文档介绍：目录
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总结 17
参考文献 18
1 设计要求
(1)开发高新节能产品。
(2)可用于恶劣环境。
(3)确定变电所主变压器的台数与容量、类型。
(4)绘制设计图样
2 异步电机损耗分析及调压节能基本原理

异步电动机在运行中产生的各种损耗,主要分为铁损耗、机械损耗、铜损耗及杂散损耗。
电动机的铜损耗包括定子铜损耗Pcu1,和转子铜损耗Pcu2。它们是由定子电流和转子电流流过定子、转子绕组而产生的。
(2-1)
式中,R1为定子每相电阻;I1为定子每相电流。
(2-2)
式中,S为转差率:Pe为电磁功率。
电动机的铁损失包括磁滞损失和涡流损失,它是铁芯在磁场中受交变磁化作用产生的。
(2-3)
式中,k为常数;f为电源频率;B为磁通密度。
由于:
(2-4)
式中,φ为磁通量;E1为定子绕组的感应电动势U1为定子绕组的相电压。
所以可以认为,铁损与端电压的平方成正比。由于转子电源频率很低(一般只有1~3Hz),转子铁芯的损耗很小,因此可以认为:从空载到额定负载的范围内,电动机的铁损耗PFe,仅是定子铁芯损耗。
电动机的杂散损耗包括铁杂损耗和铜杂损耗。铁杂损耗发生在定子与转子的齿中,是由于齿磁通在转子旋转时发生脉动而产生的,通常称为脉动损耗或表面损耗。可近似认为:铁杂损耗与外加电压的平方成正比。铜杂损耗是由于高次谐波磁势的影响产生的。可近似认为:铜杂损耗与电流的平方成正比,随负载的变化而变化。
可见,杂散损耗部分取决于电压,部分取决于电流。对于感应电动机来说,铜杂损耗是主要的,约占电动机杂散损耗的70%~90%。感应电动机杂散损耗可由测功机法、回馈法、反转法测得。它在总损失中占的比例很小。在小型铸铝转子笼型感应电动机中,满载下杂散损失可达输出功率的1%~3%,在大型的感应电动机中,杂散损失一般为输出功率的5%。

当异步电动机以转速n稳定运行时,从电源输入的功率为P1
(2-5)
其中:U1为定子相电压,I1为定子相电流;cosφ1为定子边功率因数。
定子边铜损耗为:
(2-6)
其中:r1为定子相电阻。
正常运行情况下的异步电动机,由于转子转速接近于同步转速,气隙旋转磁Bδ与转子铁心的相对转速很小,(大、中型异步电动机还涂漆)叠压而成,所以转子铁损耗很小,可忽略不计,因此电动机的铁损耗主要为定子铁损耗,即:
(2-7)
其中:PFe为电动机铁损,PFe1为定子铁损,IO为励磁电流,rm为励磁电阻。
由三相异步电机的T形等值电路可以看出,:
图三相异步电机T型等值电路
传输给转子回路的电磁功率PM等于转子回路全部电阻上的损耗。
(2-8)
电磁功率也可表示为
(2-9)
其中为转子的内功率因数。转子铜损耗:
(2-10)
电磁功率PM减去转子绕组中的铜损耗Pcu2就是等效电阻上的损耗。这部分等效损耗实际上是传输给电机转轴上的机械功率,用Pm表示。它是转子绕组中电流与气隙旋转磁密共同作用产生的电磁转矩,带动转子以转速n旋转所对应的功率:
(2-11)
转子的机械功率Pm减去机械损耗Pm和附加损耗Ps,才是转轴上真正输出的功率,用P2表示:
(2-12)
可见异步电机运行时,从电源输入电功率P1到转轴上输出功率P2的全过程为:
(2-13)
从以上功率关系定量分析中看出,异步电动机运行时电磁功率、转子回路铜损耗和机械功率三者之间的定量关系为:
(2-14)
由式说明,若电磁功率一定,转差率s越小,转子回路铜损耗越小,机械功率越大

电动机的效率是指电动机的输出功率和输入的有功功率之比,电动机的功率因数是指电动机的输入的有功功率和输入的视在功率之比。在额定条件下,电动机运行的功率、损耗、效率和功率因数之间的关系为:电动机的输出机械功率如公式(2-14)所示,电动机的效率为:
(2-15)
功率因数为: (2-16)
从上面式中可以看出,电动机的效率和功率因数有关。
电动机对应不同的负载率,效率和功率因数的数值是变化的,在额