1、三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)的確定摘 要：本文介紹一種在三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)測(cè)定試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用三相異步電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)將其參數(shù)進(jìn)行分離的方法。該方法與近似的方法相比較， 參數(shù)具有較高精度。關(guān)鍵詞：三相異步電動(dòng)機(jī)測(cè)試參數(shù)1引言在三相異步電動(dòng)機(jī)的理論分析中，電動(dòng)機(jī)的參數(shù)是十分重要的物理量。在電 機(jī)學(xué)中利用電動(dòng)機(jī)的參數(shù)構(gòu)成等值電路，以此為基礎(chǔ)對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)的各種運(yùn) 行特性進(jìn)行分析。在三相異步電動(dòng)機(jī)的仿真分析中，數(shù)學(xué)模型也涉及到三相異步 電動(dòng)機(jī)的參數(shù)。三相異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)包括三相異步電動(dòng)機(jī)定子電阻、漏電抗，轉(zhuǎn)子電阻、 漏電抗及勵(lì)磁阻抗。這些參數(shù)的確定，可以利用電機(jī)設(shè)計(jì)制造時(shí)的技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行 理論計(jì)算，也可以通

2、過(guò)試驗(yàn)的方法確定。但前者，不僅計(jì)算復(fù)雜，而且與實(shí)際存 在較大的誤差；后者，雖然方法簡(jiǎn)單，但無(wú)法將各參數(shù)進(jìn)行分離，為此常采用估 算的方法來(lái)分離參數(shù)，與實(shí)際情況也存在較大的誤差。若電動(dòng)機(jī)參數(shù)的理論值與 實(shí)際值差異較大，則理論分析將與實(shí)際運(yùn)行不相符。本文介紹一種在實(shí)驗(yàn)方法的 基礎(chǔ)上，根據(jù)三相異步電動(dòng)機(jī)的等值電路， 利用三相異步電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)， 運(yùn) 用計(jì)算機(jī)算法，將參數(shù)精確地進(jìn)行分離的方法。2三相異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)測(cè)定試驗(yàn)三相異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)測(cè)定試驗(yàn)，是通過(guò)短路（堵轉(zhuǎn)）試驗(yàn)和空載試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行 的。在短路試驗(yàn)中主要是確定短路參數(shù)，在空載試驗(yàn)中主要是確定勵(lì)磁參數(shù)。2.1 短路（堵轉(zhuǎn)）試驗(yàn)圖1是在三相異步電動(dòng)

3、機(jī)短路時(shí)的等值電路。5圖1切路時(shí)的等值電路因短路試驗(yàn)時(shí)電壓低，鐵損耗可以忽略，又因?yàn)椤? 口,故圖1中的勵(lì)磁 支路視為開(kāi)路。由于試驗(yàn)時(shí)，轉(zhuǎn)速n = 0,機(jī)械損耗pm=0,定子全部的輸入功率P1K 都損耗在定、轉(zhuǎn)子的電阻上，即= 3+，'工）（I）根據(jù)短路試驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)Uk、I1K、P1K,可以算出短路阻抗Zk、短路電阻rK和短路電抗XKy >M. =(4)式中0=0+，？(5)工,=/+(6)2.2空載試驗(yàn)在三相異步電動(dòng)機(jī)的空載試驗(yàn)中，由于電動(dòng)機(jī)處于空載狀態(tài)，轉(zhuǎn)子電流很小, 轉(zhuǎn)子的銅損耗可以忽略不計(jì)。若雜散損耗忽略，則此時(shí)定子的輸入功率Po消耗在定子銅損耗31K、鐵損耗PFe、機(jī)

4、械損耗Pm中，即九=3歸+%+匕 (7)設(shè)定子加額定電壓時(shí)，根據(jù)空載試驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)空載電流 Io和空載輸入功 率Po,可以算出xq -d(io)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)，轉(zhuǎn)差率S= 0,由等值電路可知(I - S),"S-J ”可如小= L 十 陽(yáng)(II)于是物磁電抗為L(zhǎng) ;上口 -(12)勵(lì)磁電阻為r* 二( !- 3 )式(5)、(6)、(12)、(13)是三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)分離的依據(jù)。3三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)的分離3.1 參數(shù)分離原理由上述三相異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)網(wǎng)定試驗(yàn)的計(jì)算數(shù)據(jù)可知，參數(shù)測(cè)定試驗(yàn)只能 確定定子漏電抗XI、轉(zhuǎn)子漏電抗工及勵(lì)磁電抗Xm的關(guān)系。因而一些教材中認(rèn)為 這些參數(shù)無(wú)法通過(guò)測(cè)定

