感应电机的等效电路

17 Mar 2025 | 阅读 2 分钟

定子等效电路

感应电动机的定子模型由定子绕组电阻 R1 和定子绕组漏电抗 X1 组成。 这两个组件出现在机器模型的右侧。 空载电流 I0 由纯电感电抗器 X0 模拟,该电抗器取磁化分量 Iµ 和一个非感应电阻 R0,用于承载铁损电流 Iω

因此,

 I0 = Iµ +Iω
Equivalent circuit of an Induction Motor

感应电动机中的磁化电流高于变压器,因为感应电动机的空气隙导致更高的磁阻。

感应电动机中的磁化电抗 X0 的值将小得多。 在变压器中,I0 约为额定电流的 2% 至 5%,而在感应电动机中,I0 约为额定电流的 25% 至 40%,具体取决于电动机的大小。

转子等效电路

在感应电动机中,当将 3φ 电源施加到定子绕组时,机器的转子绕组中会感应出电压。 通常,转子和定子磁场之间的相对运动越大,产生的转子电压就越高。 当转子静止时,会发生最大的相对运动,这种情况称为静止状态。 这也称为锁定转子或堵转转子状态。

如果感应转子电压为 E20,则在任何滑移下的感应电压为:

  E2s = sE20

转子电阻 R2 是一个常数。 它与滑移无关。

感应电动机转子的电抗取决于转子的电感、电压频率和转子的电流。

如果 L2 = 转子电感,则转子电抗由下式给出

	X2=2πf2 L2
But		f2=sf1
∴		X2=2π sf1 L2=s(2π f1 L2)
Or		X2=sX20

在上述等式中,X20 是转子的静止电抗。

Equivalent circuit of an Induction Motor

转子阻抗由下式给出

Z2s = R2 + jX2s
Or    Z2s = R2 + jsX20

每相转子电流由下式给出

Equivalent circuit of an Induction Motor

在上面绘制的电路中,I2 是由滑移频率感应电压 sE20 产生的滑移频率电流,作用于每相具有阻抗 (R2 + jsX20) 的转子电路中。

将上述等式的分子和分母都除以滑移 s,我们得到

Equivalent circuit of an Induction Motor
Equivalent circuit of an Induction Motor

需要注意的是,I2s 的幅度和相位角在此操作中保持不变。

此等式描述了虚拟变压器的二次电路,该变压器具有恒定的电压比,并且两侧的频率相同。 这个虚拟的静止转子承载着与实际旋转转子相同的电流,因此会产生相同的磁动势波。 这种虚拟静止转子的概念使得可以将二次阻抗转移到一次侧。

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