做以下几项设置：
1.设置模型单位（参考章节2.3.2.7设置模型单位）：
2.劳动合同法40条配置 RMxprt 材料库 （参考章节3.4.1配置材料库）：
3.编辑线规库 （参考章节3.3.2 到3.3.6）：
当选择Three-Pha Induction，〃“做为电机模型时，必须输入如下几项：
1.General data. （基本性能数据）
2.Stator data. （定子数据）
3.Rotor data. （转子数据）
4.Solution data. （解算数据）
可在定子和转子中选择添加或去掉通风孔。
8.3.1基本性能设计
在项目树下双击乂2由加©图标，可显示Properties.对话框。
在如图8.4所示的Machine列表下定义基本性能数据。
1.Machine Type:电机类型。
2.Number of Poles：电机极数。其值为定子极数的总和（或极对数X 2）。
3.Stray Loss Factor：杂散损耗系数，杂散损耗与额定输出功率的比值。杂散损耗有两部分构 成，一部分是由铜线中电流分布不均匀引起的损耗；另一部分是由于负载电流使磁通发生改变， 导致的附加铜损。IEEE标准中对2500hp以下交流电动机的杂散损耗分成3个参考等级：
1）1-125 HP = 1.8%的额定输出功率
2）126-500 HP = 1.5%的额定输出功率
3）501-2499 HP = 1.2%的额定输出功率
4.Frictional Loss：在参考转速下测得的摩擦损耗（由摩擦产生）
5.Wind Loss：参考转速下测得的风阻损耗（由空气阻力产生）
6.Reference Speed:所给的参考转速。
点击OK关闭Properties对话框。
Pr&perltcsj lndM3. fcp50Hz111tW RMxprtDusignl Machine
MaJiire
| Name | Valuei | Unt | E冶 | Descripiiori |
| Madiire T^pe | Thiee | | | |
| N umbei af Pdes | E | | | Nurrbei of 口口law 3 Hie machba |
| 即 Loss Faztor | 0.02 | 珍珠奶茶制作方法 | 0.02 | Shw Loss Factor |
| Frcbonal Lc梦见打雷闪电特别大•冬多 | 150 | W | 15瓶 | The fr日tariH la的 mtosured at Hie rcfeierc^ mted |
| Wind Lg | o | W | ow | The wnd lass rreasired ths isference 工口d |
| Arlrienre Speed | 900 | rpm | | Ihc refemzc .speed dl v^hch Hr fiiclicndl and wind 历总办 air mwsurtd |
| | | | | |
图8.4基本性能参数
