如何用转差率的数值特征来定义异步电动机的运行状态?
电机是实现电能和机械能转换的装置。当把电能转换成机械能时,电动机起电动机的作用,当把机械能转换成电能时,电动机起发电机的作用。
异步电机是电机的一个分支,应用广泛。更多时候异步电机是作为电机运行的,所以人们更经常叫电机。异步电动机也叫感应电动机。从电磁关系分析,异步电动机类似于变压器。异步电动机的定子相当于变压器的初级线圈,而转子绕组相当于变压器的次级线圈。
根据对异步电动机工作原理的分析,其运行状态可分为三类,即电动机运行状态、发电机运行状态和电磁制动运行状态。
异步电动机的异步是由于其工作速度和同步速度的不同,即电动机的转子速度不同于定子旋转磁场的速度,所以引入了异步电动机转差率的概念,转差率与同步速度之比称为转差率。
转差率是异步电动机的一个重要性能参数,它的大小和正负属性反映了电动机的运行状态和质量状态。我们可以通过滑差的数值状态来区分电机的运行状态。
01.电动机运行状态——转差率为正值,在0-1之间
马达状态是我们所有人最熟悉的状态,也就是把电能转化为机械能的状态。在这种状态下,转子的旋转方向与定子的旋转磁场一致,转子的转速低于旋转磁场的转速。根据滑移的概念,其值大于0小于1(既不等于0也不等于1)。
电机转子的速度与其拖动的负载有关。电机空载运行时,转子转速最接近定子旋转磁场的速度,但始终小于同步转速。
02.发电机运行状态——转差率为负值,小于0至负无穷
其实我们很熟悉电动机的发电机状态,比如我们经常看到的小型柴油发电机和移动电站。在这种状态下,机械能转化为电能,机械能通过风能、热能等手段获得。
在这种状态下,电机定子的旋转磁场是由转子的旋转感应的,转子的旋转方向与感应的定子旋转磁场的旋转方向一致,所以这种状态下电机的转差率为负。
根据对发电机工作原理的分析,转子的转速可以根据需要通过动力装置无限高,转速与定子的旋转磁场之差为无穷大。根据滑移的概念,这个值也是一个负数,可以无限接近0,也可以无限。
03.电磁制动运行状态——转差率为正值,大于1至正无穷
针对异步电动机的电磁制动状态,分析了起重机下放货物的过程。如果没有刹车,货物会按自由落体运动,即离地面越近,转速越快,尤其是从较高高度坠落的物体。为了控制下降速度,需要一个与转子旋转方向相反的力矩来控制,此时电机处于电磁制动状态。
在这种状态下,转子速度相对于旋转磁场速度为负。根据滑差的概念,电机在制动状态下的滑差是大于1的正数,可以达到无穷大。
根据以上分析,我们可以用电机产品的某个性能参数来定义电机的不同运行状态,从狭义电机扩展到广义电机产品。其实学习就是先厚后薄的读书过程,知识的整合更有利于提高我们分析问题和解决问题的能力。
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