5、試驗(yàn)將參數(shù)分開(kāi)。在一些教材中為了將這些參數(shù)分離，通常采用近似的方法。對(duì)大、中型異步電動(dòng)機(jī)，取 /=匕= q/2,對(duì)于。卜四以 下小型異步電動(dòng)肌，極數(shù)為2 J ,6時(shí)，取量1二0. 67/ .極數(shù)為8 J0時(shí).取心二0,57人.這種將參數(shù)分離的方法勢(shì)必產(chǎn)生較大的饌笫：本文在三相異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)確定試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，依據(jù)式 （5）、（6）、（12）、 （13）將三相異步電動(dòng)機(jī)等值電路轉(zhuǎn)換為如圖2所示的形式。Ft h八,傭R/Jl*，卜圖2額定運(yùn)行時(shí)的箸值電路利用三相異步電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)，借助計(jì)算機(jī)編程將參數(shù)進(jìn)行分離。 在加額 定電壓的條件下，改變定子漏電抗 X1,根據(jù)圖2所示的等值電路計(jì)算定子電流 I

6、 1,并與額定電流相比較。直到I i與I n相等。此時(shí)的值即為定子漏電抗。由上述 關(guān)系式，可求得定、轉(zhuǎn)子的漏電抗及勵(lì)磁電抗。3.2 參數(shù)分離計(jì)算機(jī)算法由于在三相異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)分離中，涉及到大量的復(fù)數(shù)運(yùn)算，因此在本文 中選用MATLA蹈言進(jìn)行編程。與 G C+十FORTRAN語(yǔ)言相比，MATLA的言不 但在數(shù)學(xué)語(yǔ)言的表達(dá)上與解釋方面表現(xiàn)出人機(jī)交互的高度一致，而且具有高質(zhì) 量、高可靠的數(shù)值計(jì)算能力，特別是復(fù)數(shù)運(yùn)算、基于向量、矩陣和數(shù)組的處理能 力?；贛ATLAB!言的計(jì)算機(jī)算法的流程圖如圖 3圖3流程圖3.3 算例及分析本文以一臺(tái)三相四極異步電動(dòng)機(jī)為例，對(duì)其參數(shù)進(jìn)行分離 該電動(dòng)機(jī)額定數(shù)據(jù)為：=

7、 lOkW,仇 二 3&口 / = 19. 8A 小=l44(Jr/min，O =0.5。.定廣繞組 Y 接空載試驗(yàn)的數(shù)據(jù)為：= 38OV. l =Ch 425kft J(1 =5.4A,機(jī)械損耗 J. =0.08kWo短路試驗(yàn)的數(shù)據(jù)為：二120V.Pr =()+925kWJu 二】& IA,通過(guò)參數(shù)分肉得到定，轉(zhuǎn)手竊數(shù)為；門(mén)=0. 511.陽(yáng)=L 3751 IL rJ? = 0. 4361 fi,= 2.336411；勵(lì)磁參數(shù)為：r =3.44380,-39.()6Mil ml通過(guò)利用三相異步電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)對(duì)其參數(shù)進(jìn)行分離的方法，所得到的參數(shù)是唯一確定的。在分離過(guò)程中未作近似，因而分離得到的參數(shù)應(yīng)是較精確的。 將分手得到的參¥ xi、心的值與估算方法得到的參數(shù)相比較，顯然不滿(mǎn)足 xi=心0與取、工 =0.67xk的值比較接近(對(duì)分離得到的參數(shù) ,心=0.63xk),由所 選擇的異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)可知該電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)恰好滿(mǎn)足取 ；吟=0.67xk的條件。由 此可見(jiàn)，本文的方法是正確的。若取，一0. 67八進(jìn)行估算，則定子漏電抗 為吃墓】.2248 n.轉(zhuǎn)子漏電抗為=2.4867 C,加 海電抗為 = 39.21174%與通過(guò)分離方法得到的參數(shù)相比較，其相對(duì)誤差分別為10.93%、6.43%、0.4%。