带负载的三相感应电机

---

在本章中，我们将解释三相感应电机在负载上的Behave。

当我们将机械负载附加到三相感应电机的转子轴时，它将开始减速，因此旋转磁场 (RMF) 将以更高的速率切割转子导体。因此，转子导体中的感应电动势和由此产生的电流将逐渐增加，并产生更高的扭矩。该扭矩使转子加速，当转子扭矩和负载扭矩相等时，转子和机械负载很快就会达到平衡状态。一旦达到这种状态，电机的速度停止进一步降低，因此电机将以恒定的速率以新的速度运行。

然而，三相感应电动机随着负载的增加，速度下降幅度很小。这是因为，其转子电路的阻抗较低，转速的微小下降会产生较大的转子电流。增加的转子电流产生更高的扭矩，以满足电机轴上增加的负载需求。这就是为什么三相感应电机被认为是恒速电机的原因。然而，这些电机永远不会以同步速度运行，因此它们也称为异步电机。

从技术上讲，三相感应电机上负载的变化是通过调整转差率（同步转速与转子转速之差）来满足的。这意味着，滑差随着电机轴负载的增加而略有增加。因此，旋转磁场和转子导体之间的相对速度增加。因此，转子电流增加，产生更高的电机扭矩以满足增加的负载需求。

此外，随着机械负载的增加，增加的转子电流的方向会减少定子的旋转磁通量（根据楞次定律），从而减少定子绕组中的反电动势。减少的反电动势使定子电流增加，从而增加感应电机的功率输入。

感应电动机转差率的概念

在三相感应电机中，转子永远无法达到定子旋转磁场的速度（称为同步速度）。如果确实如此，旋转磁场和转子导体之间将不会有相对运动，转子导体中不会产生感应电动势，因此不会产生使转子旋转的扭矩。因此，在实际应用中，感应电机转子的转速总是小于同步转速。这种差异称为滑移速度，即

$$\mathrm{\mathrm{滑动速度}\:=\:\mathit{N_{s}-N_{r}}}$$

其中，$\mathit{N_{s}}$ 为同步转速，$\mathit{N_{r}}$ 为转子转速。

$$\mathrm{\mathrm{同步速度,}\mathit{N_{s}}\:=\:\frac{120\mathit{f}}{\mathit{P}}}$$

其中，f是电源频率，P是感应电机的极数。

转差速度与同步速度之比称为感应电机的转差率，即

$$\mathrm{\mathrm{滑动,}\mathit{s}\:=\:\frac{\mathit{N_{s}-N_{r}}}{\mathit{N_{s}}}}$ $

还，

$$\mathrm{\mathrm{滑动百分比,}\mathit{s}\:=\:\frac{\mathit{N_{s}-N_{r}}}{\mathit{N_{s}} }\乘以100\%}$$

在实际的三相感应电机中，从空载到满载的滑差变化约为 0.1% 至 3%。

数值例子

8 极三相感应电机连接至 60 Hz 电源。如果它以 880 RPM 运行。计算滑差。

解决方案

给定数据，

• 极数，P = 8

• 频率，f = 60 Hz

• 转子速度，N _r = 880 RPM

$$\mathrm{\因此 \mathrm{同步速度,}\mathit{N_{s}}\:=\:\frac{120\times 60}{8}\:=\:900}$$

因此，滑差将是，

$$\mathrm{\mathrm{滑动,}\mathit{s}\:=\:\frac{900-880}{900}\times 100\:=\:2.22\%}$$